Физическая география

Рано или поздно подобные рассуждения натолкнут нас на мысль о том, что состояние всей Солнечной системы отражается на состоянии любой травинки, растущей лугу. И на этом следовало бы остановиться, но человеческий ум устроен таким образом, что ему надо во всём дойти до самой сути. Поэтому в самом последнем конце всех предварительных выводов о взаимосвязях в природе мы неминуемо придем к закономерной мысли, что весь Космос – это единый организм, и состояние других Галактик Вселенной имеет не менее важное значение для географической оболочки, чем, к примеру, активность Солнца или земного ядра (внутреннего «солнца»).

Однако на сегодняшний день в сферу физико-географических интересов мирового научного сообщества входит только земное пространство.

Первое, что хотелось бы отметить, географическая оболочка, хоть мы ее и называем эпигеосферой, не является наружной оболочкой Земли. Конечно, если не брать в расчет верхние слои атмосферы, то в таком случае всё становится на свои места, и данный вопрос отпадает сам по себе. Но мы этого сделать не можем, поскольку без верхних слоев не было бы ничего, в том числе и самой географической оболочки – в том варианте, в каком она существует сейчас.

Именно по этой причине наружной оболочкой Земли считается атмосфера. А эпигеосфера – это земное пространство, в пределах которого осуществляется взаимодействие (соприкосновение) и взаимопроникновение всех оболочек (геосфер), перечисленных в начале данной темы. Такой контакт возможен благодаря солнечной энергии, которая и запускает весь этот глобальный геосистемный механизм. Менее важным, но чрезвычайно существенным генератором и поставщиком энергии (в том числе тепловой) в географическую оболочку является также внутриземное вещество вместе с протекающими в нем эндогенными процессами.

Внешние границы эпигеосферы. В свете всего вышесказанного можно сделать первый вывод, который гласит, что эпигеосфера не обладает резкими, четкими внешними границами. Свою динамику она наращивает и оканчивает постепенно. Плавно начиная свое становление от глубинных земных недр, геооболочка достигает динамического апогея в своей центральной части – в ландшафтной сфере (о которой будет сказано позднее). После чего динамика данной оболочки так же плавно угасает в слоях атмосферы, лежащих выше верхней границы тропосферы.

Тем не менее, для упрощения понятий, связанных с вертикальными пределами географической оболочки, учеными были обозначены некие условные границы. Одни исследователи нижнюю границу опускают на глубину подошвы астеносферы – 200-300 км по вертикали от поверхности Земли. Это, конечно, очень глубоко. Выходит, что нижний блок географической оболочки охватывает всю литосферу (земная кора и верхняя твердая часть мантии) и даже астеносферу (пластичный слой в верхней мантии), по которой и скользят литосферные плиты.

Движение литосферных плит и связанное с ним изменение лика Земли – это первый аргумент в пользу такой границы в толще Земли. Второй довод заключается в том, что астеносфера предположительно является поставщиком (источником) магматического и вулканического материала в приповерхностные слои и на земную поверхность. Хотя по поводу зарождения явлений магматизма и вулканизма имеются и другие версии.

Помимо этого, нижнюю границу эпигеосферы проводят по подошве самой литосферы, а также: земной коры, осадочного слоя и коры выветривания.

Итак, мы видим, что существует пять версий нижнего предела географической оболочки:

1 – подошва астеносферы;

2 – подошва литосферы;

3 – подошва земной коры;

4 – подошва осадочного слоя (стратисферы);

5 – подошва современной коры выветривания.

Намного менее спорна верхняя граница географической оболочки, которую почти все исследователи принимают за наружный предел тропосферы. Но также существуют версии, что в геооболочку входит еще и стратосфера, лежащая над тропосферой и простирающаяся, как мы говорили, на высоту до 55 км от поверхности Земли.

Единственная оболочка, наряду с биосферой (подчиненной геосферой), которая ни у кого никогда не вызывала существенных споров по поводу границ географической оболочки – это гидросфера. Она включается целиком в структуру эпигеосферы, поскольку жизнь (главный критерий, как мы помним) пронизывает всё водное пространство Земли, включая даже условно «недосягаемые» для человека глубины – ультраабиссальные части океанического дна.

В начале этого разговора мы сказали о том, что целесообразнее проводить внешние границы географической оболочки по пределам биосферы. В литосферу некоторое бактерии могут проникать на глубину 5 км, да и то не везде. Но всё же такой факт зафиксирован. Это максимальный нижний предел биосферы. Верхний предел – граница между тропосферой и стратосферой. Воздушное пространство, расположенное ниже этого пограничного слоя (то есть вся тропосфера), является активным носителем и перераспределителем элементов жизни – и не только бактерий, но и пыльцы растений, спор и других частиц.

Про гидросферу здесь уже и говорить не приходится, поскольку, как мы сказали выше, данная оболочка сплошь пронизана биоматерией.

Принимая во внимание все точки зрения и ни в коем случае не отбрасывая какие-то из них (потому что в любом научном умозаключении лежат логические выводы), мы устанавливаем приемлемые для нас внешние пределы географической оболочки на основании границ биосферы, являющейся земным пространством, внутри которого может существовать и существует наиболее активная и развитая форма существования материи – жизнь.

Итак, толщина географической оболочки в среднем – 12-15 км.

Горизонтальная дифференциация эпигеосферы. Всё, что было рассмотрено выше, относится к вертикальному строению географической оболочки. Но она, как и любое другое природное образование, обладает и горизонтальной дифференциацией, т. е. состоит из природных комплексов различного ранга – от материков и океанов до внутриландшафтных фаций. Рассмотрим вкратце ландшафтную структуру геооболочки.

Сама эпигеосфера в физической географии определяется как геосистема наивысшего ранга, причем единственная в своем роде – и не только на самой Земле, но и во всём исследованном Космосе. В будущем, если будут обнаружены планеты, в точности копирующие нашу планету, уникальный статус с геооболочки снимут и общее представление о подобных образованиях в целом расширится.

Эпигеосфера делится на первичные (первостепенные) природные комплексы – материки и океаны, являющиеся в географии основой основ, во всех отношениях. Эти образования существуют, благодаря внутреннему геологическому развитию Земли и, в частности, гравитационной дифференциации ее вещества.

Материки и океаны – генеральная арена развития природных комплексов и жизни на Земле. Поэтому любое географическое мировоззрение основано на первичном разделении всей поверхности Земли именно на материки и океаны.

Между этими геосистемами происходит перманентный обмен веществом и энергией. Взять хотя бы тот факт, что Мировой океан непрерывно собирает с материков воду посредством речного стока, и постоянно возвращает ее обратно в виде атмосферных осадков – так осуществляется мировой влагооборот. Мировой океан – это мощнейший естественный резервуар, содержащий в себе всю воду Земли, и даже та вода, которая проходит через геосистемы суши, так же изначально принадлежит океанам.

Дальнейшее членение материков и океанов на подчиненные геосистемы (в большей степени это касается материков) базируется на принципе двух рядов – зональном и азональном. Хотя разделяя всё географическое пространство на материковые выступы и океанические впадины, мы уже осуществляем физико-географическое районирование, причем начиная с азональных факторов.

Материки по зональным признакам (климат и соответственно почвенно-растительный покров) делятся на ландшафтные пояса. Каждый такой пояс состоит из ландшафтных секторов, которые в свою очередь содержат в себе ландшафтные зоны и ландшафтные подзоны внутри зон.

По азональным признакам (по принадлежности к морфоструктурам различного порядка) материки делятся на ландшафтные страны, которые далее возможно разделить на ландшафтные области.

В физической географии существует также принцип совмещения зонального и азонального рядов, в результате чего в общей схеме образуется  провинциальный ряд, содержащий регионы, образующиеся от пересечения зон и стран, – ландшафтные провинции, которые в большей степени отражают реальное состояние природы земной поверхности, нежели однобокие регионы, рассмотренные выше (зоны и страны).

Помимо этого, провинциальный ряд дает нам возможность в конечном итоге, постепенно сужая площадь районирования, прийти к неделимым по зональным и азональным признакам единицам дифференциации суши – ландшафтам, дальнейшее деление которых отражает уже локальные особенности развития любой территории.

Повторимся: подойти к пониманию и выявлению ландшафтов нельзя, используя только лишь односторонние ряды – зональный и азональный. И в этом заключается очень большой плюс провинциального ряда. Природа – это единое целое, и рассматривать ее с какой-то одной позиции можно (для теоретических умозаключений) и нужно, но практичности в таких действиях немного.

Как мы видим, географическая оболочка обладает многоплановым мозаичным строением.

Чем выше ранг геосистемы, тем она мощнее в вертикальном плане. Например, в материк входит вся осадочная оболочка и почти вся тропосфера. А вот уже в ландшафт умещается исключительно зона гипергенеза и приземный слой тропосферы толщиной в несколько десятков метров. Фация в свою очередь содержит в себе только почву вместе с почвообразующей и подстилающей породами, и слой воздуха, распространяющийся всего лишь на среднюю высоту деревьев конкретной местности, если они там есть.

Нужно отметить, что вертикальная структура эпигеосферы организована намного проще, чем горизонтальная. Вертикальная организация – различные земные слои с четкими взаимными разделами (внутренние границы в эпигеосфере) и простыми, хоть и постепенными внешними рубежами. И это несмотря на то, что внутри географической оболочки содержится еще одна структурная сфера – ландшафтная, являющаяся наиболее активным уровнем (по всем параметрам) в рассматриваемом глобальном образовании.

Ландшафтная сфера (оболочка). Ландшафтная оболочка распространяется внутри Земли на всю зону гипергенеза – самый верхний геологический слой земной коры, минералы и горные породы которого постоянно преобразуются под воздействием всех экзогенных факторов, т. е. под влиянием атмосферы, гидросферы и биосферы. Данная зона простирается на глубину до 800 метров от поверхности почвы и делится на два яруса – верхний (почвенный слой) и нижний (кора выветривания).

Верхняя часть ландшафтной оболочки – воздушный слой, который по вертикали имеет мощность до 50 метров, над уровнем поверхности почвы. Таким образом, наружный (воздушный) ярус данной оболочки охватывает самую нижнюю часть тропосферы – фактически приземный слой, пронизанный внешними частями растений, особенно деревьев, а также летающими насекомыми и птицами.

Ландшафтная оболочка – это область контакта сразу трех неорганических сфер. Отсюда и такое разнообразие жизни – почти вся биоматерия сконцентрирована именно здесь (99 %).

Понятие ландшафтной оболочки распространяется и на воду Мирового океана, где данная сфера имеет приблизительно такую же мощность, что и на суше. В водной толще – это зона, обладающая глубиной до нескольких сотен метров (как в открытом океане или море, так и у побережий материков), а над водой – это приокеанический слой тропосферы высотой до 50 метров, максимум.

Это всё касается именно поверхностноводной среды, но у океанов, как и любых других водоемов, имеется еще и дно, как мы знаем. Поэтому существует одна сложность, связанная с тем, считать ли дно океана продолжением наземной ландшафтной сферы или нет. Скорее всего, абиссальные и ультраабиссальные участки дна Мирового океана находятся в протоландшафтной фазе существования, то есть относятся к неактивной ландшафтной плёнке.

Но одно можно сказать точно: шельфовые ландшафты в максимально полной мере можно причислить к ландшафтной оболочке (сфере). Это тоже очень активная часть эпигеосферы, где энергично взаимодействуют друг с другом все неорганические оболочки и биосферные компоненты природы.

Шельфовые ландшафты – это вообще очень интересные части ландшафтной оболочки, в которых все абиотические геосферы контактируют в своих самых полноценных вариантах. Например, если суша является контактным полем, существующим на стыке преимущественно воздуха и земной коры, а гидросфера на суше проявляет себя только в виде осадков (в основном дождей) и почвенно-грунтовых вод, которые почти всегда скрыты от наших глаз, то шельфовый ландшафт обладает гидросферным компонентом в полном объеме (водная масса) и в самом ярком его проявлении (причастность к океаносфере).

Схожую с шельфовыми ландшафтами структуру имеют водные объекты, расположенные на суше: то же самое строение, практически одинаковая мощность и такой же полноценный контакт всех неорганических сфер. Единственное отличие заключается в том, что воды озёр и рек не принадлежат океаносфере напрямую.

В вертикальном направлении – вниз и вверх от ландшафтной сферы Земли – структура самой географической оболочки постепенно становится проще, впоследствии упрощаясь до предела и так же постепенно переходя во внутриземное вещество и в воздушную среду, расположенную над тропосферой.

Закономерности эпигеосферы. Географическая оболочка, как и все принадлежащие ей геосистемы различного ранга, характеризуется комплексом закономерностей, среди которых выделяют ритмичность развития, целостность и зональность – горизонтальная и вертикальная.

Выделяют суточные и годовые ритмы. Суточная динамика изменений в географической оболочке связана с вращением Земли вокруг своей оси и с шарообразной формой нашей планеты. Такие трансформации носят волнообразно-пульсирующий характер: когда на одной стороне планеты ночь, на другой стороне – день, а в приграничных районах – утро и вечер, и все элементы этого ансамбля времен суток плавно сменяют друг друга из года в год.

Суточная ритмика устанавливает попеременное изменение всех метеорологических параметров тропосферы (температуры, влажности и давления воздуха), движения ветровых потоков, жизни растений и животных; с ней связано явление приливов и отливов в Мировом океане.

Годовая динамика физико-географических процессов в географической оболочке связана с обращением Земли по своей орбите вокруг Солнца и с наклоном ее оси относительно плоскости земной орбиты. Особенно ярко смена сезонов года проявляет себя в умеренных и субтропических широтах. Природа этих регионов за много тысячелетий приспособилась к таким колебаниям и выработала определенные механизмы защиты от неблагоприятных факторов окружающей среды. По этой причине такие динамические скачки не приводят к разрушению природных связей и уничтожению ландшафтной сферы.

Но суточные и годовые изменения всё же не проходят бесследно. День за днем и год за годом смена суток и сезонов расширяют потенциал эпигеосферы. Это способствует развитию данной оболочки. Таким образом, ритмика (суточная и годовая) – главный двигатель эволюции географической оболочки.

Целостность (единство) географической оболочки заключается во взаимосвязи всех ее компонентов, которыми она составлена. Любая трансформации одного компонента приводит к закономерному изменению другого – и так далее по цепочке.

Конечно, нельзя сказать, что любое малейшее вмешательство в природу приводит к лавине необратимых негативных последствий. Если мы нечаянно сорвали лист с куста или ненароком наступили на дождевого червя, то это не приведет к уничтожению биосферы впоследствии. В масштабах географической оболочки отрицательные эффекты прослеживаются на мега- и макроуровне. Например, глобальное охлаждение атмосферы может привести к разрастанию ледников и даже их движению, как это наблюдалось в очень далеком прошлом в Европе. Но похолодание климата – это, в свою очередь, следствие внешнего воздействия на географическую оболочку, со стороны Космоса и земных недр.