Физическая география

Когда же мы говорим, например, о фации, то здесь уже представление о невмешательстве человека в структуру геосистемы значительно сужается. Здесь может быть очень много различных нюансов, но самое главное заключается в следующем. Если по какой-то причине невозможно избежать нарушения компонентов геосистемы, то, по крайней мере, необходимо давать природе определенное время на заживление «ран», чтобы она успевала восстанавливаться до прежнего уровня.

Здесь можно провести аналогию с человеком. Если системы в человеческом организме постоянно, изо дня в день подвергаются негативному влиянию со стороны пагубных факторов (вредные привычки, неблагоприятные и вредные условия работы и жизни), то органы просто не успевают естественным образом избавляться от ядов – по той причине, что им (органам) в распоряжение предоставляется очень мало времени для восстановления. Известен один медицинский факт, что после многолетнего употребления табака человеку, если он принял твердое решение оставить данное мероприятие, требуется минимум два года (в зависимости от стажа и тяжести заболевания), чтобы все токсические вещества (любого происхождения) и различные накопившиеся балласты полностью удалились из организма, а поврежденные системы вернулись к возможно нормальному уровню функционирования и состояния, на клеточном уровне.

Итак, целостность географической оболочки выражается в основном в том, что все компоненты взаимодействуют друг с другом – посредством кругового перемещения вещества и энергии, то есть вещественно-энергетического обмена, что приводит к сохранению балансовых соотношений внутри эпигеосферы.

Зональность географической оболочки возможно рассматривать на уровне любого компонента, а также на уровне геосистем. Само собой разумеется, что материки и горные системы не сменяют друг друга по широте, у них свои, тектонически обусловленные закономерности размещения и развития.

Первая ступень геосистемной зональности – это ландшафтные пояса, подчиняющиеся данному закону в полной мере.

Биосфера

Из всего «арсенала» всевозможных геосфер и систем, вмещающихся в структуру эпигеосферы, максимальный интерес вызывает биосфера. При начальном знакомстве с данным образованием возможно обозначить его в качестве сферы распространения органики в географической оболочке.

Биосферу, нужно отметить, нельзя считать обособленной оболочкой, как, например, неорганические сферы (литосфера, гидросфера, атмосфера). Но в тот же самый момент это образование не является пассивным: биосфера не выполняет исключительно зависимую роль относительно других слоев эпигеосферы. На протяжении всей истории Земли (в геологической ретроспективе) биоматерия оказывала огромное влияние на минеральные породы, воду и воздух… Рассматривая именно под таким углом суть биосферы, мы приходим к более глубокому осмыслению ее роли.

Таким образом, биосферой называется оболочка Земли, в границах которой по ходу всей геологической истории живые существа оказывали и оказывают в наше время воздействие на неживые элементы природной среды. Т. е. биосферу следует изучать исключительно в рамках тех пределов, где непосредственно органическая материя напрямую контактирует и контактировала с литосферой, гидросферой и атмосферой. В данном аспекте устанавливаются отличительные качества биосферы относительно географической оболочки, в которую, по мнению многих ученых, входит не только пространство подвижного взаимодействия органики с неорганикой, но и области, в границах которых все геосферы оказывают и оказывали воздействие друг на друга. Строение эпигеосферы характеризуется всеми чертами разностороннего взаимоотношения земных оболочек.

Полноценное определение биосферы показывает еще и то, что в ее составе содержится не только лишь кора выветривания (область литосферы, в сегодняшнее время подвергающаяся воздействию живых существ), но и в целом вся стратисфера (осадочная оболочка), сформировавшаяся при деятельном участии биоматерии. Нижние (древние) слои осадочной оболочки на данный момент не испытывают на себе преобразование со стороны биогенного материала, но в данных пластах отображена история соучастия органики в процессах литогенеза. Месторождения нефти, природного газа, залежи каменного угля – весомое тому свидетельство. Все эти типы естественного топлива обладают биогенной сутью.

Кроме всей стратисферы, в изучаемую нами оболочку включается вся гидросфера и тропосфера, выше которой деятельные биогенные элементы (т. е. живые организмы, воздействующие на процессы, протекающие в атмосфере) не могут жить. В атмосфере пределы биосферы устанавливают на высоте до 15 километров – от поверхности суши и океаносферы.

Гидросфера целиком включается в состав биосферы: даже в глубоководных желобах обнаруживаются активные формы жизни.

Устанавливая рубеж биосферы по подножию осадочного слоя, мы неминуемо приходим к такому определению, как статическая биосфера. От этого понятия нужно отличать динамическую биосферу. Различие между ними состоит вот в чем. В статическую биосферу входят те осадочные толщи, которые сегодня уже не подвергаются преобразованию со стороны живых организмов (глубина стратисферы: от 0 км на щитах – до 25 км). Динамическая биосфера охватывает пространство современной жизнедеятельности организмов и поэтому не распространяется дальше нижнего предела коры выветривания – т. е. ниже 200 м. В структуру коры выветривания иногда включается и почвенный слой.

Имеется еще такое понятие, как парабиосфера. Данный термин определяет биосферу как область распространения не только деятельной (преобразовательной) жизни, но и перспективно активной (на сегодняшний момент инертной), которая при благоприятных обстоятельствах способна быстро включиться в активную работу. К примеру, в приполюсных частях Земли, в пустынях тропического климата, а также в верхних слоях климатосферы перспективно деятельные органические формы существуют в неактивном статусе, т. е. в состоянии покоя (ожидания).

Непосредственно понятие «биосфера» обнаруживает себя как тройственная структура. Тройственность данной оболочки дает нам возможность поделить ее на три структурных категории:

1. Зоогеосфера (область развития животного мира) . 2. Фитогеосфера (область развития растительных форм жизни). 3. Микробогеосфера (зона существования микроорганизмов).

Зоогеосфера в атмосфере распространяется до точек наибольшей высоты полета птиц; в Мировом океане – до точек максимальной глубины обитания рыб; в осадочные толщи животные не имеют возможности проникать глубоко (максимум – несколько метров).

Фитогеосфера распространяется на слой воздуха, доходящий до высоты верхушек крон наиболее рослых деревьев планеты; соответственно в осадочном слое нижний предел фитогеосферы ограничивается максимальной глубиной проникновения в грунт древесных корней; в Мировом океане водные растения способны развиваться на различной глубине – вплоть до 11 км.

Бактерии (микроорганизмы) в воздушной среде могут существовать до той высоты, где наблюдается максимальная концентрация озона – 20-25 километров; в осадочной оболочке – до глубины 5 км; в океаносфере такие организмы обнаруживаются везде и на любых уровнях.

По сути, определение «микробогеосфера» показывает, что биосферу возможно изучать как оболочку, в границах которой могут жить всякие живые организмы – и деятельные, и потенциально деятельные, и неактивные. Всё это свидетельствует о существовании такого понятия, как большая биосфера.

Как мы убеждаемся, пределы биосферы установить довольно сложно. Но в любом варианте последнее представление об этой оболочке (большая биосфера) в аспекте физической географии является наиболее неприемлемым.

Так или иначе, именно рамками биосферы очерчены границы эпигеосферы. Хотя рождает много точек зрения нижний предел географической оболочки, проводимый некоторыми учеными по подножию астеносферы.

Состав биосферы. Биосфера по определению составлена биогенными компонентами природы, которые мы можем поделить на следующие группы: 1 – животные, 2 – растения, 3 – грибы, 4 – микроорганизмы.

Животные формы биоматерии по разнообразию видов превалируют над растительными формами (1,5 млн. видов против 0,5 млн.), но совокупная животная биомасса уступает растительной. Грибы в отдельных случаях не вычленяют в автономную группу, а изучают их вкупе с растительными элементами. Однако подобный подход не является в достаточной степени правильным.

Все концентрические оболочки Земли, проанализированные нами ранее, включаются в состав эпигеосферы. В этом заключается ее коренная схожесть с биосферой. Но узловое различие между данными сферами, как уже было отмечено, содержится в том, что биосфера – это именно часть географической оболочки, ее деятельная биогенная ступень, органическая фаза эволюции.

Почвенный слой Земли

Общие особенности почвенно-растительного покрова материков. Почвой называется самый верхний слой земной коры, образующий дневную поверхность. В научных трудах некоторых исследователей почва так и рассматривается – в качестве непосредственно геологической формации, пусть даже и несколько нестандартной.

Нужно отметить, что и в наши дни фиксируется тенденция присоединения отрасли, которая изучает почвенный покров, к геологии – с целью ликвидации якобы научной «бесприютности» почвоведения. Однако особенность данной формации до такой степени тонка и уникальна, что мы не можем причислить ее даже к осадочным пластам. По-существу, любая научная система из цикла наук о Земле – будь-то метеорология или же гидрология, а также вулканология – имеет право изучать почвенный покров со своих точек зрения, так как горизонты почвы воспроизводят и запечатлевают все процессы, протекающие в природной среде.

Появление почвы и в целом почвенно-растительного покрова – неповторимое событие для Вселенной. До сегодняшнего дня астрономы доподлинно не нашли ни одной такой планеты, минеральная база которой была бы с внешней стороны защищена подобным природным покрывалом.

Гидрометеорологическое и геологическое состояние Земли в такой мере благополучно, что почвенно-растительный покров должен по идее выстилать всю поверхность Земли. Однако такого факта мы не наблюдаем. Почвы нет там, где климатический режим проявляет себя как губительный фактор по отношению ко всему живому – т. е. в пустынных регионах планеты. В таких местах минеральная основа оголена и потому вступает в прямой контакт с тропосферой и солнечной энергией. По этой причине земля в пустынях в большей степени уязвима, нежели породы, которые защищены почвенно-растительным покровом. Такое обстоятельство делает акцент на еще одной функции почвенно-растительных систем – защитной. Поскольку грунт, несмотря на свою кажущуюся «незыблемость», достаточно бессилен перед стихиями Земли, которые обнаруживают себя в процессах формирования ландшафтов не только в качестве конструктивных агентов, но и стремительных деструктивных факторов.

Существует, конечно, тип пустынь, где защитное предназначение почвенно-растительного слоя принимают на себя ледниковые и снежные массы – холодные и ультрахолодные ледяные пустыни на севере и крайнем юге планеты, а также высокогорные местности. Т. е. такие ландшафты находятся на островах Арктики, в Антарктиде и на высокоприподнятых частях эпиплатформенных и эпигеосинклинальных горных стран. В какой-то степени подобные панцири предохраняют минеральную базу от любых видов эрозии грунта (денудации). Но, надо сказать, что от явления ледникового выпахивания такие ландшафты, само собой разумеется, не избавлены.

Однако выходы непосредственно горных пород на дневную поверхность возможно обнаружить не только лишь в пустынных регионах. Почвенно-растительного покрова может не быть на отвесных (обрывистых) горных склонах и на береговых уступах у рек, озёр, морей и океанов. В таких местах осыпные процессы проходят так динамично, что почва с растениями просто не успевают сформироваться. Часто встречаются и искусственные оголения грунта, появляющиеся в карьерах и в местах заброшенных котлованов. Но все эти антропогенные точки в любом случае зарастают со временем, или же наполняются грунтовой и атмосферной водой (так образуются пруды). Природная среда постоянно стремится к тому, чтобы по максимуму снизить причиненный ей урон в результате антропогенного давления.

На всех прочих территориях Земли почвенно-растительные процессы проходят в полноценном варианте. И здесь появляется проблема: а можно ли причислять к почве слои иловых отложений на дне океаносферы?.. Эти формации тоже ведь насыщены жизнью, воздухом, органикой различного рода…

Донные илы – океаническая версия, аналог сухопутной почвы, по причине их механической тождественности наземному слою. Почва, таким образом, кардинально видоизменяясь, продолжается и под морской водой. Однако между наземной почвой и ее донной вариацией имеется принципиальное различие. Донные илистые структуры – по существу, первичная стадия образования осадочных пластов. Почва же с точки зрения сохранения жизни животных и растений – конечный этап развития осадочных формаций, или конечный цикл, к которому «стремится» минеральная порода. «Почва» на дне океаносферы – это, по сути, начальная почва, или прапочва, которая потом при благоприятных климатических и тектонических условиях превращается в горную породу, а позже – в классическую почву. Само собой, не весь ил, аккумулирующийся на дне Мирового океана, впоследствии обнаружится на суше, из которого в конечном итоге сформируется полноценный почвенно-растительный покров. Но в общем подобный механизм является универсальным.

Факторы почвообразования. Почвенные горизонты появляются в итоге многосторонней трансформации дневной поверхности земной коры (самых верхних слоев). Перерождение минеральных пород в почвенный слой происходит по причине влияния на него многих факторов:

1. Геолого-геоморфологические факторы (состав и возраст материнской горной породы, крупные формы рельефа территории). 2. Климат (температурный режим воздуха, количество осадков). 3. Органические факторы (деятельность животных, растений и микроорганизмов, грибов). 4. Факторы, связанные с деятельностью человека. 5. Время.

Влияние пластики рельефа (геоморфологии) на организацию почвенного покрова двойственно. Крупные формы занимаются не только перераспределением атмосферных осадков по элементам рельефа (выступам и впадинам), но и сами по себе выполняют климатическую функцию. В данном отношении рельеф возможно причислить к группе климатических факторов.

Все перечисленные выше факторы синхронно влияют на минеральную породу в течение очень долгого времени. Поэтому пятый фактор, время, является основополагающим в процессах развития почвенного слоя. Минеральная порода становится почвой крайне медленно – после отхода моря, таяния ледника, перемены климата с сухого и ветреного на влажный (в песчаных пустынях), прекращения извержений лавы и т. д. Таким образом, нужно, чтобы прошло много времени: мощность почвенного профиля каждые сто лет увеличивается только лишь на 0,5-2 см.

Почвенные горизонты. Разница между типами почв зиждется на том, что почвенный профиль меняет свою структуру и мощность от места к месту. Толщину почвенного слоя устанавливают горизонты почвы, а вернее – их мощность и число. Рассмотрим порядок напластования горизонтов друг на друга в характерных почвенных профилях Восточно-Европейской равнины.

Широкие территории данной равнины в центральной ее части устланы такими типами почв, как подзолистые, дерново-подзолистые, дерновые, болотно-подзолистые почвы (заболоченные), торфяно-глеевые (болотные).

В подзолистой почве – 4 основных горизонта:

А0 – лесная подстилка (кора, ветки, опавшие листья)

А2 – подзолистый (элювиальный) – горизонт вымывания

В – горизонт вмывания (иллювиальный)

С – почвообразующая (материнская) порода

D – порода, подстилающая материнскую

Подзолистая почва развивается под сенью хвойных лесов – на различных песках и супесях.

D-горизонт при изучении профиля считается факультативным (т. е. не обязательным). Но учитывать его всё-таки нужно – при скрупулезном изучении почвенных характеристик ландшафта и при оценке целесообразности освоения какой-либо местности в хозяйственном плане. Дело в том, что подстилающий минеральный пласт оказывает сильное воздействие на вышележащую материнскую породу, а через нее – на все горизонты почвенного профиля. Наиболее ярко такое влияние прослеживается там, где под материнским пластом находится слой, который кардинально отличается по составу от почвообразующей породы (к примеру, когда карбонаты залегают под глинами).

В дерново-подзолистой почве – 5 основных горизонтов:

А0 – лесная подстилка либо тонкая дернина