Читать книгу Физическая география - Виктор Геннадьевич Смирнов - Страница 5

Земля, как и остальные планетарные шары Космоса, составлена концентрическими оболочками, которые называются геосферами. В принципе, слоистостью обладают почти все природные объекты во Вселенной. И на Земле тоже в системе органической и неорганической природы практически каждый природный объект имеет слоистое строение – как обычный камень, так и дерево. Судя по всему, слоистость является всеобъемлющей чертой структуры подавляющего большинства натуральных материальных образований.

Вещественные компоненты нашей планеты существуют в четырех агрегатных фазах: твердой, жидкой, газообразной, плазменной. В ходе анализа физико-географических особенностей эпигеосферы Земли плазменное состояние редуцируется (т. е. значимость данной фазы снижается фактически до нуля). И в таком случае мы можем утверждать, что земной шар заключает в себе твердую часть, жидкую часть и газообразную.

Твердая Земля охватывает наибольшую долю массы и объема планеты и ограничивается поверхностью земной коры (литосферы) – на суше и под водой Мирового океана.

«Твердая» Земля

Данная часть Земли составлена тремя геосферами: земной корой, мантией и ядром.

Земная кора вместе с верхней частью верхней мантии (до астеносферы), именуется литосферой. Однако очень часто под термином «литосфера» подразумевается лишь земная кора – т. е. без верхней части верхней мантии. Подобная дефиниция не является полноценной: если мы говорим непосредственно о литосфере, то надо учитывать, что в данном случае земная кора объединяется в функциональном плане с озвученной выше частью мантии, составляя с ней, по сути, единое целое – в динамическом отношении. Как раз верхняя мантия и заключает в себе основополагающие источники энергии для существования азональных процессов – внутри земной коры и соответственно на ее поверхности. Это очень важный факт для понимания тектоники Земли в ракурсе физико-географического подхода.

Строение земной коры. Кора Земли обнаруживает себя в четырех вариантах: 1 – континентальная (материковая) кора; 2 – океаническая; 3 – кора переходного (промежуточного, геосинклинального) типа; 4 – рифтогенная.

Континентальная кора составляет тела материков (вместе с их подводными окраинами) и соседствующих с ними континентальных островов. Из коры океанического типа состоит ложе Мирового океана. Геосинклинальная земная кора присуща переходным зонам. Данный тип специалисты, как правило, разделяют на два подтипа:  субматериковая и субокеаническая. Рифтогенная кора образует срединно-океанические хребты (СОХ).

Материковая земная кора. Она толще океанической коры – по той причине, что последний тип выделяется отсутствием «гранитного» слоя. Максимальную мощность материковая кора наращивает под горами, которые обладают мощными «корнями» и сами по себе сильно возвышаются над поверхностью Мирового океана. «Корни» гор практически зеркально воспроизводят пластику внешних эндогенных форм рельефа.

Континентальная кора Земли составлена тремя слоями: осадочным, «гранитным», «базальтовым».

Граница осадочного слоя (стратисферы) с атмосферой вкупе с почвенным слоем образуют дневную поверхность. На древних кристаллических щитах докембрийских платформ почвы практически нет (там она представлена тонким «покрывалом» горных пород четвертичного возраста – «мощностью» в несколько сантиметров). Т. е. щиты являются местами подступа к поверхности «гранитного» слоя Земли, основательно метаморфизированного и составленного горными породами докембрийского возраста, смятыми в сложные и мелкие складки. Осадочный слой содержит в себе пласты осадочных пород разного происхождения, а также возраста, кроме докембрийского. Все эти минеральные породы «выпали» осадком на земную поверхность в водной и воздушной среде, или образовались вследствие тех или иных химических процессов и накопления органических компонентов природы.

«Гранитный» слой, конечно, содержит в себе не только гранит, но и кристаллические сланцы, гнейсы и др. минеральные образования. Таким образом, он состоит из магматических и метаморфических горных пород.

При проведении различного рода исследований «базальтового» слоя ученые испытывают весомые затруднения. Самая мощная скважина не достигла пока еще и глубины 13 километров. Такого километража совершенно не хватает не то что для досконального освоения «базальтового» слоя Земли, но и даже для «гранитного».

Изучение земных толщ при помощи электромагнитных средств свидетельствует о том, что «базальтовый» слой образован породами, которые приближены по своему составу и физическим свойствам к базальтам. Они являются магматическими по своему происхождению, но намного в большей степени метаморфизированы, чем минеральные породы вышележащего (гранитного) слоя.

Базальтовый слой от мантии отделяет так называемая граница Мохо. В ее пределах фиксируется скачкообразное увеличение скорости прохождения сейсмических колебаний.

Материковая кора Земли обладает толщиной 50 километров (среднее значение). На платформенных равнинах – от 30 до 40 км, в пределах горных систем – до 70 км. Для сопоставления: кора океанического типа – от 5 до 10 км.

Толщина осадочного слоя континентальной земной коры колеблется в пределах от 0 до 25 км. Остальная мощность земной коры данного типа предоставлена «гранитному» и «базальтовому» слоям.

Мантия. Эта область в еще большей степени труднодоступна для человека, чем слои земной коры. Мантия охватывает примерно 83% объема Земли (а земная кора – всего 1%). Мантийные толщи контактируют непосредственно с земным ядром – на глубине примерно 3 тыс. километров от поверхности Земли. Всю мантию возможно разделить на верхнюю, среднюю и нижнюю. О последних двух частях сказать что-либо значительное и существенное в практическом плане не представляется возможным. Имеется гипотеза, что они существуют, находясь в кристаллическом состоянии. В верхней мантии обнаруживается разжиженная, вязкая оболочка – астеносфера; по ней дрейфуют литосферные блоки (т. н. плиты), вместе с континентальными массивами земной коры.

Ядро. Это центральная сфера «твердой» Земли. Охватывает 16% объема планеты. Ядро содержит в себе две части – внешнюю и внутреннюю. Внешнее ядро – вязкое. Внутреннее (субъядро) – твердое. Диаметр ядра – 7 тыс. километров (внутреннего ядра – 4 400 км).

Теоретически земное ядро составлено никелистым железом. Приблизительно таким же химическим составом характеризуются железные метеориты. Но есть и другая точка зрения, согласно которой ядро в целом состоит из тех же веществ, что и мантия, но составные компоненты ядра из-за высокой внутриземной плотности существуют в качественно ином состоянии – металлизированном.

Следует сказать, что температура земного ядра равна 10 000 К. Это выше, чем температура верхних слоев Солнца.

Подводя итоги, нужно заметить, что вещественное состояние «твердой» Земли попеременно изменяется – от твердого к «жидкому» и обратно: литосфера твердая, астеносфера «вязкая», нижняя мантия твердая, внешнее ядро расплавленное, внутреннее ядро твердое. По этой причине данную (твердую) часть планеты Земля имеет смысл дифференцировать на пять ступеней (стадий), которые сменяют друг друга по фазовому (агрегатному) состоянию.

Гидросфера («жидкая» Земля)

95% гидросферы занимают воды Мирового океана. По этой причине гидросферой зачастую называют исключительно океаносферу, игнорируя другие составные элементы данной оболочки – воды суши и ледниковые массивы. Такой подход является не совсем правильным, а точнее – совершенно неприемлемым. Водные объекты на суше и ледники – неотделимая часть гидросферы, потому что они обладают сформированностью, т. е. существуют в сконцентрированном состоянии, которое приобретено ими в итоге заполнения какого-либо углубления в грунте либо в подземной емкости, а также в ходе замерзания воды и уплотнения снега (ледники).

По существу, вода находится во всех земных средах – в атмосфере, в горных породах, в органическом материале. Воздушную влагу определяют в качестве рассеянной гидросферы, грунтовую – погребенной гидросферы; а воду, присутствующую в растениях и животных, называют биостромной гидросферой. Но данные составляющие невозможно причислить к гидросфере в полной мере, и одна из причин этого заключается в том, что такая вода находится в рассеянном или связанном состоянии. Хотя подобное представление в любом случае является очень условным, и существует оно только для того, чтобы при изучении природы Земли не испытывать определенные трудности.

Гидросферу невозможно поделить на отчетливые сферы, как «твердую» часть земного шара. В состав гидросферы включены Мировой океан вкупе с морским льдом (подвижным и неподвижным), воды суши (наземные и грунтовые, включая поверхностный и подземный лед) и собственно ледники (покровные, горные).

Атмосфера («газообразная» Земля)

Атмосфера – наружная оболочка Земли (эписфера), которая почти на 100 % (99,99 %) состоит из различных газов.

Данная сфера Земли резко начинается там, где минеральные породы земной коры и вода гидросферных объектов выходят к солнечному свету. Никаких долгих и мягких переходов между твердой землей, водой и воздухом нигде не обнаруживается: по отношению друг к другу эти три среды чересчур контрастны (по критерию агрегатного статуса).

Воздух, находящийся в полостях грунта (в пещерах и пр.), либо вообще не причисляют к атмосфере в принципе, либо относят его к «погребенной» атмосфере.

Широко распространена в научном мире дифференциация атмосферы на слои, определяемая по изменению температурного фона воздушной среды с увеличением высоты. Менее популярна дифференциация атмосферы на слои, устанавливаемая по трансформации газового состава, который с высотой так же претерпевает определенное преобразование, как в целом и другие характеристики воздушной среды (и вообще всякой среды в природе).

Таким образом, атмосферу по первому пункту (изменение температуры) возможно поделить на пять слоев: тропосферу стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу.

Тропосфера по-другому именуется климатосферой: климат создается в границах данного слоя, напрямую контактирующего с дневной поверхностью. В высоких широтах тропосфера обладает мощностью 10-12 километров, в тропико-экваториальном пространстве доходит до высоты 16 километров. Температурный фон понижается с возрастанием высоты (0,6° С на каждые 100 метров). Выше тропосферы находится переходный слой – тропопауза, «изолирующий» тропосферу от вышележащего слоя – стратосферы. Температура в пределах тропопаузы составляет от -56 до -80° С.

В стратосфере понижение температуры уже происходит в очень умеренном режиме, а иногда вообще не наблюдается. В верхней части данного слоя температура среды начинает постепенно повышаться, и в самом верху приближается к нулю. Выше лежит стратопауза – промежуточный слой между стратосферой и мезосферой.

Мезосфера распространяется в сторону космического пространства, начиная от высоты 50 километров от поверхности Земли, и достигает высоты 95 километров. Температура в этом слое понижается (0,3° С на каждые 100 метров). Мезосфера ограничивается мезопаузой, после которой начинается термосфера, слой, внутри которого температура опять постепенно повышается по вертикали – из-за поглощения кислородом ультрафиолетовых лучей.

Выше термосферы находится экзосфера – внешняя оболочка, которую, по сути, можно отнести уже к межпланетному пространству с фрагментами атмосферы.

По трансформации газового состава атмосфера Земли делится всего на два слоя: гомосферу и гетеросферу.

Гомосфера протягивается по вертикали до высотной отметки 100 км от земной поверхности, и ее газовый состав почти не изменяется.

Выше 100 километров – т. е. в гетеросфере – на газы влияет излучение Солнца и Космоса, разлагающее молекулы газов на атомы. Таким образом, в этом слое газовый состав атмосферы испытывает кардинальное преобразование. Во время распада молекул возникают ионы, создающие вместе с нейтральными молекулами ионизированную плазму. Всё пространство земной атмосферы, содержащее эту плазму, именуется ионосферой. Верхний предел ионосферы достигает высоты 500 км от поверхности Земли.

На высоте 20-25 км находится «добавочный» слой – озоносфера. Он насыщен озоном, не пропускающим к земной поверхности пагубную для всех растений и животных, а также человека, часть излучения, идущего от Солнца. В наши дни фиксируется уменьшение мощности озоновой прослойки – по причине усиленных производственных выбросов токсических веществ в воздушную среду. Если истощение озонового экрана продолжится, то это откроет доступ ультрафиолету с длиной волн менее 0,29 мкм. Такая ситуация в конечном счете приведет к уничтожению биосферы.

Подчиненные сферы

Помимо всех перечисленных выше геосфер (литосфера, гидросфера, атмосфера), на Земле существуют еще подчиненные оболочки: педосфера (почвосфера), биосфера и образование, вызывающее наибольшее количество споров в научном мире, – географическая оболочка.

Географическая оболочка

Начальные сведения. Географическая оболочка (эпигеосфера) – наиболее масштабное образование на планете Земля. Ее вертикальные границы определяются глубиной максимального взаимного проникновения всех геосфер (литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы).

Другой подход к определению вертикальных рубежей эпигеосферы заключается в сопоставлении границ этой оболочки с границами биосферы, поскольку живое вещество считается как раз тем пространственным критерием, по которому в ландшафтоведении определяют пределы ландшафтов любого уровня (ранга).

Ландшафтом в физической географии, по мнению многих, является земное пространство, в пределах которого может существовать и существует жизнь – поскольку развитие любой территории на земной поверхности направлено на создание и поддержание именно жизни. Все связи между компонентами природы, устанавливаемые в процессе развития, сосредоточены именно на этом – чтобы создать приемлемую и комфортную среду для живых организмов. Другое дело, что не каждому участку это удается – в связи с неблагоприятными внешними обстоятельствами, в основном с губительными для всего живого климатическими условиями (вспомним тропические пустыни в Африке и Азии, а также ледяные панцири Антарктиды и Гренландии).

Живые организмы, конечно, не просто существуют, базируясь на неживых компонентах окружающей среды. Со временем они, объединяясь, сами начинают создавать свои системы, что способствует дальнейшему развитию природы и полному завершению всех ландшафтообразующих циклов, направленных на то, чтобы, как мы уже отметили, организовать наиболее подходящие условия для жизни и дальнейшего полноценного развития высокоразвитых форм биоматерии.

Поэтому можно сказать, что вертикальные пределы географической оболочки совпадают с вертикальными границами биосферы – области распространения жизни. Но с другой стороны, мы не можем говорить о том, что более глубокие связи между геосферами Земли, за пределами непосредственно биосферы, не важны. Всякое взаимодействие земных оболочек направлено, в конечном счете, на пользу биосфере.

Таким образом, границы эпигеосферы – это чрезвычайно сложное понятие, с которым сопряжены многочисленные дискуссии. Порой, под сомнение ставится даже само наличие географической оболочки как таковой (по крайней мере, в том виде, в каком она представлена в научных трудах), поскольку, как считают некоторые исследователи, вся Земля представляет собой взаимосвязанную систему: в гипотетическом ракурсе охлаждение земного ядра до критических значений, например, привело бы к глобальной катастрофе и уничтожению всякой активности на нашей планете. Так же и сдвиг земной оси спровоцировал бы те или иные непоправимые экологические последствия.

И это правда. Вся планета Земля представляет собой одно целое – от центра ядра до верхнего предела атмосферы…

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.

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

А1 – гумус

А2 – элювиальный

В – иллювиальный

С – почвообразующая (материнская) порода

D – порода, подстилающая материнскую

Дерново-подзолистый тип почвы образуется под лесными массивами различного породного состава и на любой минеральной базе; на лугах, лесных опушках и пашнях. В отличие от подзолистой почвы, дерново-подзолистая характеризуется плодородным слоем. Это очень весомая разница, определяющая дерново-подзолистую почву как эффективную в аспекте сельскохозяйственного освоения.

Дерновые почвы имеют 4 основных горизонта:

Ад – дернина

А1 – гумус

В – иллювиальный

С – почвообразующая (материнская) порода

D – порода, подстилающая материнскую

Это почвы лугов, в которых, как можно понять, нет элювиальной (подзолистой) прослойки. Гумусовый горизонт обладает здесь мощным профилем. Образуются подобные почвы преимущественно на покровных лессовидных суглинках или в тех ландшафтах, где под почвообразующим пластом находятся известковые образования. В таких местах уже четко прослеживается функция подстилающих пород в развитии почвы.

Болотно-подзолистые почвы имеют 4 основных горизонта:

Ат – торфяной горизонт

А2 – подзолистый (элювиальный)

G – глеевый горизонт

С – почвообразующая (материнская) порода

D – порода, подстилающая материнскую

Данные почвы появляются под пологом влажных хвойных или смешанных лесов – в депрессиях рельефа либо на плоских территориях с замедленным дренажом (т. е. в тех местах, где наблюдается временный застой поверхностной влаги, либо там, где фиксируется высокое стояние грунтовой воды). В данных почвенных формациях выработан самостоятельный глеевый горизонт G.

Оглеение – биохимический процесс трансформации почвы в условиях кислородного недостатка.

Процессом оглеения может быть задета всякая почва, в которой формируется «независимый» глеевый слой. При таком раскладе к главному наименованию почвы приписывается слово «глеевая». Но порою подобной прослойки вообще нет в почве (в свободном виде), и признаки оглеения (горизонтальные и вертикальные полоски разной толщины, сизые пятна) возможно найти в одном горизонте, в нескольких или во всех горизонтах. В таком случае к буквенному индексу горизонта добавляется индекс – g, а к наименованию горизонта дописывается слово «глеево» (через дефис). Например, А1g, Bg и др.

Болотные почвы обладают всего лишь двумя горизонтами:

Ат – торфяной (слой торфа) – от 30 до 50 см

G – глеевый

Типы почв полярных регионов. В центральных регионах Антарктического материка, несмотря на жесткий полярный климат, образуется тип почвы, которую можно назвать почвой холодных пустынь. Она появляется в тех местах, где грунтовая поверхность свободна от ледников и снега – по причине чрезвычайно небольшого количества осадков и сильнейших ветров, не дающих снегу зафиксироваться и слежаться. Эта почва из-за своей древности отличается красноватым оттенком, потому что сформировалась она, согласно одной из многих версий, еще в те времена, когда Антарктида была жарким и влажным материком.

Из-за катастрофически сухого климата данная почва засоленная и не имеет почти никакого созидательного развития, существуя очень много лет в бездеятельном состоянии.

В прибрежных районах Антарктиды, где климатический режим намного теплее и влажнее, почвы уже не такие скромные, как в центральных частях континента: они содержат в себе большое количество гумуса и различных минеральных веществ (в особенности там, где живут пингвины, беспрерывно снабжающие почву органикой).

В арктическом географическом поясе среди каменистых территорий развиваются почвы, которые именуются арктическими дерновыми. Они отличаются серо-бурым цветом и имеют гумусовый горизонт (глубиной до 20 см).

Гравитационное и магнитное поля Земли

Кроме вещественных геосфер, Земля состоит еще из энергетических оболочек: гравитационное поле и магнитное поле.

Все вещественные оболочки обладают одним общим свойством – сферичностью, оттого и называются сферами. Подобной фигурой характеризуется также энергетическая оболочка Земли – гравитационное поле.

Гравитационное поле Земли. Это земное пространство (от центральной точки планеты – до высоты примерно 36 тыс. километров над твердой и жидкой земной поверхностью), в границах которого все предметы и явления испытывают на себе влияние силы тяжести.

Силой тяжести называется геометрическая сумма силы притяжения Земли и центробежной силы. Это не тождественные друг другу определения, и на силу тяжести соответственно воздействует совокупность тех факторов, которые озвучены выше, т. е. сила притяжения Земли и центробежная сила. Разберем первый фактор.

1. Сила притяжения Земли. Находится в зависимости от:

А. Влияния ближайших космических тел. Сила взаимного влияния объектов Вселенной зависит от: 1 – расстояний между ними; 2 – от массы самих тел. На земной шар воздействует Луна и Солнце. Но так как данные объекты расположены в достаточной мере далеко от Земли, их влияние (которое всё же фиксируется) в общем плане не принимается во внимание.

Б. Распределения масс на поверхности Земли и внутри нее. Горные системы создают добавочное давление на верхние слои мантии, из-за этого сила тяжести в таких регионах должна быть больше, чем на платформенных равнинах. На жидкой поверхности Мирового океана напротив – сила тяжести должна быть меньше, чем на платформенных равнинах, так как вода по определению легче твердых минеральных пород. Но измерения говорят о том, что сила тяжести на одной и той же параллели повсюду (и на суше, и на поверхности океаносферы) характеризуется одинаковой величиной. Этот факт свидетельствует, что массы внутри нашей планеты, находящиеся под земной корой и непосредственно на поверхности Земли, распределяются в целом равнозначно. Объясняется подобная равнозначность так. В местах, где осуществляется большое давление пород земной коры на мантийный материал (в горных системах), породы мантии опускаются вниз. А в тех частях Земли, где есть недостаток массы земной коры (дно Мирового океана), мантийное вещество подходит ближе к земной поверхности.

Поэтому земная кора, компенсируемая мантией, существует в состоянии изостатического равновесия. Земная кора как бы «плавает» в мантии. Таким образом, на поверхности Земли сила тяжести почти всюду равна. Отклонения (положительные аномалии) силы тяжести отмечаются исключительно в пределах молодых горных систем: под ними мантийное вещество пока не успело опуститься – нужно, чтобы прошло определенное время, поскольку сбитое равновесие приходит к норме не в один момент. Процессы компенсации (уравновешивания) земной коры протекают на глубине от 100 до 150 километров. Данный внутриземной слой именуется слоем изостазии.

2. Центробежная сила. Разберем теперь второй фактор, оказывающий влияние на силу тяжести.

На Земле, которая вращается и обладает шарообразной формой (в грубом расчете), центробежная сила находится в зависимости от широты местности. На полюсах такая сила равняется нулю, на экваторе – достигает наибольших значений. Чем меньше значение центробежной силы, тем большими значениями обязана обладать сила тяжести. Так и выходит: Северный и Южный полюса – это «точки», на которых сила тяжести больше на 0,6 %, чем на экваториальной «полосе». Из этого возможно сделать вывод, что на полюсах сила тяжести равняется силе притяжения.

Гравитационное поле содержит в себе такое понятие, как ускорение свободного падения. На полюсах оно равняется 9,83 м/с², на экваторе 9,78 м/с². Ускорение свободного падения плавно уменьшается от полюсов в сторону экватора – 55/1000 м/с² на каждый градус географической широты.

Рассматривая всё, что было нами озвучено выше, следует утвердительно сказать, что сила тяжести почти целиком зависит от силы притяжения. Даже большая центробежная сила экватора не влияет существенным образом на величину гравитации (различие в силе тяжести между двумя полюсами и экватором – всего 0,6 %).

Еще есть такое понятие, как напряженность гравитационного поля Земли. Так называется величина силы тяжести. В горизонтальном плане напряженность плавно и равнозначно убывает от полюсов к экватору. В вертикальном плане (от земной поверхности – вниз и вверх по вертикали) напряженность гравитационного поля уменьшается – в соответствии с изменением высоты и глубины. На высоте 36 тысяч км от поверхности суши или океанов, а также в центральной части земного шара сила тяжести равняется нулю.

Несложно вычислить радиус сферы гравитационного поля – от центральной точки Земли до 36 тыс. километров над поверхностью геоида. Исходя из среднего радиуса планеты, примерный радиус гравитационного поля равен 42 367 километров.

Сила тяжести всегда направлена по вертикали (отвесу) к поверхности Земли.

Гравитационное поле без какого-либо утрирования можно обозначить в качестве фундаментальной энергетической сферы Земли. Как сама Земля, так и все ее внутренние и внешние процессы, обязаны своим существованием и правильным функционированием именно гравитационному полю.

Значение гравитационного поля

1. Организация формы земного шара. 2. Удерживание атмосферного воздуха. 3. Атмосфера – залог существования гидросферной оболочки. 4. Уплотнение вещества внутри Земли и формирование плотного земного ядра. 5. Сила тяжести – первопричина гравитационной дифференциации земного материала, которая порождает нагрузку масс в глубине Земли, создавая тепловую энергию. Помимо этого, тепловая энергия высвобождается при радиоактивном распаде некоторых элементов (цезия, урана, тория). Тепловая энергия – причина тектонизма внутри планеты и на ее поверхности. 6. Стремление земной коры к изостатическому равновесию. 7. Сила тяжести обуславливает внешние геологические и гидрологические процессы: склоновое перемещение вещества, выпадение осадков, сток вод и пр.

Гравитационное поле – не уникальная энергетическая сфера нашей планеты. К невещественным оболочкам относится и магнитное поле Земли. Разберем сжато функцию геомагнитного поля в глобальных природных процессах земного шара.

Магнитное поле Земли. Это невещественная (энергетическая) оболочка Земли, производимая веществом внутри Земли – на границе мантии и ядра. Одно из нескольких предположений объясняет существование магнитного поля вокруг нашей планеты кольцевыми электрическими токами, возникающими во внешнем ядре.

Магнитное поле распространяется от земной поверхности на высоту примерно 100 тыс. километров (это несколько радиусов Земли). До высоты 44 тыс. километров данное поле плавно убывает, от 44 тыс. до 80 тыс. км оно проявляет неустойчивость, и уже на высоте 90 тыс. км магнитное поле лишается возможности захватывать частицы, обладающие электрическим зарядом.

Основная роль магнитного поля Земли заключается именно в отклонении (т. е. в захватывании) заряженных частиц (протонов и электронов), распространяющихся с огромной скоростью в сторону нашей планеты от атмосферы Солнца – в совокупном корпускулярном потоке солнечного ветра. На небесном теле, которое не находится под защитой магнитного поля, теоретически появление высшей жизни невозможно: сильный поток заряженных частиц губительно влияет на органические формы материи и сбрасывает со счетов саму вероятность появления жизни. Но такое воззрение, само собой, является предположением, а не доказанным фактом.

Магнитное поле прикрывает нашу планету не только от пагубного для нас солнечного ветра, но и от общего космического излучения, движущегося к Земле из глубин Мироздания.

Геомагнитное поле не является стабильной энергетической оболочкой. Его состояние периодически меняется. Краткосрочные изменения (возмущения) сопряжены с воздействием радиации Солнца на данное поле; долгосрочные инверсии связаны с изменением скорости и направленности процессов, которые происходят на рубеже земного ядра и мантии.

Краткосрочные усиления («порывы») солнечного ветра, который выбрасывается в космическое пространство солнечной короной, порождает мощные возмущения («всплески») в геомагнитном поле – магнитные бури. Они, как правило, продолжаются от нескольких часов до нескольких дней. «Порывы» солнечного ветра образуются и при вспышках в солнечной хромосфере, энергия которых распространяется на солнечную корону. С геомагнитными бурями связывают еще полярные сияния.

Геомагнитное поле изменяет собственную полярность с определенной периодичностью (период – от 100 тыс. до 1 млн. лет). Смена магнитных полюсов провоцирует прекращение существования магнитного поля – на несколько тысяч лет. Само собой, в то время, когда магнитного поля у Земли нет, солнечный ветер беспрепятственно заходит в атмосферу и достигает поверхности Земли. При этом защитный озоновый слой исчезает, и ультрафиолетовые лучи получают возможность свободно воздействовать на биосферу. Это усугубляет ситуацию. Поголовная и быстрая гибель некоторых животных в определенных геологических эпохах, предположительно, сопряжена именно с тем, что северный магнитный полюс и южный магнитный полюс периодически менялись местами.