Неравномерное распределение солнечного тепла по поверхности Земли вследствие ее шарообразности и вращения вокруг своей оси формирует, как мы уже говорили, климатические поясы (стр. 54). Для каждого из них характерны определенная направленность и ритмика природных явлений (накопление биомассьт, интенсивность почвообразования и образования рельефа под влиянием внешних факторов и др.). Поэтому на основе климатических поясов можно выделить поясы географические.
Всего выделяется 13 географических поясов: один экваториальный, два субэкваториальных (в северном и южном полушариях), два тропических, два субтропических, два умеренных, два субполярных (субарктический и субантарктический) и два полярных (арктический и антарктический).
Самый перечень названий уже свидетельствует о симметричном расположении поясов по отношению к экватору. В каждом из них преобладают определенные воздушные массы. Для поясов, носящих названия без приставки « », характерны свои собственные воздушные массы (экваториальные, тропические, умеренные, арктические). Напротив, в трех парах, имеющих приставку «суб», попеременно господствуют соседних географических поясов: в летнюю половину года в северном полушарии - более южного (а в южном, наоборот,- северного), в зимнюю половину года - более северного (а в южном полушарии - южного).
Широтно вытянутые географические поясы суши неоднородны. Это определяется прежде всего положением той или иной их части в приокеанических или континентальных районах. Приокеаниче-ские лучше увлажняются, а континентальные, внутренние, напротив, более сухие: сюда влияние океанов уже не распространяется. На этом основании поясы делят на секторы - приокеанические и континентальные.
Особенно хорошо секторность выражена в умеренных и субтропических поясах Евразии, где суша достигает максимальных размеров. Здесь влажные лесные ландшафты приокеанических окраин (два приокеанических сектора) по мере в глубь материка сменяются сухими степными, а затем полупустынными и пустынными ландшафтами континентального сектора.
Наименее четко секторность проявляется в тропическом, субэкваториальном и экваториальном поясах. В тропиках приносят осадки только на восточные периферии поясов. Здесь и распространены влажные . Что касается внутренних и западных районов, то они отличаются сухим, жарким климатом, а пустыни на западных побережьях выходят к самому океану. Поэтому в тропиках выделяется всего два сектора.
По два сектора выделяется также в экваториальном и субэкваториальных поясах. В субэкваториальных - это постоянно влажный сектор () с лесными ландшафтами и сезонно влажный сектор (включает всю остальную часть), занятый редколесьями и саваннами. В экваториальном поясе часть территории относится к постоянно влажному сектору с влажными «дождевыми» лесами (гилеями) и лишь восточная - к сезонно влажному, где распространены преимущественно листопадные .
Наиболее резкой «секторная граница» бывает там, где она проходит по горным барьерам (например, в Кордильерах Северной Америки и Андах - Южной). Здесь западные приокеанические сектора занимают узкую прибрежную полосу равнин и прилегающие горные склоны.
Крупные составные части поясов - сектора подразделяются на более мелкие единицы - природные зоны. Основой такого подразделения служат различия в условиях увлажнения территории. Однако было бы неправильно измерять лишь количеством выпадающих осадков. Здесь важно соотношение влаги и тепла, так как одинаковое количество осадков, например менее 150-200 мм в год. может привести и к развитию болот (в тундрах), и к формированию пустынь (в тропиках).
Для характеристики увлажнения существует множество количественных показателей, более двух десятков коэффициентов или индексов (сухости или влажности). Однако все они не идеальны. Для нашей темы - выяснения влияния соотношения тепла и влаги на дифференциацию природных зон - лучше учитывать не всю сумму осадков за год. а только так называемое валовое увлажнение (осадки сток) и его к радиационному балансу, так как в биологических процессах практически не участвует. Такой показатель называют «гидротермическим коэффициентом» (ГТК). Он полнее других выражает основные зональные закономерности. Если он имеет величину больше 10, то развиваются влажные (преимущественно лесные) ландшафты, если менее 7 - травянисто-кустарниковые, а в диапазоне от 7 до 10 - переходные типы; при ГТК меньшем 2 - пустыни.
Можно построить соотношения тепла и влаги в основных природных зонах суши на равнинах (см. стр. 54). Заключенное внутри кривой пространство представляет собой арену развития природных ландшафтов.
Особенно велико разнообразие ландшафтов в жарком климатическом поясе. Это результат больших различий здесь в условиях увлажнения при высоких температурах. Ученые уже давно обратили на связь условий увлажнения С продуктивностью растительной массы: выше всего она в дельтовых районах суб-зкнаториального пояса - до 3 тыс. ц сухого вещества с 1 га в год; дельты, расположенные на стыке суши и моря, более всего обеспечены влагой и необходимыми химическими элементами в почве, а в условиях высоких температур продолжается здесь круглый . Названия природных зон даются по характеру растительности, так как она наиболее наглядно отражает зональные черты природы. В одних и тех же природных зонах на разных материках растительный покров имеет сходные черты. Однако на распределение растительности оказывают влияние не только зональные особенности климата, но и другие факторы: эволюции материков, особенности пород, слагающих поверхностные горизонты, влияние человека. Значительную роль в распределении современной растительности играет также расположение материков. Так, территориальная близость между Евразией и Северной Америкой, особенно в тихоокеанских районах, обусловила очевидное родство растительности в полярных районах обоих материков. Напротив, растительный покров более отдаленных друг от друга материков, расположенных в южном полушарии, значительно отличается по видовому составу. Особенно много эндемиков, т. е. видов, распространенных на ограниченной территории, в Австралии - это ее длительной изоляции.
Основными барьерами на путях миграции растений были не только океаны, но и горные хребты, хотя случалось, что и служили путями расселения растений.
Все эти факторы обусловили разнообразие растительного покрова земного шара. В следующем разделе при описании природных зон мы будем давать характеристику зонального типа растительности, свойства которого наиболее соответствуют климатическим условиям определенных зон. Однако по видовому составу растительность одинаковых природных зон на разных материках характеризуется значительными различиями.
Природные зоны арктического, субарктического, умеренного и субтропического поясов наиболее ярко выражены в Евразии и Северной Америке. Это связано с большими размерами суши в этих широтах и обширностью равнинных территорий, так как высокие горы и нарушают, как мы увидим ниже, общие черты зональности. Большая часть материков Южной Америки, Африки, а также южная часть Азии расположены в эква’-ториальном, субэкваториальном и тропическом поясах.
Поясов и природных зон усложняются по мере продвижения от арктических районов к экватору. В этом направлении на фоне увеличивающегося количества тепла возрастают региональные различия в условиях увлажнения. Отсюда и значительно более пестрый характер ландшафтов в тропических широтах.
Наряду с зональностью природных процессов существует явление, называемое интразональностью. Интразональ-ные почвы, растительный покров, различные природные процессы могут возникать в специфических условиях и встречаются на отдельных территориях в разных природных зонах. Причем обычно ингразональные явления несут отпечаток соответствующей зоны; мы увидим это ниже на конкретных примерах.
Природные зоны подразделяются на более мелкие единицы- ландшафты, которые служат основными ячейками географической оболочки.
В ландшафтах все природные компоненты тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены, как бы «подогнаны» друг к другу, т. е. образую! закономерные . Разнообразие ландшафтов определяется многими факторами: вещественным составом и дру1 ими особенностями литосферы, особенностями поверхностных и подземных вод, климатом, характером почвенного и растительного покрова, а также унаследованными, «вчерашними» чертами.
В настоящее время, когда все более возрастают и прямые воздействия на природу хозяйственной деятельности человека, происходит «девственных» ландшафтов в «антропогенные».
В свою очередь ландшафты из-за различий микроклимата, микрорельефа, почвенных подтипов могут подразделяться на более мелкие территориальные комплексы низшего ранга -- урочища и фации - конкретный OBpai или и их склоны, и т. . Однородные ландшафты слагаются из одинаковых набору и закономерно повторяющихся сочетаний фаций и урочищ. Вместе с тем ландшафты, разумеется, не изолированы и влияют друг на друга вследствие циркуляции атмосферы, миграции организмов и т. д.
Местные черты ландшафтов индивидуальны и неповторимы. Но ландшафты обладают и общими зональными чертами, которые могут повторяться даже на разных материках. Например, Великих равнин в Северной Америке напоминают степные территории умеренно континентальных частей Евразии. По лому при некоторой абстракции ландшафты суши можно обобщить, типизировать, что позволяет проследить закономерное размещение зональных типов ландшафтов не только на каждом материке в отдельности, но и в планетарном масштабе.
Чтобы легче уяснить расположение географических поясов и зон на суше нашей , вообразим гипотетический однородно равнинный материк с площадью, равной половине площади суши (пусть другая, сходная по устройству поверхности часть суши располагается в другом полушарии, за океаном). Очертание этого материка в северном полушарии может напоминать нечто среднее между Северной Америкой и Евразией, а в южном - нечто среднее между Южной Америкой, Африкой и Австралией. Тогда нанесенные на границы географических поясов и зон отразят генерализованные () контуры их на равнинах реальных материков.
Географическая оболочка - это целостная, непрерывная оболочка Земли, среда деятельности человека, в пределах которой соприкасаются, взаимно проникают друг в друга и взаимодействуют между собой нижние , верхние слои литосферы, вся гидросфера и (рис. 1). Все сферы географической оболочки непрерывно обмениваются между собой веществом и энергией, образуя целостную и равновесную природную систему.
Географическая оболочка не имеет четких границ, поэтому ученые проводят их по-разному. Верхнюю границу совмещают с границей тропосферы (8-18 км) или с (25-30 км). За нижнюю границу принимают границу земной коры (от 5 км под океанами до 70 км под горными сооружениями материков) или нижнюю границу ее осадочного слоя (до 5 км). Вещество в географической оболочке находится в трех состояниях: твердом, жидком, газообразном. Это имеет огромное значение для развития жизни и происходящих природных процессов на Земле.
Основными источниками развития всех процессов, происходящих в географической оболочке, служат солнечная энергия и внутренняя энергия Земли. Испытывает географическая оболочка и влияние космоса. Только в ней создаются условия для развития органической жизни.
Основные закономерности географической оболочки
Присущи следующие общие закономерности ее развития: целостность, ритмичность, круговорот веществ и энергии, зональность, азональность. Знание общих закономерностей развития географической оболочки позволяет человеку более бережно использовать природные богатства, не нанося ущерба окружающей среде.
Целостность - это единство географической оболочки, взаимосвязь и взаимозависимость ее природных компонентов (горных пород, воды, воздуха, почв, растений, животных). Взаимодействие и взаимопроникновение всех природных компонентов географической оболочки связывает их в единое целое. Благодаря этим процессам сохраняется природное равновесие. Изменение одного компонента природы неизбежно влечет за собой изменение других компонентов и географической оболочки в целом. Знание закона целостности географической оболочки имеет большое практическое значение. Если в хозяйственной деятельности человека не будет учитываться эта закономерность географической оболочки, то в ней будут происходить разрушительные процессы.
Требуется предварительное тщательное изучение территории, которая подвергается воздействию человека. Например, после осушения болота понижается уровень . В результате меняется почва, микроклимат, растительность, животный мир, т. е. нарушается природное равновесие территории.
Понимание целостности географической оболочки позволяет предвидеть возможные изменения в природе, давать географический прогноз результатам воздействия человека на природу.
Ритмичность - это повторяемость тех или иных природных явлений через определенные интервалы времени, или ритмы. В природе все процессы и явления подчинены ритмам. Существуют ритмы разной продолжительности: суточные (смена дня и ночи), годовые (смена времен года), внутривековые (связанные с изменением солнечной активности - 11, 22 года и др.), многовековые (столетние) и охватывающие тысячелетия и многие миллионы лет. Их продолжительность может достигать 150-240 млн лет. С ними связаны, например, периоды активного образования гор и относительного спокойствия земной коры, похолодания и потепления климата.
Наиболее известен 11-летний ритм солнечной активности, которая определяется числом пятен, видимых на поверхности Солнца. Увеличение солнечной активности сопровождается увеличением числа пятен на Солнце и потока солнечной энергии к Земле («солнечный ветер»). Это вызывает на Земле магнитные бури, влияет на погоду и климат, здоровье человека.
Круговорот веществ и энергии - важнейший механизм развития природных процессов географической оболочки, благодаря которому осуществляется обмен веществ и энергии между ее составными частями. Выделяют различные круговороты (циклы) веществ и энергии: (гидрологический цикл), воздушные круговороты (циркуляция атмосферы), круговороты в (геологический цикл) и др.
Происходит круговорот веществ и в литосфере. Магма изливается на поверхность и образует изверженные горные породы. Под действием энергии Солнца, воды и температур они разрушаются и превращаются в осадочные породы. Погружаясь на большие глубины, осадочные породы испытывают действие высоких температур и , превращаются в метаморфические породы. При очень высоких температурах происходит расплавление пород, и они опять возвращаются в исходное состояние (магму).
Круговороты не замкнуты, они постоянно находятся под влиянием внешних и внутренних сил, происходят качественные изменения веществ и энергии, развитие всех компонентов природы и географической оболочки в целом. Это способствует сохранению равновесия в природе, ее восстановлению. Например, при незначительном загрязнении вода способна самоочищаться.
Главной закономерностью географической оболочки является проявление географической зональности. Географическая зональность - основной закон распределения на поверхности Земли, который проявляется в виде широтной зональности (последовательная смена географических поясов и природных зон). Широтная зональность - закономерное изменение природных условий на поверхности Земли от экватора к полюсам, связанное с изменением угла падения солнечных лучей. Единая и целостная географическая оболочка неоднородна на разных широтах. Вследствие неравномерного распределения солнечного тепла с широтой на земном шаре закономерно изменяется от экватора к полюсам не только климат, но и почвообразовательные процессы, растительность, животный мир, гидрологический режим рек и озер.
Наиболее крупные зональные подразделения географической оболочки -. Они, как правило, простираются в широтном направлении, сменяют друг друга на суше и в океане от экватора к полюсам и повторяются в обоих полушариях: экваториальный, субэкваториальные, тропические, субтропические, умеренные, субарктический и субантарктический, арктический и . Географические пояса отличаются друг от друга , климатом, животным миром.
В каждом географическом поясе формируется свой набор природных зон. Природная зона - зональный природный комплекс в пределах географического пояса, который характеризуется общностью температурных условий, увлажнения, сходными почвами, животным и растительным миром.
В соответствии с изменением с юга на север, по широте, изменяются и природные зоны. Смена природных зон с географической широтой является проявлением географического закона широтной зональности. Климатические условия, особенно увлажнение и амплитуды температур, изменяются также по мере удаления от океана в глубь материков. Поэтому главная причина формирования нескольких природных зон внутри географического пояса - это соотношение тепла и влаги. (Проанализируйте по карте атласа соответствие природных зон географическим поясам.)
Каждая природная зона характеризуется определенным климатом, типом почв, растительности и животного мира. Природные зоны закономерно сменяются от экватора к полюсам и от побережья океанов в глубь материков вслед за изменением климатических условий. Характер рельефа влияет на режим увлажнения в пределах и может нарушать ее широтное простирание.
Наряду с важнейшей закономерностью географической оболочки является азональность. Азональность - это формирование природных комплексов, связанных с проявлением внутренних процессов Земли, которые определяют неоднородность земной поверхности (наличие , гор и равнин на и др.). Наиболее ярко азональность проявляется в горах в виде высотной поясности. Высотная поясность - закономерная смена природных комплексов (поясов) от подножия гор к их вершинам (см. рис. 2). Высотная поясность имеет много общего с широтной зональностью: смена поясов при подъеме в горы происходит примерно в той же последовательности, что и на равнинах при движении от экватора к полюсам. Первый всегда соответствует той природной зоне, в которой расположены горы.
Основные закономерности географической оболочки - целостность, ритмичность, круговорот веществ и энергии, зональность, азональность. Знания о закономерностях развития географической оболочки необходимы для понимания процессов и явлений, происходящих в природе, предвидения последствий хозяйственной деятельности человека.
Регион в широком смысле, как уже отмечалось, – это сложный территориальный комплекс, который отграничивается специфической однородностью различных условий, в том числе и природных, географических. А это значит, что существует региональная дифференциация природы. На процессы пространственной дифференциации природной среды огромное влияние оказывает такое явление, как зональность и азональность географической оболочки Земли.
По современным представлениям, под географической зональ-ностью подразумевается закономерное изменение физико-географических процессов, комплексов, компонентов по мере продвижения от экватора к полюсам. То есть зональность на суше – это последовательная смена географических поясов от экватора к полюсам и закономерное распределение природных зон в пределах этих поясов (экваториального, субэкваториальных, тропических, субтропических, умеренных, субарктического и субантарктического).
Причины зональности – это форма Земли и ее положение относительно Солнца. Зональное распределение лучистой энергии определяет зональность температур, испарения и облачности, солености поверхностных слоев морской воды, уровня насыщенности ее газами, климатов, процессов выветривания и почвообразования, растительного и животного мира, гидросети и т.д. Таким образом, наиболее важными факторами, определяющими географическую зональность, являются неравномерное распределение солнечной радиации по широтам и климат.
Наиболее отчетливо географическая зональность выражается на равнинах, так как именно при движении по ним с севера на юг наблюдается изменение климата.
Зональность проявляется и в Мировом океане, причем не только в поверхностных слоях, но и на океаническом ложе.
Учение о географической (природной) зональности едва ли не самое разработанное в географической науке. Это объясняется тем, что она отражает самые ранние из открытых географами закономерностей, и тем, что данная теория образует ядро физической географии.
Известно, что гипотеза о широтных тепловых поясах возникла еще в античное время. Но в научное направление она стала превращаться только в конце XVIII в., когда натуралисты стали участниками кругосветных плаваний. Затем, в XIX в., большой вклад в развитие этого учения был сделан А. Гумбольдтом, который проследил зональность растительности и животного мира в связи с климатом и открыл явление высотной поясности.
Тем не менее, учение о географических зонах в его современном виде зародилось только на рубеже XIX–XX вв. в результате исследований В.В. Докучаева. Он, по общему признанию, является основоположником теории географической зональности.
В.В. Докучаев обосновал зональность как всеобщий закон природы, проявляющийся в равной мере на суше, море, в горах.
К пониманию этого закона он пришел от изучения почв. Его классический труд «Русский чернозем» (1883 г.) заложил основы генетического почвоведения. Считая почвы «зеркалом ландшафта», В.В. Докучаев и при выделении природных зон называл почвы, характерные для них.
Каждая зона, по мнению ученого, – это комплексное образование, все компоненты которого (климат, воды, грунты, почва, растительный и животный мир) находятся в тесной взаимосвязи.
В разработку учения о географической зональности заметный вклад внесли Л.С. Берг, А.А. Григорьев, М.И. Будыко, С.В. Калесник, К.К. Марков, А.Г. Исаченко и др.
Общее число зон определяется по-разному. В.В. Докучаев выделял 7 зон. Л.С. Берг в середине XX в. уже 12, А.Г. Исаченко – 17. В современных физико-географических атласах мира их количество с учетом подзон иногда превышает 50. Как правило, это не следствие каких-то ошибок, а результат увлечения слишком подробными классификациями.
Независимо от степени дробности, во всех вариантах представлены следующие природные зоны: арктическая и субарктическая пустыни, тундра, лесотундра, леса умеренного пояса, тайга, смешанные леса умеренного пояса, широколиственные леса умеренного климата, степи, полустепи и пустыни умеренного пояса, пустыни и полупустыни субтропического и тропического поясов, муссонные леса субтропического леса, леса тропического и субэкваториального поясов, саванна, влажные экваториальные леса.
Природные (ландшафтные) зоны – это не идеально правильные ареалы, совпадающие с определенными параллелями (природа – не математика). Они не покрывают сплошными полосами нашу планету, нередко разомкнуты.
Кроме зональных, выявлены и азональные закономерности. Примером ее служит высотная поясность (вертикальная зональность), зависящая от высоты суши и изменения с высотой теплового баланса.
В горах закономерная смена природных условий и природно-территориальных комплексов называется высотной поясностью. Она также объясняется, главным образом, изменением климата с высотой: на 1 км подъема температура воздуха снижается на 6 градусов С, уменьшается давление воздуха, его запыленность, увеличивается облачность и количество осадков. Образуется единая система высотных поясов. Чем выше горы, тем наиболее полно выражена высотная поясность. Ландшафты высотной поясности в основном сходны с ландшафтами природных зон на равнинах и следуют друг за другом в том же порядке, причем один и тот же пояс расположен тем выше, чем ближе горная система к экватору.
Полного подобия природных зон на равнинах и вертикальной поясности нет, поскольку по вертикали ландшафтные комплексы меняются иными темпами, чем по горизонтали, и часто совершенно в ином направлении.
В последние годы по мере гуманизации и социологизации географии географические зоны начинают все чаще именовать природно-антропогенными географическими зонами. Учение о географической зональности имеет большое значение для регионоведческого и страноведческого анализа. Прежде всего, оно позволяет раскрыть природные предпосылки специализации и ведения хозяйства. И в условиях современной НТР при частичном ослаблении зависимости хозяйства от природных условий и естественных ресурсов продолжают сохраняться его тесные связи с природой, а в ряде случаев и зависимость от нее. Очевидна и сохраняющаяся важная роль природной составляющей в развитии и функционировании общества, в его территориальной организации. Различия в духовной культуре населения, также не могут быть поняты без обращения к природной регионализации. Она же формирует навыки приспособления человека к территории, определяет характер природопользования.
Географическая зональность активно влияет на порайонные различия в жизни общества, являясь важным фактором районирования, а, следовательно, региональной политики.
Учение о географической зональности дает огромный материал для страновых и региональных сравнений и тем самым способствует выяснению страновой и региональной специфики, ее причин, что, в конечном счете, является главной задачей регионоведения и страноведения. Так, например, зона тайги в виде шлейфа пересекает территории России, Канады, Фенноскандии. Но степень заселенности, хозяйственного освоения, условия жизни в таежных зонах перечисленных выше стран имеют значительные различия. В регионоведческом, страноведческом анализе не могут быть обойдены вниманием ни вопрос о характере этих отличий, ни вопрос об их источниках.
Одним словом, задачей регионоведческого и страноведческого анализа является не только характеристика особенностей природной составляющей той или иной территории (теоретическую основу ее и составляет учение о географической зональности), но и выявление характера взаимосвязи природного регионализма с регионализацией мира по экономическим, геополитическим, культурно-цивилизацион-ным и т.д. основаниям.
Географическая зональность - основная закономерность распределения ландшафтов на поверхности Земли, состоящая в последовательной смене природных зон, обусловленной характером распределения лучистой энергии Солнца по широтам и неравномерностью увлажнения.
Географической зональности подчинены процессы в атмосфере, гидросфере, экзогенные процессы образования рельефа, образование почв, формирование и изменение биосферы.
В горах на зональность накладывается и замещает ее высотная поясность.
В некоторых случаях главными в формировании ландшафта становятся не зональные, а местные условия (азональность).
Высотная поясность - закономерная смена природных условий и ландшафтов в горах по мере возрастания абсолютной высоты.
Высотная поясность объясняется изменением климата с высотой: на 1 км подъема температура воздуха снижается в среднем на 6oС, уменьшается давление воздуха, его запыленность, возрастает интенсивность солнечной радиации, до высоты 2-3 км увеличивается облачность и количество осадков.
Высотная поясность сопровождается изменениями геоморфологических, гидрологических, почвообразовательных процессов, состава растительности и животного мира.
Многие особенности высотной поясности определяются экспозицией склонов, их расположением по отношению к господствующим воздушным массам и удаленностью от океанов.
Ландшафты высотных поясов сходны с ландшафтами природных зон на равнинах и следуют друг за другом в том же порядке. Существуют высотные пояса, не имеющие сходных зон на равнинах (альпийские и субальпийские луга).
Современное формирование земной коры. Основные типы.
Существует два основных типа земной коры: океанская и материковая. Выделяется также переходный тип земной коры.
Океанская земная кора. Мощность океанской земной коры в современную геологическую эпоху колеблется от 5 до 10 км. Она состоит из следующих трех слоев:
1) верхний тонкий слой морских осадков (мощность не более 1 км);
2) средний базальтовый слой (мощность от 1,0 до 2,5 км);
3) нижний слой габбро (мощность около 5 км).
Материковая (континентальная) земная кора. Материковая земная кора имеет более сложное строение и большую мощность, чем океанская земная кора. Ее мощность в среднем составляет 35-45 км, а в горных странах увеличивается до 70 км. Она состоит также их трех слоев, но существенно отличается от океанской:
1) нижний слой, сложенный базальтами (мощность около 20 км);
2) средний слой занимает основную толщу материковой коры и условно называется гранитным. Он сложен в основном гранитами и гнейсами. Под океаны этот слой не распространяется;
3) верхний слой – осадочный. Его мощность в среднем составляет около 3 км. В некоторых районах мощность осадков достигает 10 км (например, в Прикаспийской низменности). В отдельных районах Земли осадочный слой отсутствует вообще и на поверхность выходят гранитный слой. Такие районы называются щитами (например, Украинский щит, Балтийский щит).
На материках в результате выветривания горных пород образуется геологическая формация, получившая название коры выветривания.
Гранитный слой от базальтового отделен поверхностью Конрада , на которой скорость сейсмических волн возрастает от 6,4 до 7,6 км/ сек.
Граница между земной корой и мантией (как на материках, так и на океанах) проходит по поверхности Мохоровичича (линия Мохо). Скорость сейсмических волн на ней скачкообразно увеличивается до 8 км/ час.
Кроме двух основных типов – океанского и материкового – есть также участки смешанного (переходного) типа.
На материковых отмелях или шельфах кора имеет мощность около 25 км и в целом сходна с материковой корой. Однако в ней может выпадать слой базальта. В Восточной Азии в области островных дуг (Курильские острова, Алеутские острова, Японские острова и др.) земная кора переходного типа. Наконец, весьма сложна и пока мало изучена земная кора срединных океанических хребтов. Здесь нет границы Мохо, и вещество мантии по разломам поднимается в кору и даже на ее поверхность.
В настоящее время факт зональной дифференциации природной среды очевиден. В. В. Докучаеву принадлежит заслуга в установлении закона географической зональности (1899), что было подтверждено многочисленными исследованиями (Берг, 1930, 1947; Григорьев, 1954, 1966; Исаченко, 1965, 1980; Гвоздецкий, 1976, 1979; Милъков, 1970, и ДР-) Под термином «зональность» понимается«закономерное изменение всех географических компонентов и ландшафтов по широте (от экватора к полюсам) - наиболее известная географическая закономерность.
Первичной причиной зональности является неравномерное распределение солнечной радиации по широте вследствие шарообразной формы Земли. Угол падения солнечных лучей закономерно изменяется в широтном направлении, благодаря чему количество солнечной энергии, приходящей на единицу земной поверхности, изменяется в том же направлении. Таким образом, наличие зональности на Земле целиком обусловлено плане-тарно-космическими, или астрономическими, причинами.
Однако планетарно-космические причины создают только основные предпосылки для возникновения зональности» (Исаченко, 1965, с. 48-49). Определяющее значение солнечной радиации в формировании географических зон признавал и С. В. Калесник:«По причине зонального распределения солнечной лучистой энергии на Земле зональны: температура воздуха, воды и почвы, испарение и облачность, атмосферные осадки, барический рельеф и системы ветров, свойства воздушных масс, климаты, характер гидрографической сети и гидрологические процессы, особенности геохимических процессов, выветривания и почвообразования, типы растительности и жизненные формы растений и животных, скульптурные формы рельефа, в известной степени типы осадочных пород, наконец, географические ландшафты, объединенные в связи с этим в систему ландшафтных зон» (Калесник, 1970, с. 91-92).Однако еще В. В. Докучаев обратил внимание на то, что в формировании природных зон участвуют не только прямая солнечная радиация, но и такие важные элементы климата, как адвективное тепло и влага. Он даже установил, что для каждой природной зоны свойственно не только определенное количество тепла и годовое количество атмосферных осадков, но и определенное соотношение между ними (рис. 90-101).Позже этому вопросу большое внимание уделяли А. А. Григорьев и М. И. Будыко (1956, 1974 и др.). Рассматривая. проблему географической зональности, А. А. Григорьев констатирует:«В основе изменений строения и развития географической среды (суши) по поясам, зонам и подзонам лежат прежде всего изменения количества тепла, как важнейшего энергетического фактора, количества влаги, соотношения количества тепла и количества влаги»(Григорьев, 1954, с. 18) (рис. 102) .Такого же взгляда на зональность придерживается и М. И. Будыко. Можно заключить, что основным фактором формирования географических зон является климат. Насколько такое заключение справедливо, попытаемся это подтвердить двумя примерами:
1) природной зональностью планеты Венера и 2) палеозональ-ностью Земли.1. На на Внере природных зон нет вообще, хотя тепла поступает больше чем на землю. Отсутствие природной зональности на Венере обязано атмосфере, т. е. климатическому фактору. Условия 2.
Явление палеозональности на планете Земля используется здесь для доказательства относительной независимости географической оболочки от тектоносферы, границу между которыми образует горизонт постоянной температуры в земной коре (Любимова, 1968).Эволюция тектоносферы, а соответственно и макрорельефа земной поверхности протекает крайне медленно. Для перестройки тектоносферы и крупных форм рельефа требуются миллионы лет. Такой возраст имеют современные горные хребты. Основные же элементы географической оболочки - географические зоны - могут сформироваться за тысячи лет, т. е. за время в 1 тыс. раз меньшее, чем требуется для образования или полного разрушения горного хребта или его крупных частей. Поэтому если мы проанализируем строение любого крупного поднятия (хребта или отдельной возвышенности), то в вертикальном разрезе должны различать в нем две части: верхнюю, т. е. кору выветривания, и нижнюю - тектоносферу. Мощность верхней части разреза - метры, нижней - сотни километров.При сильном и долговременном изменении климата (например, с теплого на холодный) произойдет перестройка зональной структуры географической оболочки и, в частности, ее минерального субстрата - коры выветривания. Географические (ландшафтные) зоны будут как бы перемещаться по земной поверхности, в то время как макроформы рельефа и соответствующие им тектонические структуры останутся неподвижными. Это позволяет заключить, что географическая оболочка не имеет «глубоких корней»в литосфере. Сказанное в полной мере относится и к вертикальным (высотным) зонам.
Высотные зоны занимают меньшие пространства, чем зоны равнин (широтные), и как бы повторяют их: горные ледники - полярную зону, горная тундра - тундру, горные леса - лесную зону и т. д. Нижняя часть гор обычно сливается с той широтной зоной, в пределах которой они находятся. Так, например, к подножиям Северного и Среднего Урала подступает тайга, у подошв некоторых гор Средней Азии, которые лежат в зоне пустынь, раскинулась пустыня, а в Гималаях нижняя часть гор покрыта тропическими джунглями и т. д. Наибольшее количество высотных зон (от ледников на вершинах гор до тропических лесов у подножий) наблюдается в высоких горах, расположенных недалеко от экватора.
Высотные зоны хотя и похожи на зоны равнин, но сходство это весьма относительно.
Действительно, количество выпадающих осадков в горах с высотой обычно увеличивается, тогда как в направлении от экватора к полюсам оно в общем уменьшается. В горах с высотой не происходит такого изменения длины дня и ночи, как при движении от экватора к полюсам. Кроме того, в горах усложняются и климатические условия: здесь играют существенную роль крутизна склонов и их экспозиция (северный или южный, западный или восточный склоны), возникают особые системы ветров и т. д. Все это приводит к тому, что и почвы, и растительность, и животный мир каждой высотной зоны приобретают особые черты, отличающие ее от соответствующей равнинной зоны.
Различия природных зон на суше ярче всего отражает растительность. Поэтому большинство зон названо по тому типу растительности, который в них преобладает. Таковы зоны лесов умеренного пояса, лесостепей, степей, влажных тропических лесов и т. д.
Географические зоны прослеживаются и в океанах, но выражены они слабее, чем на суше, и лишь в верхних слоях воды - до глубины 200-300 м. Географические зоны в океанах в общем совпадают с тепловыми поясами, но не полностью, так как вода очень подвижна, морские течения постоянно перемешивают ее, а местами и переносят из одной зоны в другую.
В Мировом океане, как и на суше, выделяются семь основных географических зон: экваториальная, две тропические, две умеренные и две холодные. Они отличаются одна от другой темпера-
турой и соленостью воды, характером течений, растительностью и животным миром (см. стр. 146).
Так, воды холодных зон имеют низкую температуру. В них несколько меньше, чем в водах других зон, растворено солей и больше кислорода. Обширные пространства морей покрыты мощными льдами, а растительность и животный мир бедны по видовому составу.
В умеренных зонах поверхностные слои воды нагреваются летом и охлаждаются зимой. Льды в этих зонах появляются только местами, да и то лишь зимой. Органический мир богат и разнообразен. Тропические и экваториальные воды всегда теплы. Жизнь в них обильна.
Природные зоны
Расположение экологических сообществ на Земле носит ярко выраженную зональную структуру, связанную с изменением тепловых условий (прежде всего, потока солнечной энергии) на различных широтах. Природные зоны вытянуты в широтном направлении и сменяют друг друга при движении по меридиану. Собственная, высотная, зональность формируется в горных системах; в мировом же океане хорошо просматривается смена экологических сообществ с глубиной. Природные зоны тесно связаны с понятием ареала – области распространения данного вида организмов. Изучением закономерностей распределения биогеоценозов по поверхности Земли занимается биогеография.
Земная суша разделена на 13 основных широтных поясов: арктический и антарктический, субарктический и субантарктический, северный и южный умеренные, северный и южный субтропические, северный и южный тропические, северный и южный субэкваториальные, экваториальный.
Рассмотрим основные биогеографические зоны суши. Территорию вокруг полюсов охватывают холодные арктические (в Южном полушарии – антарктические) пустыни. Они отличаются крайне суровым климатом, обширными ледниковыми покровами и каменистыми пустынями, неразвитыми почвами, скудостью и однообразием живых организмов. Животные арктических пустынь связаны, в основном, с морем – это белый медведь, ластоногие, в Антарктиде – пингвины.
Южнее арктических пустынь расположена тундра (фин. tunturi «безлесная возвышенность»); в Южном полушарии тундра представлена лишь на некоторых субантарктических островах. Холодный климат и почвы, подстилаемые вечной мерзлотой, определяют здесь преобладание мхов, лишайников, травянистых растений и кустарничков. Южнее появляются небольшие деревца (например, карликовая берёза), и тундра сменяется лесотундрой. Фауна тундры достаточно однородна и скудна: северные олени, песцы, лемминги и полёвки, а также обширные птичьи базары. Из насекомых обильны комары. Большинство позвоночных с наступлением зимы покидают тундру (откочёвывают или улетают в более тёплые края). Вблизи морей и океанов тундра и лесотундра сменяются зоной океанических лугов.
Южнее лесотундры начинаются леса умеренной зоны; сначала хвойные (тайга), затем – смешанные, и наконец, широколиственные (Южный умеренный пояс практически полностью покрывает мировой океан). Умеренные леса занимают громадные территории в Евразии и Северной Америке. Климат здесь уже значительно теплее, и видовое разнообразие больше в несколько раз, чем в тундре. На подзолистых почвах доминируют крупные деревья – сосна, ель, кедр, лиственница, южнее – дуб, бук, берёза. Среди животных распространены хищные (волк, лиса, медведь, рысь), копытные (олени, кабаны), певчие птицы, отдельные группы насекомых.
Зону умеренных лесов сменяют лесостепь и затем степь. Климат становится теплее и засушливее, среди почв наибольшее распространение получают чернозёмы и каштановые почвы. Преобладают злаки, среди животных – грызуны, хищные (волк, лисица, ласка), хищные птицы (орёл, ястреб), пресмыкающиеся (гадюки, полозы), жуки. Большой процент степей занят сельскохозяйственными угодьями. Степи распространены на Среднем западе США, на Украине, в Поволжье и Казахстане.
Следующей за степью зоной является зона умеренных полупустынь и пустынь (Средняя и Центральная Азия, западная часть Северной Америки, Аргентина). Пустынный климат характеризуется малым количеством осадков, большими суточными колебаниями температуры. Водоёмы в пустынях, как правило, отсутствуют; лишь изредка пустыни пересекают крупные реки (Хуанхэ, Сырдарья, Амударья). Фауна отличается достаточным разнообразием, большинство видов приспособлены к обитанию в засушливых условиях.
При приближении к экватору умеренный пояс сменяют субтропики. В прибрежной полосе (северное побережье Средиземного моря, южный берег Крыма, Ближний Восток, юго-восток США, крайний юг ЮАР, южное и западное побережья Австралии, Северный остров Новой Зеландии) распространены вечнозелёные субтропические леса; вдали от моря находится лесостепь (в Северной Америке – прерии), степь и пустыни (последние – в Южной Австралии, на южном побережье Средиземного моря, в Иране и Тибете, Северной Мексике и западной части ЮАР). Животный мир субтропиков характеризуется смешением умеренных и тропических видов.
Тропические влажные леса (Южная Флорида, Вест-Индия, Центральная Америка, Мадагаскар, Восточная Австралия) в значительной степени распаханы и используются под плантации. Крупные животные практически истреблены. Западный Индостан, Восточная Австралия, бассейн Параны в Южной Америке и Южная Африка – зоны распространения более засушливых тропических саванн и редколесий. Самая же обширная зона тропического пояса – пустыни (Сахара, Аравийская пустыня, Пакистан, Центральная Австралия, Западная Калифорния, Калахари, Намиб, Атакама). Огромные пространства галечных, песчаных, каменистых и солончаковых поверхностей здесь лишены растительности. Животный мир малочисленен.
Субэкваториальные влажные леса сосредоточены в долине Ганга, южной части Центральной Африки, на северном побережье Гвинейского залива, северной части Южной Америки, в Северной Австралии и на островах Океании. В более засушливых районах их сменяют саванны (Юго-Восточная Бразилия, Центральная и Восточная Африка, центральные районы Северной Австралии, Индостана и Индокитая). Характерные представители животного мира субэкваториального пояса – жвачные парнокопытные, хищники, грызуны, термиты.
Ближе всего к экватору расположен экваториальный пояс (бассейн Амазонки, Центральная Африка, Индонезия). Обилие осадков и высокая температура обусловили здесь наличие вечнозелёных влажных лесов (в Южной Америке такой лес называется гилеей). Экваториальный пояс – рекордсмен по разнообразию видов животных и растений.
 |
| Высотная поясность |
Похожие закономерности наблюдаются и в смене биогеографических зон в горах – высотной поясности. Она обусловлена изменением температуры, давления и влажности воздуха с увеличением высоты местности. Полного тождества между высотными, с одной стороны, и широтными, с другой стороны, поясами, однако, нет. Так, присущей типичной тундре смены полярных дня и ночи лишены её высокогорные аналоги в более низких широтах, а также альпийские луга.
Наиболее сложные спектры высотных поясов свойственны высокогориям, находящимся близ экватора. К полюсам уровни высотных поясов снижаются, а их разнообразие уменьшается. Изменяется спектр высотных поясов и при удалении от берега моря.
Одни и те же природные зоны встречаются на разных материках, однако леса и горы, степи и пустыни имеют свои особенности на различных континентах. Различаются и растения и животные, приспособившиеся к существованию в этих природных зонах. В биогеографии выделяют шесть биогеографических областей:
Палеарктическая область (Евразия без Индии и Индокитая, Северная Африка);
Неарктическая область (Северная Америка и Гренландия);
Восточная область (Индостан и Индокитай, Малайский архипелаг);
Неотропическая область (Центральная и Южная Америка);
Эфиопская область (практически вся Африка);
Австралийская область (Австралия и Океания).
Живые организмы населяют не только сушу, но и Мировой океан. В океане обитает порядка десяти тысяч видов растений и сотни тысяч видов животных (в том чиле более 15 тысяч видов позвоночных). Растения и животные заселяют в мировом океане две сильно отличающиеся друг от друга области – пелагиаль (поверхностные слои воды) и бенталь (морское дно). Широтные зоны хорошо выражены только в приповерхностных водах океана; с увеличением глубины влияние солнца и климата уменьшается, а температура воды приближается к характерным для толщи океана +4 °С.
Пелагиаль – толща воды океанов, морей и озёр – делится на вертикальные зоны по освещённости (хорошо освещённая, сумеречная и лишённая света) и по распределению жизни (поверхностная, переходная и глубоководная). Для пелагических организмов характерны схожие приспособления, обеспечивающие плавучесть. Они разделяются на пассивно плавающих на поверхности воды (плейстон: саргассовые водоросли, сифонофоры и др.) или в её толще (планктон) и на активно плавающих организмов, способных противостоять силе течения (нектон: рыбы, кальмары, водные змеи и черепахи, пингвины, китообразные, ластоногие, а также крупные ракообразные). Нектон отличает вытянутая форма тела с наименьшим лобовым сопротивлением воды при движении.
Растительные пелагические организмы (фитопланктон: в основном, зелёные и диатомовые водоросли) – основные продуценты органического вещества в океане. Фитопланктон наиболее распространён в местах выноса с глубины или стока с суши питательных веществ – фосфатов и нитратов. Потребность в солнечной энергии ограничивает их распространение до глубины в 50–100 м. Зоопланктон (ракообразные, простейшие, медузы и гребневики, личинки различных животных) можно встретить и на большей глубине. Тропические районы океанов, удалённые от суши, наиболее бедны по количеству видов. Остатки пелагических организмов участвуют в образовании донных осадков.
Население дна – бентос – также распределено по глубинным поясам. Среди растительных организмов распространены бурые, красные, диатомовые и зелёные водоросли; у берега пресноводных водоёмов встречаются и цветковые растения (тростник, камыш, кувшинка, элодея и другие). Морской зообентос представлен, главным образом, фораминиферами, губками, коралловыми полипами, многощетинковыми червями, сипункулидами, моллюсками, ракообразными, мшанками, иглокожими, асцидиями и рыбами. Особенно многочисленны обитатели мелководий; их количество может доходить до десятков килограммов на 1 м 2 поверхности. Пресноводный зообентос гораздо беднее: в основном, это простейшие, кольчатые черви, моллюски, личинки насекомых и рыбы.
