автордың кітабын онлайн тегін оқу Земные ландшафты. Теоретические основы физической географии
В. Г. Смирнов
Земные ландшафты
Теоретические основы физической географии
Шрифты предоставлены компанией «ПараТайп»
© В. Г. Смирнов, 2024
В книге дается полное описание Земли и ее деятельной поверхности с позиций физической географии. Книга отличается тщательно выверенной структурой и стройной последовательностью повествования, благодаря чему в рамках данного «очерка» успешно синтезируются основные сведения и положения всех отраслевых физико-географических наук. Материал рассчитан на круг читателей, которые изучают природу поверхности Земли, опираясь на специфику физической географии — науки о земных ландшафтах.
ISBN 978-5-0056-2961-6
Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero
Оглавление
О книге (от автора)
Обдумывая содержание, стиль и структуру этой книги, автор поставил перед собой три цели:
I. Объяснить читателю особо сложные моменты, с которыми он сталкивается при изучении физической географии.
В книге «Земные ландшафты» основной упор делается именно на объяснение некоторых научных фактов, о которых заранее известно, что они могут быть не до конца понятны человеку, пытающемуся глубже вникнуть в суть вопросов, касающихся физической географии. Ключевые моменты специально повторяются несколько раз — для наиболее глубокого восприятия и повышения запоминаемости.
II. Показать, что физическая география при определенном подходе может быть взаимосвязанной и цельной системой знаний о природе, а не искусственно скомпонованным набором разрозненных наук.
Многим людям сложно представить физическую географию (тем более всю географию) цельной и, следовательно, полноценной наукой. В самом начале, когда человек только приступает к изучению этого раздела (не говоря уже просто обо всей географии), у него в сознании образуется нечто вроде хаоса, состоящего из разобщенных отрывков знаний о поверхности Земли. И однажды он может сделать вывод, что биология, геология, геохимия, геодезия, геофизика, гидрология и метеорология — это действительно науки, а география — это всё и по сути ничего. И в этом, к сожалению, есть своя доля правды, потому как в наши дни о географии можно говорить в первую очередь как о философской ветви естествознания. Другими словами, физическая география — это то же самое, что и философия земной природы. Общие природные закономерности, взаимоотношение природы и общества и другие вопросы — философские категории, о которых в будущем (если ситуация так и не изменится) будут дискутировать на философских факультетах. Сама география как таковая (общее представление о Земле и ее поверхности), разумеется, останется только в качестве педагогической специальности: кто-то должен научить человека находить на глобусе Америку, Китай, а также объяснить, чем отличается холм от горы и озеро от моря.
Максимально приблизить современную географию к реалиям современности и заодно скрепить ее невидимыми научными нитями (чтобы она не распалась на тысячи составляющих) можно следующим образом.
1. Поставить ландшафтоведение в центр физической географии, сделать его консолидирующим ядром этой науки.
Все остальные разделы при таком подходе послужат ландшафтоведению или «предисловием», или «послесловием». В ландшафтоведении (особенно в термине «ландшафт») сходятся все отраслевые физико-географические науки; от него же они и отталкиваются.
2. Соединить физическую географию с социально-экономической ветвью, четко обозначив объект изучения.
На сегодняшний день совершенно очевидно, что объект у географии (как цельной науки) может быть только один — страны мира. Страноведение — замечательная дисциплина, объединяющая все географические науки в одну нерушимую область знаний, которая очень востребована в наше время во многих сферах деятельности. Но пока еще страноведение не имеет самостоятельной силы.
Название науки, которая образуется после объединения двух главных ветвей землеописания (физической и социально-экономической), можно оставить таким, каким оно было всегда — география. Ну а о картографии здесь и говорить не приходится: география с нее начинается, ей же и заканчивается.
В «Земных ландшафтах», которые в силу своей тематики затрагивают исключительно физику природы, был апробирован, разумеется, первый пункт (из двух заявленных). Такая попытка ни на что не претендует, и она, скорее всего, останется в рамках только этой книги.
III. Обозначить наиболее важные и нужные моменты в физико-географической науке.
Книга, по сути, представляет собой тот физико-географический минимум, зная который, можно продвинуться дальше, в более глубокие слои физической географии — самой сложной науки о природе Земли. Автор, развивая тему книги, очертил научный круг, в котором содержатся самые важные сведения и представления о Земле и ее ландшафтной оболочке.
Специфика материала. Материал книги «Земные ландшафты» характеризуется биогеографической направленностью развития (а точнее — фитогеографической направленностью).
Автор считает биоцентрический подход к изучению генезиса природных комплексов единственно правильным в физической географии. По его мнению, появление (и вообще наличие) живого вещества является признаком зрелости ландшафта, то есть показателем полного завершения ландшафтообразующих процессов, восстанавливающих протоландшафтную территорию до уровня природного комплекса (геосистемы) — самого сложного уровня организации любой планетарной поверхности. Эта идея не раз упоминается в книге. В некоторых главах особо подчеркивается, что статусом «природный комплекс» обладают не все земные территории; и тем более не обладают таким статусом — до предела деградированные участки поверхностей других землеподобных планет.
Такое сложное понятие, как «ландшафтное разнообразие», автор отождествляет преимущественно с разнообразием растительного мира. Неживой мир позиционируется в качестве весомого подспорья, арены для поддержания и, возможно, дальнейшего увеличения биоразнообразия. Все грани абиотической природы раскрываются подробно и по классической схеме, в виде рассуждения, без резких субъективных выводов, ненужной полемики и попыток выудить из «океана» географической информации о неживой природе нечто такое, чем можно было бы объяснить всё на свете — и само наличие жизни, и всю ее неповторимую палитру, и многие другие тайны Земли.
Некоторые определения и понятия намеренно не раскрываются до конца. Это сделано для того, чтобы оставить читателю пространство для самостоятельного изучения и анализа тех или иных моментов.
***
Акценты в книге не смещены в сторону только лишь «серьезных», масштабных, закономерностей; наравне с ними рассматриваются ландшафтные явления, казалось бы, совсем незначительные, которые на самом деле таковыми не являются.
Сведения о различных природных явлениях, напрямую не задевающих ландшафтную сферу, даны для того, чтобы сформировать у читателя полноценное представление о Земле в целом, о поверхности земной коры и Мирового океана.
Ландшафтный опыт автора базируется на изучении в основном равнинных территорий в трех географических поясах — умеренном, субтропическом и отчасти тропическом. По этой причине общий материал книги опирается на равнинную часть умеренно-субтропических и северных тропических широт.
Материал «Земных ландшафтов» представлен главным образом в научно-популярной форме, но содержит большое количество довольно сложных физико-географических терминов и определений. Соответственно, книга ориентирована на людей, имеющих достаточно высокий уровень начальных знаний по физической географии.
Предисловие
Отличить земной ландшафт от ландшафта другой планеты Солнечной системы сможет любой человек. Снимки, изображающие поверхности двух планет — Земли и, например, Марса — будут в корне отличаться друг от друга. Сравнивая такие фотографии, мы сразу увидим, что Земля выстлана растительным покровом, а Марс — нет. Однако, изучая фотоматериалы (цветные или черно-белые), на которых запечатлены одни лишь мертвые пустыни, можно впасть в некоторое заблуждение и в итоге перепутать земную поверхность с марсианской или наоборот.
Почему же на Земле, которая находится в столь благоприятных условиях, по сравнению с другими планетами земной группы, существуют ландшафты, лишенные жизни?..
Дело в том, что наличие или отсутствие растительности контролируется коэффициентом увлажнения (или радиационным индексом сухости) — универсальным климатическим показателем жизнеспособности ландшафтов любой планеты. Он применим абсолютно ко всем землеподобным планетам. Сбалансированный коэффициент увлажнения наделяет поверхность самой высокой биологической продуктивностью, крайне несбалансированный приводит к полному иссушению местности и в корне уничтожает любые проявления жизни. Чем больше коэффициент уклоняется в сторону дисбаланса, тем меньше и скуднее выражена органическая производительность ландшафта.
Конечно, нет правил без исключений: и в пустынях существуют островки жизни — оазисы. Вода, находящаяся в почве и под ней, насыщает влагой растения не хуже тропических ливней. На Земле не существовало бы «бесплодных» земель, если бы зеркало грунтовых вод в этих местах повсеместно подходило близко к дневной поверхности.
Планеты земной группы и подобные им спутники представляют собой сплошную пустыню, причем самую суровую из всех возможных. Но только ли «неправильный» коэффициент увлажнения повинен в том, что эти планеты находятся в таком состоянии?..
И здесь следует сделать несколько предварительных оговорок. Всякая форма жизни (по крайне мере — земная) приспособлена к существованию в определенном диапазоне температур. Если термические условия заходят за все мыслимые и немыслимые пределы, то даже при идеальном коэффициенте увлажнения (≈1), о растениях не может быть и речи. Венера, славящаяся своими фантастическими для такой планеты температурами (500—600 градусов по Цельсию), конечно, бессильна в биологическом отношении.
Химический состав атмосферы и ее плотность тоже вносят определенные коррективы в саму возможность существования жизни. Ядовитые газы и излишне высокое давление среды создают отрицательный фон для растительности.
Поверхность со стороны космоса должна быть защищена специальными экранами (как на Земле — магнитным полем и озоновым слоем), не пропускающими ту часть спектра электромагнитного солнечного излучения, которая оказывает губительное воздействие на всё живое. При отсутствии таких щитов даже на Земле не смогли бы появиться высшие организмы.
Гидротермический баланс — это условный показатель, приносящий плоды только в том случае, если планета имеет достаточно мягкие, комфортные климатические показатели и может противостоять космической «агрессии» (солнечные ветры и др.).
Предположим, планета дошла до такого уровня, когда все вышеперечисленные условия стали для нее нормой. Что еще может помешать зарождению жизни?.. Отсутствие механизма влагооборота.
Размышляя о влагообороте, следует знать, что в настоящее время он возможен только при наличии крупных естественных резервуаров с водой (размером с океан), которые будут снабжать сушу влагой. Это во-первых. Во-вторых, без правильной атмосферной передачи влаги на сушу и обратно поверхность не сможет регулярно увлажняться, что приведет к гибели растений. А для этого воздушная оболочка планеты должна обладать способностью к уравновешенной циркуляции. В-третьих, для отвода лишней воды и для частичного возвращения ее в океаны суша должна иметь структурированную сетку ячеек стока (как на Земле — углубления для отвода воды и возвышения для поверхностного и подземного стока воды в углубления).
Одним словом, чтобы на какой-либо планете появилась жизнь, хотя бы отдаленно похожая на земную, небесное тело по всем физическим и химическим характеристикам должно обладать полным землеподобием. Большинству этих требований другие планеты не отвечают — в силу своих астрономических, геодезических качеств, строения и состава оболочек и геолого-геоморфологической структуры поверхности.
Итак, при «качественном» (т. е. землеподобном) физико-механическом, химическом, геодезическом состоянии планеты в целом и ее оптимальном астрономическом положении, а также — при наличии «правильно» устроенной сетки ячеек стока присутствие или отсутствие растительного покрова определяется только рамками оптимального соотношения тепла и влаги. Вне этого диапазона о растительности говорить не приходится.
Но — растения растут не из воздуха, а из почвы (грунта). Следовательно, состав твердой поверхности тоже оказывает непосредственное влияние на них. Исследования показывают, что петрография поверхности планет земной группы радикально не отличается от земной — всё те же минералы и горные породы, с некоторыми лишь отклонениями в химическом составе. Если на Земле в образце рыхлого грунта другой планеты посадить какое-нибудь неприхотливое к минеральным веществам растение, оно, скорее всего, приживется. И если речь не идет об откровенно «отравленных» поверхностях, коими обладают планеты-гиганты, то фактор почвы в этом аспекте практически сходит на нет.
Несмотря на всё вышесказанное, фундаментальный вопрос современной физической географии, конечно, лежит в несколько иной плоскости. Даже самые малоэффективные территории Земли при сдвиге климата в благоприятную сторону способны относительно быстро восстановиться до уровня лесных зон. Это означает только одно: Земля обладает высочайшим жизненным потенциалом, который проявляет себя при первой же возможности. Предположим, эволюция планет земной группы однажды поставит их в равные условия с Землей. Сможет ли их грунт произвести на свет нечто подобное?.. Или на такое способна только Земля?.. Ответы на эти вопросы человечество вряд ли когда-нибудь получит.
Земля — пока что единственная известная науке планета, где летом («вечным» или периодическим) можно полюбоваться зеленой природой. Разнообразие растительного мира поражает воображение. Чтобы понять, какими причинами оно обусловлено, нужно достаточно глубоко заглянуть в неживой мир Земли, который, являясь по сущности на сто процентов неодушевленным, как это ни странно, наделен некой силой, способной непрерывно украшать планету неисчислимым множеством видов и форм биоматерии.
Глава 1. Планета Земля
«Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною…»
Все науки геоцикла (включая геологию, геофизику, геодезию и пр.) объединяет один единственный объект изучения — планета Земля. Физическая география изучает поверхность Земли, а именно ландшафтную оболочку. Но любая планетарная поверхность как таковая — не самостоятельная категория. И поэтому, прежде чем приступить к анализу физико-географических закономерностей, желательно иметь хотя бы общее представление о том, что такое Земля, какое она занимает положение в космическом пространстве и какое имеет строение.
Образование и развитие Земли
Праматерия. Число небесных тел, наполняющих Вселенную (по крайней мере — Метагалактику, т. е. часть Вселенной, которая доступна для современного наблюдения и изучения), настолько велико, что если хотя бы теоретически попытаться сосчитать количество таких астрономических единиц материи, то рано или поздно вся сумма, образно говоря, уйдет в бесконечность. Несмотря на это, согласно одной из гипотез, все космические тела когда-то на заре образования Метагалактики были составной частью единого «вещественно-энергетического облака». Облаком это первичное образование названо условно, поскольку с привычными для нас небесными облаками оно, скорее всего, не имело ничего общего.
Потребовалось очень много времени для того, чтобы в процессе эволюции облако, находившееся, судя по всему, в состоянии жидкого водорода (самого распространенного элемента во Вселенной), перешло в состояние резкого усиленного «распада» на первичные единицы материи, которые стали удаляться друг от друга во всех направлениях трехмерного пространства со скоростью, намного превышающей скорость света. Причиной такому положительно катастрофическому явлению послужил мощнейший энергетический «импульс», созревший, видимо, в центральной части облака.
Теоретически праматерия до «распада» не подавала никаких признаков высокой энергетической активности. Такой «парадокс» был преодолен в процессе, как уже говорилось, развития праматерии.
Что это было за «облако», как оно выглядело, из чего точно состояло, какими обладало размерами и т. д. — эти каверзные вопросы пока что отложены в долгий ящик. Помимо этого, неизвестно, существовало ли оно в «подвешенном» состоянии внутри уже сформированного «чистого пространства» (абсолютного вакуума), или же само по себе составляло «первичное пространство», которое до сих пор расширяется под действием неких сил.
На определенном этапе скорость взаимного удаления первичных единиц материи снизилась до «нормальных» (современных) значений. Астрофизическая обстановка в срединных, околопериферийных и периферийных секторах образовавшейся Вселенной стабилизировалась. Из «разбежавшихся» во все стороны частей праматерии образовались «туманности», впоследствии превратившиеся в современные галактики (эллиптические, спиральные, неправильные), галактические скопления (от нескольких сотен до нескольких тысяч галактик) и сверхскопления (от 10 тысяч галактик). Первичные (исходные) «туманности», по современным представлениям, не были похожи на диффузные и планетарные газопылевые туманности (внутригалактические облака) нашего времени, входящие в состав современных галактик наряду со звездами (одиночными, двойными, кратными) и звездными скоплениями (шаровыми и рассеянными). И тем более вещество их не могло, конечно, представлять собой некую туманообразную субстанцию. Повторимся: все эти названия и определения чрезвычайно условны и неоднозначны.
Помимо этого, не до конца выяснено, чем именно было заполнено межзвездное пространство эпохи первичных «туманностей» (в настоящее время оно заполнено разреженным межзвездным газом, межзвездной пылью, космическими лучами (потоками заряженных частиц, которые движутся со скоростями, близкими к скорости света), а также — гравитационными и магнитными полями).
Вот так в самой что ни на есть упрощенной (примитивной), грубой и, естественно, спорной схеме можно представить праматерию и последующую ее трансформацию в небесные тела, объекты и межзвездное пространство. Но это лишь одна из многих гипотез образования Вселенной, которая к тому же является недоказуемой. Подтвердить и опровергнуть эту модель невозможно.
Этапы развития Земли. Всю историю развития Земли можно разделить на три крупных этапа: добиогенный, биогенный, антропогеновый.
Добиогенный этап развития Земли. Праматерия содержала в себе материал, из которого через энное количество миллиардов лет сформировались все небесные тела, в том числе и Земля.
Земля появилась приблизительно 5 миллиардов лет назад из частиц газопылевого облака. Из него же сформировались другие планеты Солнечной системы, а также и само Солнце. В процессе вращения облака отдельные частицы вещества сталкивались, соединялись, укрупнялись. В итоге облако распалось на несколько отдельных вихрей, собственное вращение которых в конечном итоге завершило первую стадию формирования всех планет и Земли в частности.
Таким образом наращивались планетарные тела. Это длилось от 200 до 500 миллионов лет. Но сформировавшаяся Земля была только геодезически близка к своему современному состоянию. По остальным же параметрам она значительно отличалась от того, что мы знаем о ней сейчас.
Как известно, гравитация постепенно дифференцировала (разделяла) вещество Земли в течение нескольких миллиардов лет. Тяжелые элементы просочились к центру планеты и образовали ядро, относительно тяжелые элементы составили мантию и земную кору, легкие — гидросферу. Из самых легких элементов была сформирована атмосфера — физическая смесь газов. Поэтому после того, как процесс дифференциации был завершен, Земля представляла собой идеальную модель в плане гравитационного расчленения вещества. Проще говоря, вся поверхность Земли в то время была покрыта водой.
Позднее, когда Земля вошла в биогенную стадию, внутреннее развитие ядра и мантии дало начало ряду энергетических потоков, высоко поднявших дно тогдашнего всеобъемлющего Океана над уровнем воды. Так появилась суша. Она была представлена одним большим участком (сейчас он называется Пангеей), окруженным со всех сторон водами протоокеана Панталасса.
Биогенный и антропогеновый этапы развития Земли. Первые простейшие микроорганизмы появились, предположительно, в конце архея (но это спорно). Древний Мировой океан к тому времени по своему состоянию приблизился к настоящему — достаточно опреснился, обогатился всеми нужными элементами и избавился от ненужных, основательно аэрировался и т. п.
Биогенный этап сменился антропогеновым, продолжающимся и по сей день. Он начался с появления первых людей.
Структура геохронологической шкалы (основные черты). Более точное представление о развитии Земли дает геохронологическая шкала. Согласно ей, вся история Земли делится на несколько грандиозных временных промежутков, которые были названы эонами. Выделяют четыре эона: доархей, архей (AR), протерозой (PR), фанерозой.
Архей и протерозой объединяются в один геологический этап, называемый докембрием (криптозоем). По сути, докембрий — это мегаэон. В те далекие времена наша планета была практически пуста в плане жизни. Доархей в докембрий не включается.
Эон фанерозой начался с резкого появления первых более или менее развитых организмов, стремительного увеличения их числа и видового разнообразия. До этого времени существовали только примитивные организмы. Фанерозой продолжается и в наше время. Мы живем в эпоху фанерозоя. Закончится он, видимо, тогда, когда Земля вернется к абиогенной стадии существования. В теории такое событие может произойти, на практике же всё гораздо сложнее.
Возникает вопрос: если докембрий можно назвать мегаэоном, то почему фанерозой таковым в науке не считается?.. Дело в том, что докембрий длился очень долго — несколько миллиардов лет, а фанерозой начался всего лишь несколько сотен миллионов лет тому назад. Уже это обстоятельство говорит о том, что фанерозой пока не может называться мегаэоном. Спустя миллиарды лет, если полноценная жизнь всё же сохранится на Земле, фанерозой можно будет определить как мегаэон.
Все эоны делятся на эры. Доархей — самый древний эон. Он начался с образования Земли. Сколько он длился и что происходило в то время, никто не может знать наверняка, и поэтому этот эон на эры не делится. А вот архей уже насчитывает три эры: ранний архей, средний архей, поздний архей. В эти эры сформировались гидросфера и ядро Земли, появились первые микроорганизмы.
Протерозой делится на две эры: ранний протерозой, поздний протерозой, или рифей (RF). В протерозое атмосфера интенсивно развивалась, обогащалась кислородом, на суше развивались орогенные области и микроорганизмы.
Фанерозой делится на три эры: палеозойская (PZ), мезозойская (MZ), кайнозойская (KZ). В эти эры появляются животные и растения, а в конце кайнозойской эры — человек.
Эры делятся на периоды. В палеозое насчитывается шесть периодов: кембрийский (E), ордовикский (O), силурийский (S), девонский (D), каменноугольный (C), пермский (P).
В мезозое — три периода: триасовый (T), юрский (J), меловой (K). В кайнозое — три периода: палеогеновый (Pg), неогеновый (N), четвертичный, или антропогеновый (Q). Считается, что человек появился в четвертичном периоде; поэтому данный геологический отрезок еще называется антропогеновым.
Периоды кайнозойской эры делятся еще и на эпохи. Палеоген разделяется на: палеоцен (P1), эоцен (P2), олигоцен (P3). Неоген разделяется на две эпохи: миоцен (N1), плиоцен (N2). В антропогене — две эпохи: плейстоцен (Q1), голоцен (Q2). Таким образом, современный человек живет в эпоху голоцена.
Вышеописанная геохронологическая схема имеет и другой вариант. В альтернативной схеме геологическая история Земли делится на три эона: дорифей, рифей, фанерозой.
В дорифей входит архейская эра и ранний протерозой. Архейская эра на периоды не делится, а протерозойская эра в данном варианте состоит из следующих периодов: средний и нижний (ранний) протерозой, нижний рифей, средний рифей, верхний рифей, завершающий рифей (венд).
В рифейский эон входят, таким образом, четыре последних периода протерозойской эры — от нижнего рифея до венда.
Эон фанерозой состоит из трех эр: палеозойская эра, мезозойская эра, кайнозойская эра. Периоды этих эр имеют те же самые названия, что и в другой схеме (которая была описана ранее); и последовательность периодов — от кембрийского до антропогенового — полностью совпадает.
В некоторых случаях понятие «эон» сводится на нет и заменяется понятием «эра». Согласно такому взгляду существует архейская эра, протерозойская, палеозойская, мезозойская и кайнозойская. Подобное видение является положительно упрощенным, и хорошо подходит для начального изучения геохронологической истории Земли.
Такой этап в развитии Земли, как антропогеновый, когда на природу начал воздействовать человек, начался относительно недавно. За этот небольшой промежуток времени общество пока не успело дойти до такого состояния, когда человеческая деятельность может оказать сильное негативное воздействие на самые мощные природные факторы — вращение Земли, климат, эндогенные геологические процессы и пр. Конечно, вызывает много опасений ядерное и климатическое оружие, использование которого может спровоцировать развитие апокалиптического сценария с последующей постапокалиптической эрой.
Антропогеновый этап, в принципе, является частью биогенного этапа; но специфика этого временного интервала настолько уникальна, что не присвоить ему особый статус было бы нелогично.
Основные астрономические особенности Земли
Земля — это планета (третья от Солнца). Не каждое небесное тело заслужило право считаться таковой. Существуют как минимум три критерия, по которым можно отличить планету от любого другого космического образования: 1) планета должна вращаться вокруг звезды; 2) она должна иметь шарообразную форму; 3) третий показатель условный: планета обладает внушительными размерами (не меньше размеров среднего по величине спутника в Солнечной системе).
Земля отвечает всем этим требованиям. Отсутствие или наличие атмосферы, гидросферы, внутреннее устройство и прочее — всё это весомые показатели, но в данном случае они считаются маловажными. Самые главные критерии — это, конечно, вращение вокруг той или иной звезды и шарообразная форма. Например, в Солнечной системе существует пояс астероидов, включающий в себя миллионы астероидных тел. Все они вращаются вокруг Солнца, некоторые из них достигают размеров большого спутника, но ни один астероид не имеет форму типичного шара (если только в искаженном варианте). В то же время, например, Ио или Луна имеют шарообразный вид, достаточно обширные параметры, но вращаются вокруг планет, а не Солнца.
К основным астрономическим особенностям Земли (как и любой другой планеты) относятся: вращение Земли, форма Земли, размеры Земли.
Вращение Земли. Земля вращается вокруг Солнца по эллиптической орбите (эксцентриситет 0,017). Среднее расстояние от Земли до Солнца — 149,5 миллионов километров. В астрономических масштабах это немного.
Каждый год в январе наша планета, двигаясь по своей орбите, подходит на самое близкое расстояние к Солнцу — приблизительно 147 миллионов километров. В июле планета наиболее удалена от своей звезды — примерно 152 млн. км. Точка самого близкого расстояния от Земли до Солнца называется перигелием. Точка самого большого расстояния называется афелием. Такой значительный разброс в расстоянии от Земли до Солнца (5 миллионов километров) всё же не отражается на планете. В перигелии на Земле не становится теплее, а в афелии — холоднее. Но, как мы видим, такая климатическая стабильность оказывается верной только в пределах первых пяти миллионах километров. Совершенно очевидно, что разница, например, в пятнадцать миллионов уже нанесла бы серьезный удар по физико-географической ситуации на нашей планете. И такая ювелирная точность позволяет Земле жить и полноценно развиваться уже много-много миллионов лет.
Средняя скорость вращения Земли вокруг Солнца — чуть меньше 30 км в секунду. Чем ближе планета подходит к Солнцу, тем больше становится скорость ее орбитального вращения. С удалением от Солнца скорость снижается. И опять же такая разница в скорости не влияет практически никаким образом на Землю — во-первых, сам процесс происходит слишком плавно, а во-вторых, разброс здесь относительно небольшой. Полный круг Земля совершает за 365 дней и несколько часов.
Земля вращается не только вокруг своей Звезды, но и вокруг своей оси. Ось Земли — понятие абстрактное. Не существует, собственно говоря, никакого металлического или каменного стержня, протягивающегося через всю толщу планеты от Северного полюса к Южному. Но есть мнимая ось, достаточно стабильная (несмотря на нутации), вокруг которой за 24 часа Земля совершает полный оборот. Это обуславливает смену дня и ночи.
К счастью человечества, ось Земли не перпендикулярна плоскости своей орбиты. Угол между осью и плоскостью земной орбиты составляет 66,5 градусов. Следовательно, ось отклоняется от перпендикуляра на 23,5 градуса. Такая особенность вкупе с орбитальным вращением позволяет Земле попеременно «подставлять» Солнцу то Северное, то Южное полушарие. Это обуславливает смену времен года.
В некоторых источниках часто упоминается о 23,5 градусах. Якобы под таким углом находится земная ось по отношению к плоскости орбиты. Если бы это было так, то в Антарктиде произрастали бы тропические леса, а Северный Ледовитый океан по температурному режиму был похож на Индийский. На самом деле, конечно, под таким углом находится плоскость экватора к плоскости орбиты, а не ось. Это первое. Второе: 23,5 градуса — это, как говорилось выше, величина отклонения оси от перпендикуляра плоскости орбиты.
Угол наклона, естественно, обратимо меняется в течение года (нескольких десятилетий) под действием всевозможных факторов. Постоянные небольшие колебания угла наклона оси к плоскости орбиты называются нутацией. В основном она связана с воздействием на Землю ее спутника. Осевые колебания из-за своей незначительности не приводят к каким бы то ни было негативным изменениям в структуре земной природы. Наблюдаются лишь некоторые сдвиги, не влияющие кардинальным образом ни на смену времен года, ни на сам климат.
Существует еще одно интересное явление, связанное с земной осью, — прецессия. Так называют плавное конусообразное движение земной оси. Объясняется оно следующими причинами. Экваториальная выпуклость Земли постоянно испытывает на себе притяжение со стороны Солнца, которое старается выпрямить ось Земли, сделать ее перпендикулярной плоскости орбиты. Но из-за вращения планеты вокруг оси, Солнце не может этого совершить. При этом земная ось, сопротивляясь, описывает конус. Явление это чисто астрономическое. Из-за прецессии равноденствие (осеннее и весеннее) каждый год приходит чуть раньше, чем в предыдущем году.
Если мысленно соединить прецессию и нутацию, то их совместный геометрический рисунок будет представлять собой конус, круг которого имеет неровную линию, отдаленно напоминающую кардиограмму.
Форма Земли. Земля из Космоса выглядит как обычный шар. Но поскольку земной шар вращается, он, естественно, немного сжат у полюсов. Полюсное сжатие невооруженным глазом увидеть практически невозможно. Если бы наша планета вращалась вокруг своей оси со скоростью, превышающей сегодняшнюю хотя бы в двадцать раз, то Земля в профиле приобрела бы форму классического эллипса. Мы не знаем точно, что произошло бы с Землей в таком случае, но совершенно ясно, что вся климатическая (гидрометеорологическая) система, а также тектоническая система функционировали бы уже в несколько ином качестве.
Полюсное сжатие дает нам право назвать фигуру Земли сфероидом (эллипсоидом вращения). Но настоящая форма Земли далека и от шара, и даже от сфероида.
Дело в том, что шар и сфероид — геометрические фигуры с идеальной поверхностью. Земля же в этом отношении далеко не идеальна: поверхность суши испещрена крупными неровностями — разновысотными горными цепями и равнинами, в том числе впадинами (отрицательными равнинами). Поэтому в профиле Земля имеет крайне неправильную форму. Может показаться, что только поверхность Мирового океана свободна от рельефа. Но и здесь всё не так просто. В одних частях поверхность океанов опускается ниже остальных частей; в других — поднимается выше (это явление связано, судя по всему, с воздействием на Мировой океан двух противоположно направленных видов энергии — гравитации и притяжения Луны и/или Солнца).
Точнее всего фигуру Земли изображает, конечно, геоид — фигура, поверхность которой совпадает с усредненной поверхностью Мирового океана (в спокойном состоянии), мысленно продолженной под континентами. Геоид имеет много общего с эллипсоидом вращения, но, в отличие от последнего, характеризуется неровной поверхностью. Свою лепту в такую «неидеальность» геоида вносит неравномерное распределение масс внутри Земли.
Для изучения распределения физико-географических процессов по поверхности Земли и с точки зрения геосистемной дифференциации не принципиально важна истинная фигура планеты. Для ландшафтных исследований достаточно знать о том, что Земля пусть и не представляет собой идеальный шар, но, во всяком случае, она шарообразна.
Можно долго размышлять над тем, что произошло бы с планетой, если бы она приобрела кубическую форму, пирамидальную, коническую, цилиндрическую, параллелепипедную… Но это, конечно, всё фантасмагорические теории, не имеющие под собой ничего, кроме способности человека к абстрактному мышлению и фантазированию.
Размеры Земли. Невелики относительно размеров Юпитера, Сатурна и тем более Солнца. Земля по отношению к Солнцу настолько же мала, насколько мало маковое зернышко в сравнении с апельсином. Иными словами, наша планета имеет оптимальные размеры — достаточные для того, чтобы на ней могло существовать человеческое общество и недостаточные для того, чтобы быть еще одним громадным безжизненным шаром, «безнадежно» блуждающим вокруг Солнца.
Перейдем от размышлений к конкретике. Земля имеет следующие параметры. Экваториальный радиус — 6378, 2 километров, полярный — 6356, 9 километров. Полярное сжатие, как говорилось, объясняется вращением Земли вокруг своей оси. Разница в 21 километр практически не сказывается на развитии географической оболочки. Длина экватора — 40 074 км, длина меридиана 40 008 км. И вся площадь земной поверхности равна, следовательно, 510 млн. кв. км.
Подводя итоги вышесказанного, хотелось бы в очередной раз подчеркнуть, что все геофизические, геодезические и астрономические характеристики, которыми обладает Земля, подобраны таким образом, чтобы на ней могла существовать атмосфера, гидросфера, а значит и жизнь.
Строение Земли
Земля, как и другие планеты Вселенной, состоит из концентрических оболочек, называемых геосферами. Слоистое строение имеют практически все природные образования. И на самой Земле в мире живой и неживой природы почти любой природный объект обладает слоистой структурой — будь то обычный камень или дерево. Видимо, слоистость — это всеобщая особенность строения почти всех естественных материальных объектов.
Вещество Земли находится в четырех состояниях: твердом, жидком, газообразном, плазменном. В процессе изучения физико-географических закономерностей ландшафтной оболочки Земли последнее состояние — плазменное — редуцируется. И поэтому мы говорим, что Земля состоит из твердой части, жидкой части и газообразной. Твердая Земля занимает наибольшую часть объема и массы и ограничивается поверхностью земной коры (на суше и под океаном).
«Твердая» Земля
Эта часть нашей планеты состоит из трех геосфер: земной коры, мантии, ядра. Земная кора, объединяемая с верхней частью верхней мантии (до астеносферы), называется литосферой. Но часто под литосферой неправильно понимается только земная кора — без верхней части верхней мантии. Такое определение литосферы неполноценно, поскольку земная кора функционально объединяется с этой частью мантии, составляя с ней одно целое в тектоническом (динамическом) отношении. Именно верхняя мантия содержит в себе энергетические источники для азональных процессов в земной коре и на ее поверхности. А это очень важно.
Строение земной коры. Земная кора делится на четыре типа: материковая (континентальная) кора, океаническая, кора переходного (геосинклинального) типа, рифтогенная. Материковая кора составляет тело континентов (включая подводные окраины материков) и прилежащих к ним материковых островов. Океаническая кора образует ложе Мирового океана. Переходной (геосинклинальный) тип земной коры свойственен переходным зонам. Этот тип коры специалисты обычно делят на два подтипа: субокеаническая, субматериковая. Рифтогенная слагает срединно-океанические хребты.
Материковая земная кора. Материковая земная кора толще океанической из-за того, что последняя отличается отсутствием «гранитного» слоя. Наибольшей толщины континентальная кора достигает под горными системами, которые имеют мощные «корни» и сами по себе высоко поднимаются над уровнем Океана. «Корни» гор зеркально повторяют неровности внешнего рельефа.
Материковая земная кора состоит из трех слоев: осадочного, «гранитного», «базальтового».
Поверхность осадочного слоя (стратисферы) вместе с почвой образует дневную поверхность. На щитах древних платформ данный слой почти отсутствует (представлен незначительным покровом четвертичных пород в несколько сантиметров). То есть щиты — это места выхода на поверхность «гранитного» слоя, сильно метаморфизированного и состоящего из смятых в мелкие сложные складки горных пород докембрия.
Осадочный слой состоит из пластов осадочных горных пород различного возраста, кроме докембрийского. Все они «выпали» осадком на поверхность в водной или воздушной среде, а также накопились в результате химических реакций и отложения биогенного материала.
«Гранитный» слой состоит не только из гранита, но и из гнейсов, кристаллических сланцев и пр. То есть его составляют метаморфические и магматические породы.
При изучении «базальтового» слоя ученые испытывают большие трудности. Самая глубокая скважина пока не достигла и глубины 13 км. Этого абсолютно недостаточно не то что для детального изучения «базальтового» слоя, но и даже для «гранитного».
Электромагнитные исследования говорят о том, что «базальтовый» слой состоит из пород, которые близки к базальтам. Они являются магматическими по генезису, но намного сильнее метаморфизированы, чем породы вышележащего слоя.
Граница Мохо отделяет базальтовый слой от мантии. Здесь наблюдается резкое возрастание скорости сейсмических волн.
Континентальная земная кора имеет среднюю толщину 50 км. На равнинах — от 30 до 40, в горах — до 70 километров. Для сравнения: океаническая земная кора — от 5 до 10 километров.
Мощность осадочного слоя материковой земной коры колеблется от 0 до 25 километров. Остальную толщину земной коры этого типа занимают «гранитный» и «базальтовый» слои.
Мантия. Еще более труднодоступна для человека мантия. Она занимает приблизительно 83% от объема всей Земли (земная кора — 1%). Мантия граничит с ядром на глубине около 3000 км. Вся мантия делится на верхнюю, среднюю и нижнюю. О последних двух частях сказать что-либо существенное и полезное практически невозможно. Существует предположение, что они находятся в кристаллическом состоянии. Часть верхней мантии — астеносфера — разжиженная, вязкая оболочка, по которой «скользят» блоки литосферы (т. н. литосферные плиты) вместе со своими континентами.
Ядро. Это внутренняя оболочка «твердой» Земли. Занимает 16% от объема всей планеты. Оно состоит из двух частей — внешней и внутренней. Внутреннее ядро (субъядро) — твердое, внешнее ядро — вязкое. Теоретически ядро состоит из никелистого железа. Примерно такой же состав имеют железные метеориты. Но существует и другой взгляд, согласно которому ядро имеет в целом такой же состав, как и мантия, но вещество ядра находится из-за высокой плотности в ином состоянии — металлизированном. Температура ядра выше, чем температура верхних слоев Солнца — 10 000 К. В диаметре ядро достигает 7 тыс. км (внутреннее ядро — 4400 км).
Мы видим, что состояние вещества «твердой» Земли меняется от твердого к «жидкому» и обратно: литосфера — твердая, астеносфера — «вязкая», нижняя мантия — твердая, внешнее ядро — расплавленное, внутреннее ядро — твердое. В связи с этим рассматриваемую часть Земли можно дифференцировать на пять ступеней, чередующихся по фазовому состоянию вещества.
Основные модели развития земной коры
На сегодняшний день совершенно ясно, что континентально-океанический рисунок земной поверхности (распределение суши и моря) в том виде, в котором он предстает перед нами на космических снимках и на различных картах, — это результат длительного развития литосферы. Попробуем разобраться в моделях эволюции литосферы, которые предлагает нам современный комплекс наук о Земле.
Модель направленного геосинклинального развития земной коры. В доархейские времена вся поверхность земной коры находилась ниже уровня Мирового океана. Проще говоря, суши в те времена не было. Под толщей океанских вод скрывалась кора типично океанического типа (что наблюдается и в наше время).
Но земная кора никогда не была статичным образованием, тем более в доархейскую и архейскую эпоху. В то далекое время внутри Земли происходили определенные целенаправленные закономерные геологические процессы, которые в перспективе должны были неизбежно привести к появлению первой суши. Так и произошло. Континентально-океанический рисунок, изучаемый нами сегодня, — это результат многомиллионолетнего процесса развития литосферы.
Земная кора развивается непрерывно. Процесс ее геологического изменения наблюдается, конечно, и в наше время. Судя по тому, как развивалась литосфера в течение всех геологических эр, мы можем утвердительно сказать, что эволюция земной коры — это процесс, направленный на увеличение площади суши.
В будущем, скорее всего, эволюция литосферы пойдет вспять, и новые геологические эры будут ознаменованы процессами масштабной деградации материковой земной коры. Первые «сигналы» разрушения континентальных платформ фиксируются уже сегодня, и современные континентальные рифты, в которых происходит растяжение земной коры, — яркое тому подтверждение: в будущем на месте данных рифтов должна сформироваться кора океанического типа.
Итак, процесс развития земной коры, направленный на увеличение площади суши, делится на два цикла: геосинклинальный цикл, платформенный режим.
Геосинклинальный цикл развития. Формирование материковой коры. В архее (или раньше) по неизвестным до сих пор причинам в глубинах Земли произошли серьезные изменения, которые привели к тому, что на дне Океана образовался обширный прогиб земной коры. Появилась первая в геологической истории Земли геосинклиналь (подвижная область). Скорее всего, это была не одна геосинклиналь, а целая цепочка геосинклиналей — то есть докембрийский геосинклинальный пояс.
Прогибание морского дна — это первая стадия развития подвижного пояса. Далее уже на второй стадии развития геосинклиналь, продолжая опускаться, заполняла свой прогиб океаническими осадками. Накопив должную толщу осадков, геосинклиналь вступила в третью стадию развития — начала резко и усиленно подниматься сквозь толщу морской воды. При этом слои горных пород, которые накопились в прогибе, сминались в складки; породы слоев постепенно гранитизировались и метаморфизировались за счет внедрения магмы. Развитие геосинклинали привело к появлению архипелага вулканических островов, которые продолжали подниматься, постепенно вытесняя морские воды.
В итоге крупный участок земной коры поднялся выше уровня Океана — в виде огромного вала, уже частично расчлененного и раздробленного. Появился первый массив континентальной земной коры с гранитным слоем, который, как мы видим, сформировался на третьей стадии развития геосинклинали, когда слои сминались в складки и гранитизировались.
После этого начался размыв вала текущими водами (с последующим образованием горных долин и горных хребтов). Поскольку образовавшийся вал продолжал расти с большой скоростью, всё выше и выше поднимаясь над уровнем Океана, текущая вода прорезала в грунте глубокие ущелья, формируя типичный горный ландшафт — чередование высоких узковершинных водоразделов (хребтов) и понижений между ними (ущелий).
Из этого можно сделать вывод, что горный ландшафт формируется только на тех территориях, которые поднимаются с большой скоростью. Это связано с тем, что скорость поднятия территории в геосинклинальных областях, грубо говоря, выше скорости денудации: сами возвышения (хребты) разрушаются очень медленно; и продукты их разрушения просто не успевают заполнять понижения рельефа и тем самым выравнивать местность. Зато водотоки успевают быстро прорезать глубокие долины, поскольку линейно текущая вода обладает большой и быстрой разрушительной силой. Можно сказать иначе: в геосинклинальных частях материков скорость линейной водной эрозии в целом совпадает со скоростью поднятия территории, а скорость общей денудации, которая стремится сгладить все неровности, значительно отстает. И как только горы перестают расти с большой скоростью, местность начинает относительно быстро выравниваться.
Прямо противоположную картину мы наблюдаем на платформах. Поэтому в данных частях Земли нет такого контрастного рельефа, как в подвижных областях планеты (современных и относительно недавно закончивших развитие).
Так с течением времени появилась классическая горная страна, которая некоторое время всё еще продолжала подниматься, всё больше и глубже размываясь стекающими в Мировой океан водами. В это время горная страна сохраняла высокую магматическую и сейсмическую активность. Такой этап развития земной коры называется эпигеосинклинальным (постгеосинклинальным): горная страна уже была сформирована, появились долины и хребты, но она некоторое время сохраняла большую подвижность.
Следовательно, в конце любой складчатой стадии (и современной тоже) выделяется эпигеосинклинальный этап (по сути, переходный от геосинклинального цикла к платформенному). Он начинается с образования горной страны и заканчивается угасанием высокой подвижности внутренних геологических процессов (некоторые авторы включают в эпигеосинклинальный этап всю стадию складчатости; исходя из этого положения, весь Средиземноморский геосинклинальный пояс сегодня находится на эпигеосинклинальном этапе развития).
Временной промежуток от начала поднятия геосинклинали до тектонического, магматического и сейсмического «успокоения» возникшей горной страны называется складчатостью, или складчатой стадией. В истории геологического развития Земли было несколько эпох складчатости.
Итак, весь геосинклинальный цикл делится на три стадии: образование прогиба, накопление осадков в прогибе, поднятие земной коры (складчатость).
Повторимся: в конце третьей стадии геосинклинального цикла выделяется эпигеосинклинальный этап, который оканчивается полной остановкой (замиранием) геосинклинальных тектонических процессов. Третья стадия геосинклинального цикла, как было сказано, называется складчатостью.
Платформенный цикл развития (платформенный режим). После «успокоения» сформировавшаяся горная страна вошла в платформенный цикл развития. Но для того, чтобы вступить в стадию «полноценной» (полностью сформировавшейся) платформы, ей нужно было пройти еще две платформенные стадии.
На первой стадии шел процесс разрушения горных хребтов экзогенными агентами. Понижения рельефа (долины и прогибы) заполнялись продуктами денудации. Это длилось миллионы лет. После разрушения гор (пенепленизации) территория превратилась в пенеплен (первичную равнину, плоскую или слабохолмистую) и вступила во вторую стадию развития с последующим накоплением рыхлых континентальных осадков в медленно опускающихся участках образовавшейся платформы. Опускание прибрежных участков платформы привело к затоплению их морем. В этих местах накопились древние мелководные морские осадки. Иногда трансгрессии и регрессии происходили не один раз за всю геологическую историю платформы и могли охватывать всю ее площадь. Таким образом платформа наращивала осадочный чехол.
Надо заметить в скобках, что и в наше время все платформы характеризуются так называемым тектоническим «дыханием» — одни участки медленно поднимаются, другие — медленно опускаются. Соответственно, прибрежные опускающиеся участки уходят под морскую воду — происходит трансгрессия, а прибрежные поднимающиеся участки постепенно освобождаются от морской воды — происходит регрессия.
Но вернемся к «первой» платформе Земли. После того, как ее осадочный чехол был сформирован, территория вступила в последнюю третью стадию, которая называется режимом полностью сформировавшейся платформы. Например, Восточно-Европейская платформа сейчас находится на этой стадии развития.
Так образовалась первая докембрийская платформа Земли. Конечно же, представленная выше схема появления такой древней платформы является обобщенной. Само собой разумеется, что в архейские и протерозойские времена возникла не одна платформа, а несколько. Одни сформировались раньше, другие — немного позже. Это было связано с тем, что в пределах любого геосинклинального пояса (и современного тоже) различные его части заканчивают геосинклинальный цикл развития в разное время. Какая-то одна часть (или же группа территориально разрозненных частей) геосинклинального пояса, закончившая развитие, становится областью складчатости (или областями складчатости — если речь идет о разрозненных частях пояса, сформировавшихся в одно время).
И здесь необходимо сделать акцент на одной важной детали: не имеет значения, какой геоструктурой в наше время представлена та или иная складчатая область — превратилась ли она в «настоящую» платформу с мощным осадочным чехлом или долгое время находится в первой стадии платформенного развития (разрушение горной страны). Потому как вся поверхность спокойных участков суши — это совокупность складчатых областей того или иного возраста (начиная с докембрийских и заканчивая мезозойскими).
Вновь образовавшаяся складчатая область (то есть территория, вступившая в платформенный цикл развития) может некоторое время сохранять слабую тектоническую активность (землетрясений и извержений вулканов не наблюдается, но горы продолжают очень медленно расти). Такая активность, по существу, уже не относится к категории геосинклинальной подвижности.
Древние платформы (области докембрийской складчатости). Фундамент древних платформ сформировался в середине-конце протерозоя.
Все древние платформы — это области докембрийской складчатости. Но почему именно докембрийской?..
Докембрий — огромный временной промежуток, охватывающий две начальные эры — архейскую и протерозойскую. Как известно, фундамент древних платформ образовался во время третьей (складчатой) стадии геосинклинального цикла, который закончился в докембрийской эпохе. Именно по времени завершения образования фундамента и дается временная привязка складчатости (в данном случае — докембрийская складчатость).
В докембрии выделяют в основном пять эпох складчатости: саамская (конец раннего архея), кеноранская (конец архея), карельская (конец раннего протерозоя), готская (конец раннего рифея), гренвильская (конец среднего рифея).
Докембрийский структурный этаж (это и есть платформенный фундамент, цоколь) отражает третью (складчатую) стадию развития древней геосинклинали, когда в процессе ее поднятия сквозь толщу океанской воды происходило формирование гранитного слоя и образование земной коры материкового типа. Отсюда проистекает еще одна существенная деталь: фундамент древней платформы — это часть гранитного слоя земной коры.
Крупные древние платформы, образующие структурные ядра современных материков, располагаются на Земле двумя рядами. Северный ряд: Восточно-Европейская (Русская), Сибирская, Китайская, Северо-Американская. Южный ряд: Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская, Южно-Американская, Антарктическая. Последняя платформа в некоторых случаях рассматривается отдельно от остальных.
Горы древних платформ. Древние платформы — это области, где первоначальный горный рельеф, сформированный в древних эпигеосинклиналях, был полностью уничтожен. Несмотря на это, на таких платформах в определенных местах мы можем видеть самые настоящие горы. Данный тип рельефа встречается здесь довольно редко и обусловлен он более поздними геологическими процессами (внешними и внутренними), происходившими уже после докембрия. Так в областях докембрийской складчатости наблюдаются низкие глыбовые горы (на щитах), которые возникли там, где какой-либо участок платформы в древности претерпел процессы эпиплатформенного орогенеза. Надо сказать, что до сих пор сохранились еще активные области на древних платформах (например, в Африке), где глыбовые горы продолжают расти. Следовательно, можно различать глыбовые горы: активных эпиплатформенных областей (поясов) и неактивных эпиплатформенных областей.
Помимо этого, на докембрийских платформах встречаются:
1. Эрозионно-тектонические (или просто эрозионные) горы. Это расчлененные водной эрозией различные поднятия. Среди них ярко выделяются: а) столовые горы (плато и различные платообразные поверхности, которые подверглись сильной глубокой эрозии — при общем тектоническом поднятии территории); б) сводовые горы (сильно и глубоко расчлененные водными потоками сводовые поднятия на щитах и антеклизах).
2. Останцы (древние одиночные остаточные горы; чаще всего — столовые останцы).
3. Структурно-денудационные горы. Это отпрепарированные денудацией (т. н. «обнаженные») магматические образования. Возникают в результате сноса денудационными агентами рыхлого осадочного материала — при общем тектоническом поднятии территории.
4. Древние вулканы (потухшие; в меньшем количестве — действующие).
Молодые платформы (области байкальской, каледонской, герцинской и мезозойской складчатости). Как можно заметить, все три стадии развития геосинклинали — от прогибания морского дна до полного затухания активности возникшей горной страны — объединяются в один тектонический геосинклинальный цикл.
Завершившийся в конце докембрия геосинклинальный цикл, в результате которого на Земле появились первые платформы, не был единственным циклом в геологической истории планеты. Каждая геологическая эра была ознаменована завершением хотя бы одного цикла; в палеозое таких событий было несколько (важно: в данном случае речь идет не о продолжительности цикла, которая могла охватывать несколько эр, а о времени завершения цикла).
В архее и протерозое закончился докембрийский (древнейший) геосинклинальный цикл (который уже был рассмотрен). В палеозое — байкальский (кембрийский), каледонский (раннепалеозойский), герцинский (позднепалеозойский) циклы. В мезозое — мезозойский цикл. В кайнозое наблюдается альпийский цикл, который еще не завершился.
Естественно, что в каждом тектоническом цикле была и своя стадия складчатости (третья стадия развития геосинклинали). На Земле, следовательно, было несколько эпох складчатости (название складчатых эпох совпадает с названиями геосинклинальных циклов): докембрийская складчатость, о которой говорилось выше), байкальская, каледонская, герцинская (варисская), мезозойская, альпийская, или кайнозойская.
Области байкальской складчатости: Прибайкальский регион, горная система Восточный Саян, Аравийский полуостров и др. Области каледонской складчатости: северо-запад Скандинавии, Шотландия, Гренландия, Забайкальский регион, запад Центрального Казахстана и др. Области герцинской (варисской) складчатости: Западная Европа, Урал, отчасти Тянь-Шань, Алтай, Саяны, Куньлунь и др.
Области мезозойской (тихоокеанской) складчатости: а) киммерийская фаза складчатости (конец юрского периода — начало мелового): северо-восток России (Верхояно-Чукотский регион), Крым, частично Кордильеры Северной Америки и др.; б) ларамийская фаза складчатости (конец мелового — начало палеогенового периода): Скалистые горы Северной Америки, отчасти горы Южной Америки и др.
Складчатые области палеозоя занимают около 20% площади материков; мезозойские и альпийские (кайнозойские) области — 23% площади.
Складчатые области байкальского, каледонского и герцинского возраста сейчас мы называем молодыми платформами, так как их фундамент, в отличие от древних платформ, сформировался не в архее и протерозое, а в палеозое и мезозое. Молодые платформы постепенно присоединялись к древним, и таким образом происходило увеличение площади суши.
Области складчатости мезозойского возраста в наше время, в принципе, являются самыми молодыми платформами. По крайней мере, в тектоническом отношении они давно деактивированы. Но по традиции эти территории называют не платформами, а просто областями мезозойской складчатости, поскольку не все специалисты согласны с тем, что эти части Земли являются платформами.
Итак, все молодые платформы можно разделить на: эпибайкальские (некоторые специалисты не относят эти платформы к молодым), эпикаледонские, эпигерцинские, эпимезозойские. Приставка «эпи» в данном случае означает «после» (то есть платформа образовалась после завершения той или иной эпохи складчатости)
Горы молодых платформ. Каждая складчатая стадия оставляла после себя складчатые горы, которые высоко поднимались над уровнем Океана.
В областях байкальской, каледонской, герцинской складчатостей первозданные складчатые горы к «середине» кайнозоя были полностью разрушены денудацией. Остатков тех первоначальных гор в данных частях Земли практически нет. Но в «середине» кайнозойской эры определенные части этих областей были вовлечены в процесс эпиплатформенного горообразования, в результате чего на байкалидах возникли глыбовые горы (схожие с горами древних платформ), а на каледонидах и герцинидах — складчато-глыбовые горы.
С более молодыми, мезозойскими, областями складчатости дело обстоит несколько иначе. Изначальные складчатые горы мезозойских областей складчатости хоть и были существенно обработаны внешними силами природы, но всё же к началу и даже к «середине» кайнозоя сохранились в виде низкогорных территорий, некоторые из которых позже в эпоху разрастания эпиплатформенного орогенеза были приподняты на различную высоту и образовали достаточно высокие глыбово-складчатые (омоложенные) горы. Таким образом мезозойские низкогорья омолодились за счет новых поднятий.
Эпоха кайнозойского эпиплатформенного орогенеза до сих пор не завершилась, и поэтому глыбовые, складчато-глыбовые и глыбово-складчатые горы (то есть возрожденные) встречаются не только в тех местах, где активизация платформ давно закончилась (Аппалачи, Урал и др.), но и в тех местах, где она еще продолжается (Тянь-Шань, Куньлунь и др.). Таким образом, мы различаем возрожденные горы: активных эпиплатформенных областей, неактивных эпиплатформенных областей.
Итак, на молодых платформах встречаются следующие генетические типы гор, которые были созданы эпиплатформенным горообразованием: на байкальских структурах — глыбовые горы; на каледонских и герцинских — складчато-глыбовые горы; на мезозойских — глыбово-складчатые.
Конечно, не все древние и молодые складчатые области подверглись тектоническому оживлению в «середине» кайнозоя. Платформы (или участки платформ), которые не были задеты эпиплатформенным орогенезом, с течением времени нарастили мощный осадочный чехол, и в настоящее время эти территории характеризуются равнинным рельефом.
Эпохи эпиплатформенного орогенеза. Когда мы говорим о горах молодых платформ, то имеем в виду те горы, которые сформировались в пределах эпиплатформенных поясов, возникших в неоген-четвертичное время. Начало данной эпохи эпиплатформенного горообразования совпало с началом эпохи альпийской (новейшей) складчатости. На некоторых частях этих эпиплатформенных поясов процессы горообразования уже завершились, и сегодня эти части представляют собой горные территории, расположенные в пределах молодых и относительно молодых платформ. Другие части данных эпиплатформенных поясов в достаточной мере подвижны и в наше время.
Но, надо отметить, что неоген-четвертичная эпоха эпиплатформенного горообразования, вероятнее всего, не является единственной в истории развития земного шара. Начало каждой новой эпохи складчатости (байкальской, каледонской, герцинской, мезозойской и альпийской) было ознаменовано оживлением (активизацией) и соседних платформенных участков разного возраста. Этот вопрос, конечно, содержит в себе много спорных моментов и противоречий, но совершенно очевидно, что начало каждой новой складчатости не могло не отразиться на спокойных платформенных участках, примыкавших к тем геосинклинальным областям, которые вступали в складчатую стадию развития.
Следовательно, теоретически мы можем выделить эпохи эпиплатформенного орогенеза, которые соответствуют геосинклинальным эпохам складчатости: альпийская эпоха (которая еще не завершилась), мезозойская эпоха эпиплатформенного горообразования, герцинская, каледонская, байкальская.
Каждый раз одновременно с появлением на Земле новых складчатых гор (на месте геосинклинальных областей) на Земле появлялись и новые горы на платформах.
И, само собой, одни и те же участки могли не один раз подвергнуться эпиплатформенному горообразованию в течение всей геологической истории. Но в любом случае те горы, которые возникли во время прошлых (древних) эпох тектонической активизации (включая мезозойскую эпоху), до нашего времени почти не сохранились — точно так же, как не сохранились и складчатые горы, образовавшиеся на месте геосинклинальных областей в соответствующие эпохи складчатости. То есть складчато-глыбовые и глыбово-складчатые горы, которые мы видим сегодня на молодых платформах, являются продуктом последнего (неоген-четвертичного) эпиплатформенного орогенеза.
В принципе, то же самое можно сказать и о горах древних платформ (включая байкальские платформы), но с теми или иными поправками.
Геосинклинальные пояса. Сформировавшиеся в архее и протерозое докембрийские платформы были отделены друг от друга океаническими пространствами. В конце докембрия (или, по другим предположениям, в начале палеозоя) между древними платформами на месте обширных морских (океанических) бассейнов возникли пять геосинклинальных поясов: Урало-Охотский, Арктический, Северо-Атлантический, Средиземноморский, Тихоокеанский.
Целенаправленная эволюция этих поясов способствовала постепенному закрытию океанических пространств, которые отделяли древние платформы друг от друга. То есть развитие данных поясов привело к появлению новой (относительно молодой) суши между докембрийскими платформами.
Первые три пояса, как мы поняли, завершили свое развитие преимущественно в палеозое (и в начале мезозоя), и в настоящее время их складчатые области представлены молодыми платформами. Последние два пояса продолжают развитие и в наше время.
Но говоря, что три геосинклинальных пояса прекратили развитие, нельзя утверждать, что их уже нет. Они существуют, но в принципиально другом качестве — в виде различных сформировавшихся складчатых областей (байкальских, каледонских, герцинских, раннемезозойских). Сформировавшиеся складчатые области (от байкальских до мезозойских включительно) существуют и в пределах Тихоокеанского и Средиземноморского поясов, поскольку некоторые их части уже вступили в платформенный цикл развития.
В конечном итоге, когда все разрозненные участки древней суши (т. е. древние платформы, которые обособились после раскола древнейшего материка Протопангеи в конце докембрия) были вновь соединены между собой участками молодой суши, образовался единый континентальный массив — новая Пангея, который в начале палеозоя (в триасовом периоде) начал распадаться на суперконтиненты Лавразию и Гондвану. Последние блоки суши раскололись на материки, которые мы знаем сегодня. Так сформировались очертания и взаиморасположение современных материков и океанов.
О современных геосинклинальных поясах. На Земле в границах материковой суши существуют такие территории, которые в настоящее время находятся на эпигеосинклинальном этапе развития. Они называются поясами новейшей (альпийской) складчатости. В пределах материков существуют два эпигеосинклинальных пояса: Альпийско-Гималайский пояс; Пояс Анд и береговых хребтов Кордильер Северной Америки. Первый является частью Средиземноморского геосинклинального пояса. Второй — часть Тихоокеанского геосинклинального пояса.
Некоторые части этих геосинклинальных поясов, как было сказано, уже завершили развитие и в настоящее время представлены палеозойскими и мезозойскими складчатыми областями (начиная с областей байкальского возраста).
Горы современных эпигеосинклинальных поясов. В пределах двух эпигеосинклинальных поясов альпийской складчатости находятся предельно высокие и самые молодые горы Земли, которые не только не успели разрушиться, но и продолжают подниматься всё выше и выше (процесс роста этих гор сопровождается извержениями вулканов и землетрясениями). Здесь можно наблюдать уже полноценную смену высотных ландшафтных поясов.
Эры, периоды и складчатости
Эра (продолжительность)
Архейская (более 1000 млн. лет), AR
Протерозойская (2000 млн. лет), PR
Палеозойская (330 млн. лет), PZ
Периоды:
*завершение байкальской складчатости (конец протерозоя — начало кембрия)
Кембрийский, E
Ордовикский, O
Силурийский, S
Девонский, D
*завершение каледонской складчатости (середина кембрия — середина девона)
Каменноугольный (карбон), С
Пермский, P
Мезозойская (165 млн. лет), MZ
Периоды:
*завершение герцинской складчатости (конец девона — начало триаса)
Триасовый, Т
Юрский, J
Меловой, K
Кайнозойская (65 млн. лет), KZ
Периоды:
*завершение мезозойской складчатости (юра — ранний кайнозой)
Палеогеновый, P
Неогеновый, N
Четвертичный, Q
Итоги. Итак, мы видим следующую картину. Согласно данной модели, материки (или один материк) наращивались постепенно за счет геосинклиналей и последующего превращения их в платформы. Процесс этот продолжается и сейчас в пределах двух геосинклинальных поясов, представленных выше.
Геосинклинальный цикл делится на три стадии: прогибание океанического дна, накопление осадков, поднятие земной коры (складчатость). После этого начинается платформенный цикл, который делится тоже на три стадии: разрушение горной страны (выравнивание рельефа — пенепленизация); накопление слоев осадочных горных пород поверх складчатого основания, возникшего на стадии складчатости; собственно платформенная стадия (режим сформировавшейся платформы).
Дальнейшая судьба платформы определяется опять-таки распределением энергии в земных недрах. По некоторым причинам любая платформа (как древняя, так и молодая) может вступить в фазу разрушения. И возраст платформы здесь не играет никакой роли. В этом случае на платформе образуется новый подвижный пояс, который уже называется не геосинклинальным (или эпигеосинклинальным), а эпиплатформенным. На месте разрушения платформы вновь вырастают горы, называемые возрожденными (глыбовые, складчато-глыбовые, глыбово-складчатые). Современные эпиплатформенные пояса возникли на месте областей складчатости различного возраста (от докембрийского до мезозойского включительно) в кайнозойской эре (предположительно в неогеновом периоде — одновременно с альпийской складчатостью).
Известно, что свою лепту в разрушение материковых платформ вносят зоны расхождения (растяжения) земной коры (как, например, в Африке). При этом на платформах образуются подвижные пояса другого рода — рифтовые зоны (в которых тоже встречаются глыбовые горы). Такое явление в пределах материков наблюдается достаточно редко; в основном рифты развиваются на дне Мирового океана.
Модель геосинклинального развития земной коры отражает только тенденции эволюции литосферы в целом. Причем в данной схеме, к сожалению, прослеживается односторонний подход к изменению литосферы — от геосинклиналей к платформам; при этом схема противоположно направленного процесса (разрушения платформ) затрагивается вскользь и очень осторожно. Помимо этого, геосинклинальная модель ничего существенного не говорит о том, почему в одних местах Земли (на суше и в Океане) существуют подвижные пояса, а в других местах Земли они отсутствуют. В частности, не изучаются причины появления и направленность развития подвижных поясов другого рода — рифтов (океанических и материковых) и эпиплатформенных поясов. Модель тектоники литосферных плит, которая будет рассмотрена ниже, в сущности, не противоречит геосинклинальной модели (за исключением некоторых нюансов), а только дополняет ее и объясняет причины возникновения подвижных поясов любого рода.
Модель тектоники литосферных плит. Данная модель объясняет появление и развитие подвижных поясов (древних и современных) движением и взаимодействием литосферных плит.
Земная кора с помощью разломов разделена на крупные отдельные части (блоки), называемые сейчас литосферными плитами. Такие плиты, по сути, не могут сохранять неподвижность — в силу того, что в верхней мантии наблюдаются постоянные конвективные течения. И, естественно, что блок литосферы, находясь в свободном (т. е. не скрепленном) состоянии, будет двигаться в горизонтальном направлении в ту или иную сторону — согласно конвективным потокам. При монолитном состоянии литосферы такое движение, конечно, было (бы) невозможным.
Основные литосферные плиты: Тихоокеанская (Пацифик) — океаническая; Индо-Австралийская, Африканская, Евразийская, Северо-Американская, Южно-Американская, Антарктическая (Антарктик), Наска — океаническая.
Подчиненные (относительно небольшие) плиты: Кокос (у берегов Центральной Америки) — океаническая; Хуан-де-Фука (запад Канады) — океаническая; Карибская плита (Карибское море), состоит из материковой части и океанической; Аравийская плита (Аравийский полуостров) — состоит практически из одной материковой коры; Иранская плита (Ближний Восток) — состоит из материковой части и морской; Китайская плита (Китай) — состоит из материковой части и океанической; Филиппинская плита (район Филиппинского моря) — океаническая.
Варианты взаимодействия литосферных плит. Тот факт, что плиты перемещаются относительно друг друга с разной скоростью (от 1 до 6 см в год), наводит на мысль, что в определенных местах они могут сталкиваться, а также — расходиться. Чтобы понять, какое значение для сухопутного и донно-океанического облика Земли имеет взаимодействие литосферных плит, следует иметь в виду, что: 1) одна плита может включать в себя как материковую, так и океаническую кору; 2) одна плита может состоять только из материковой или только из океанической коры.
Почти все основные плиты (которых восемь), кроме двух, составлены из двух частей — материковой и океанической (Тихоокеанская плита и Наска полностью состоят из океанической коры).
Повторимся: плиты взаимодействуют — сталкиваются и расходятся (место их взаимодействия называется шовной зоной). И здесь как раз самое важное заключается в том, какие именно части соседствующих плит (или какие плиты) контактируют — материковые или океанические. Следовательно, вариантов основных взаимодействий плит может быть несколько.
1. Геосинклинальное взаимодействие (столкновение плит), приводящее к образованию подвижных поясов геосинклинального рода: а) континентальное взаимодействие (часть материковой коры взаимодействует с другой частью материковой коры); б) континентально-океаническое взаимодействие (часть материковой коры взаимодействует с частью океанической коры); в) океаническое взаимодействие (часть океанической коры взаимодействует с другой частью океанической коры).
2. Рифтовое взаимодействие (расхождение плит), приводящее к образованию подвижных поясов рифтового рода: а) океаническое взаимодействие (часть океанической коры взаимодействует с другой частью океанической коры); б) континентальное взаимодействие (часть материковой коры взаимодействует с другой частью материковой коры).
Геосинклинальное взаимодействие плит. При столкновении части материковой коры с другой частью материковой коры (коллизия) на континентах образуются высокие складчатые горы по типу Гималаев. Соседние складчатые структуры различного возраста (древние и молодые платформы) могут при этом подвергнуться эпиплатформенному орогенезу с последующим образованием возрожденных гор. Но этот вопрос является дискуссионным.
Зоны столкновения континентальной коры с океанической корой называются зонами материково-океанической субдукции. При этом на периферийных частях материков возникают эпигеосинклинальные пояса, характеризующиеся высокими складчатыми горами (например, Анды). Непосредственно у берегов (под континентами) обнаруживаются глубоководные желоба (Перуанский желоб, Чилийский желоб).
Столкновение части океанической (морской) коры с другой частью океанической (морской) коры называется океанической субдукцией. При этом на дне морей и океанов образуются переходные зоны (современные геосинклинальные пояса), в наше время выраженные островными дугами и глубоководными желобами (например, Зондский желоб). В состав переходных зон включаются и котловины окраинных морей. Земная кора переходной зоны определяется как субматериковая и субокеаническая. Эти типы коры являются промежуточными стадиями превращения океанической земной коры в материковую (отсюда и название — переходная зона). В целом переходная зона характеризуется земной корой крайне сложного состава, структуры и динамики.
Развитие любой переходной зоны заканчивается появлением на ее месте эпигеосинклинального пояса. Если переходная зона развивается между материками, то в итоге они могут соединиться. Предполагается, что в будущем Южная Америка соединится с Северной, а Евразия — с Африкой и Австралией. Сейчас между этими материками располагаются переходные зоны.
Но, как мы поняли, эпигеосинклинальный пояс образуется не только в зоне чисто океанической субдукции (то есть на месте переходной зоны). Например, Анды Южной Америки, которые возникли в зоне материково-океанической субдукции, тоже являются эпигеосинклинальным поясом.
Рифтовое взаимодействие плит. Расхождение двух океанических частей разных плит (спрединг) формирует срединно-океанические хребты (СОХ), которые являются подвижными (активными) поясами Земли наряду с современными геосинклиналями (переходными зонами). Но между рифтами и геосинклиналями существует принципиальная разница. Океанические рифты — это зоны формирования коры океанического типа, в то время как переходные зоны являются зонами формирования материковой коры. Срединно-океанические хребты есть во всех океанах.
Расхождение двух материковых частей разных плит формирует на материках рифтовые зоны (на востоке Африки и в районе озера Байкал), которые характеризуются высокой тектонической и магматической активностью, явным сейсмизмом. Следовательно, материковые рифты тоже являются подвижными поясами планеты, но — особого типа. Но опять-таки в пределах материковых рифтов происходит разрушение (деградация) структуры континентальной коры, уменьшение ее мощности. На месте материковых рифтов должна возникнуть кора океанического типа.
Из всего сказанного выше следует простой вывод — подвижные пояса Земли делятся на два рода: геосинклинальные (в океанах — переходные зоны; на материках — эпиплатформенные и эпигеосинклинальные пояса) и рифтовые (океанические рифты, материковые рифты).
Сдвиговое взаимодействие плит. Существует еще сдвиговое взаимодействие литосферных плит, когда их края, частично соприкасаясь, смещаются относительно друг друга в горизонтальном направлении вдоль разлома. В таких местах образуются подчиненные подвижные пояса (входящие в состав основных поясов), направленность развития которых не ясна.
Типы зон субдукции. Можно заметить, что субдукция — это процесс поддвига одной литосферной плиты под другую. И это не только пододвигание легкой океанической коры под более тяжелую материковую; наравне с таким явлением существует чисто океаническая субдукция, когда участок океанической коры пододвигается под другой участок океанический коры. Такие зоны субдукции называются марианскими. Вообще, на Земле существует несколько типов зон субдукции:
1. Восточно-Тихоокеанский (океаническая кора, относительно молодая, активно исчезает в мантии под континентом). Наблюдается на западном берегу Южной Америки. 2. Западно-Тихоокеанский. Этот тип делится на три подтипа: марианский, японский, зондский.
Зондский подтип субдукции происходит в тех местах, где океаническая кора пододвигается под континентальную кору, находящуюся под океанской или морской водой. Японский подтип субдукции характеризуется пододвиганием коры океанического типа под островную дугу (Япония, Куба).
Выводы. Наиболее устойчивыми и, следовательно, пригодными для постоянного проживания людей являются центральные части тектонических плит. Края плит (зона взаимодействия) и прикраевые части — тектонически нестабильные зоны; там часто происходят землетрясения, извержения вулканов, цунами.
Логика рассмотрения земной коры в виде литосферной мозаики заключается в том, что Земля — это медленно пульсирующее небесное тело. По разным причинам объем Земли постоянно то уменьшается, то увеличивается. И естественно, что при таком факте было бы совсем нелогично изучать литосферу Земли как цельное образование. Возможно, именно расширение Земли на каком-то определенном этапе развития поспособствовало расколу земной коры на несколько частей.
Другое дело — движение литосферных плит. Некоторые исследователи отмечают невозможность движения плиты по шарообразной земной поверхности. Но эти доводы являются приемлемыми только в том случае, если мы рассматриваем Землю как эллипс (с полярным сжатием). И здесь действительно движение литосферных плит может показаться затруднительным явлением. Но, учитывая чрезвычайную пластичность литосферного вещества при медленных скоростях движения, можно заключить, что земной эллипс не является помехой для движения плит.
Итак, мы приходим к выводу, что современный вид континентально-океанического рисунка земной поверхности есть результат длительных вертикальных и горизонтальных движений частей земной коры. Вертикальные и горизонтальные движения тесно связаны друг с другом, и все они являются результатом подкоровых перемещений вещества и энергии тоже в разных направлениях — вертикальном и горизонтальном.
Но является ли перманентное превращение океанического дна в сушу (в материковые платформы) с помощью геосинклинальных поясов целенаправленным процессом, или это всё же случайное явление, результат хаотичного бесцельного движения и столкновения литосферных плит?.. Создается ощущение, вполне оправданное, что эволюция земной коры направлена на увеличение площади суши. Точного ответа на этот вопрос пока нет, и окончательные выводы сейчас делать рано. Но очевидно, что литосфера всё же к чему-то стремится и/или чему-то активно «сопротивляется», пытаясь урегулировать некие дисбалансы.
Время покажет, какими именно «нитями» связаны тектонические движения с такими геофизическими явлениями, как изостазия, приливное трение, замедление скорости осевого вращения Земли, увеличение полярного радиуса и сокращение экваториального, прецессии и нутации, возмущения магнитного поля. А пока что будем помнить самое важное: ни вертикальные, ни горизонтальные движения не могут иметь бесцельный характер, как и все остальные природные явления любого происхождения.
Определенный вклад, конечно, в современное очертание материков и океанов внесло длительное взаимодействие суши и моря, которое вот уже несколько миллиардов лет настойчиво разрушает береговую линию и, следовательно, изменяет конфигурацию материков (и океанов соответственно).
Современные материки и океаны: взаимное расположение, контуры, рельеф
Первое, на что нам стоит обратить внимание, относится к распределению океанской воды и суши относительно полушарий.
Особенности горизонтального профиля материков. Северное полушарие — преимущественно материковое, Южное — преимущественно океаническое.
Материки располагаются рядами: лавразийский (северный) структурный ряд: Северная Америка, Евразия (два материка находятся полностью в Северном полушарии); гондванский (южный) структурный ряд: Южная Америка, Африка, Австралия.
Австралия находится полностью в Южном полушарии. Антарктида занимает отдельную южную позицию — вокруг Южного полюса.
Очертания материков северного ряда отличаются обилием полуостровов различной формы, заливов и морей; берега Северной Америки и Евразии обильно украшены гирляндами больших и малых островов. Южные материки отличаются плавными очертаниями; прибрежных островов крайне мало.
Интересная общая географическая особенность крупных материков — в горизонтальном профиле они в той или иной степени заостряются (сужаются) к югу, в то время как их северные части расширены. Это, скорее всего, связано в первую очередь с особенностями раскола Пангеи. Хотя точное объяснение этому закономерному явлению до сих пор не найдено.
Надо сказать, что сужение Антарктиды в горизонтальном плане, в отличие от остальных континентов, направлено на север. Австралия же в этом отношении вообще отличается неопределенностью, хотя, в принципе, некоторое сужение горизонтального профиля этого материка к северу обнаруживается достаточно ясно.
У континентов северного ряда площадь материковой отмели (шельфа) намного больше, чем у южных материков.
Четыре материка образуют две пары: Северная Америка+Южная Америка. Евразия+Африка.
Есть еще один вариант парного расположения материков. Если разделить Евразию на две части света, то Африка объединяется с Европой, а Австралия — с Азией.
Южная Америка явно смещается на восток относительно Северной Америки. Закономерно не совпадают горизонтальные вогнутости и выступы этих материков. Наблюдается некоторое смещение южной половины Африки на восток по отношению к Западной Европе. Можно выявить (условно) смещение на восток Австралии относительно Азии.
Неровности восточной береговой линии двух Америк практически полностью совпадают с изгибами атлантического побережья Афразии (Африки и Евразии). Это чрезвычайно интересное явление. Если смоделировать совмещение этих материков с помощью компьютерной программы, то получится хоть и не идеальный, но в целом достаточно приемлемый материк для изучения теории раскола Пангеи, дрейфа материков. И, само собой, для Антарктиды и Австралии (и даже Индостана) тоже найдутся подходящие «места» в этой материковой мозаике.
Сам факт параллелизма континентальных контуров, конечно, не является доказательством раскола гипотетического праматерика в далеком геологическом прошлом. Но всё же…
Особенности вертикального профиля. Общий (глобальный) вертикальный профиль (т. е. рельеф) поверхности материков и дна океанов тоже имеет интересные закономерности. Горы на материках находятся в основном на окраинах; центральные части континентов — преимущественно равнинные территории. Это, по-видимому, связано с присоединением новых участков суши к краю древних и молодых платформ. Вновь присоединяющиеся участки всегда характеризуются горным рельефом.
На дне океанов наблюдается прямо противоположная картина: в центре — возвышения (срединно-океанические хребты), по краям — океанические равнины (котловины). Поверхностные причины этого явления объясняются относительно просто. В районах срединно-океанических хребтов наблюдается расхождение литосферных плит, сопровождаемое повышенным тектонизмом и вулканизмом. Эти явления и создают сетку данных хребтов.
Антиподальность. Материки расположены по отношению к океанам таким образом, что водному пространству на одном конце Земли противостоит континентальное пространство на другом конце Земли. То есть материки и океаны антиподальны. И здесь достаточно посмотреть взаимное расположение Антарктиды и Северного Ледовитого (Арктического) океана. Бывают и исключения из правил. Например, югу Южной Америки диаметрально противостоит центр восточной Азии.
Гидросфера («жидкая» Земля)
95% гидросферы занимает Мировой океан. Поэтому гидросферой часто называют только океаносферу, игнорируя остальные части этой оболочки — воды суши и ледники. Это не совсем правильно, а точнее — совсем неправильно. Водные скопления на суше и ледники являются неотъемлемой частью гидросферы — по той причине, что они имеют определенную форму, находятся в собранном состоянии, приобретенном в результате заполнения того или иного наземного углубления или подземного вместилища, а также в процессе замерзания воды.
Вообще, вода содержится везде — и в воздухе, и в грунте, и в живых существах. Атмосферную влагу называют рассеянной гидросферой, подземную — погребенной гидросферой, а содержащуюся в живых существах — биостромной гидросферой. Но эти составляющие нельзя отнести к гидросфере — хотя бы потому, что находится она в рассеянном состоянии. Хотя это опять-таки всё очень условно и сделано для удобства изучения природы Земли.
Гидросфера не делится на четкие слои, подобно «твердой» части Земли. В состав гидросферы входит Мировой океан вместе со льдом, наземные и подземные воды, ледники.
Многие из нас довольно часто путают два понятия — лед и ледники. Льдом называется ледяной покров, лежащий на поверхности водоемов и водотоков. Ледником называется ледяной покров, лежащий на тех или иных сухопутных участках. Ледники делятся на: покровные и горные.
Покровные (или материковые) ледники во всем своем суровом великолепии представлены в Антарктиде и в Гренландии, где они мощными щитами толщиной в несколько километров покрывают практически всю поверхность этих частей света. Хотя в последнее время наблюдается таяние ледников Антарктиды и Гренландии, причем достаточно интенсивное. А это чрезвычайно опасное природное явление для всего человечества.
Горные ледники находятся в высоких горах, выше снеговой границы, которая, например, в тропиках расположена на высоте 6 км. Этот тип ледников делится на три категории: долинные, склоновые и вершинные. Их названия соответствуют их расположению — в долинах, на склонах и на вершинах.
Все ледники движутся с очень медленной скоростью (и при этом не разламываются на части), повторяя изгибы рельефа земной поверхности. Наземный лед обладает чрезвычайной пластичностью, проявляющей себя при очень низких скоростях движения.
Атмосфера («газообразная» земля)
Внешняя геосфера Земли, на 99,99 процентов состоящая из газов, называется атмосферой. Она сразу начинается там, где заканчивается поверхность земной коры и водных объектов. Никаких плавных переходов между земной корой, водой и воздухом не существует: слишком уж контрастны эти три среды по своему агрегатному статусу. Воздушные пространства, располагающиеся в пустотах грунта (пещерах и пр.) или не относят к атмосфере как таковой, или считают их «погребенной» атмосферой.
Известно деление атмосферы на слои в зависимости от изменения температуры воздуха с высотой. Менее известно деление атмосферы на слои в зависимости от изменения газового состава, который при возрастании высоты тоже меняется, как и вообще любые другие параметры воздушной среды (и любой другой среды).
Итак, атмосфера по первому признаку (в зависимости от изменения температуры) делится на пять слоев: тропосферу стратосферу, мезосферу, термосферу, экзосферу.
Тропосфера иначе называется климатосферой, поскольку климат формируется в пределах именно этого слоя, непосредственно прилегающего к дневной поверхности. В полярных широтах данный слой имеет толщину 10—12 км, в тропических и экваториальных тропосфера достигает высоты 16 км. Температура понижается с высотой (0,6 градуса на 100 метров). Над тропосферой лежит переходный слой — тропопауза, отделяющий тропосферу от стратосферы. Температура в тропопаузе от -56 до -80 градусов.
В стратосфере понижение температуры становится очень умеренным, а то и вовсе исчезает, а в верхней ее части она начинает расти. В самой верхней части температура воздуха приближается к нулю. Над стратосферой находится стратопауза — промежуточный слой между стратосферой и мезосферой. Последняя сфера начинается от высоты 50 км и доходит до высоты 95 км. Температура здесь понижается (0,3 градуса на 100 метров). Мезосфера оканчивается мезопаузой, после которой начинается термосфера, и здесь температура снова начинает повышаться. Это происходит по причине поглощения ультрафиолета кислородом.
После термосферы начинается экзосфера — оболочка, которую можно считать практически межпланетным пространством со следами земной атмосферы.
По изменению газового состава атмосфера делится на: гомосферу и гетеросферу. Гомосфера простирается до высоты 100 километров, и ее газовый состав практически не меняется. А вот выше 100 км — в гетеросфере — на газы начинает воздействовать солнечное и космическое излучения, которые разлагают молекулы газов на атомы. Вследствие этого газовый состав атмосферы претерпевает существенную перестройку. При распаде молекул образуются ионы, которые вместе с нейтральными молекулами создают так называемую ионизированную плазму. Вся толща слоев атмосферы, насыщенная этой плазмой, называется ионосферой. Верхняя граница ионосферы доходит до высоты 500 километров.
На высоте 20—25 километров располагается еще один «дополнительный» слой — озоносфера. Этот слой насыщен озоном, который не пропускает к земле губительную для всех живых организмов часть солнечного излучения. Истощение озонового слоя наблюдается в наше время в связи с интенсивными промышленными выбросами в атмосферу вредных веществ. Дальнейшее сокращение мощности озонового экрана откроет путь ультрафиолетовым лучам с длиной волн менее 0,29 мкм. Это приведет к гибели биосферы.
Существуют еще подчиненные геосферы. К ним относятся педосфера (почвосфера), биосфера и, наконец, самое спорное образование — географическая оболочка.
Гравитационное и магнитное поля
Помимо вещественных геосфер, существуют еще энергетические. Это — гравитационное поле и магнитное поле.
Все рассмотренные вещественные геосферы характеризуются сферичностью. Такой же формой обладает и энергетическая оболочка Земли — гравитационное поле.
Гравитационное поле. Гравитационное поле Земли — это земное пространство (от центра Земли — до расстояния 36 тыс. км над поверхностью суши и Мирового океана), в пределах которого все предметы и явления подвергаются воздействию силы тяжести.
Сила тяжести — это геометрическая сумма силы притяжения Земли и центробежной силы. Как видно, сила тяжести и сила притяжения — это разные понятия, и на силу тяжести, таким образом, оказывает влияние соотношение двух факторов: сила притяжения Земли и центробежная сила. Рассмотрим первый фактор.
1. Сила притяжения Земли. Зависит от:
А. Влияния ближайших космических тел. Сила воздействия космических тел друг на друга зависит, во-первых, от расстояний между ними, во-вторых — от массы самих тел. Земля подвергается воздействию со стороны Луны и Солнца. Но поскольку они находятся достаточно далеко от нашей планеты, их влияние (которое всё же есть) в целом не учитывается.
Б. Распределения масс на поверхности Земли и внутри нее. Горы создают дополнительную нагрузку на верхнюю мантию, поэтому сила тяжести в этих местах должна быть больше, чем на равнинах. На поверхности океана наоборот — сила тяжести должна быть меньше, чем на равнинах, поскольку вода легче горных пород. Но измерения показывают, что сила тяжести на одной параллели везде (и на суше, и на поверхности океана) имеет одинаковую величину. Это говорит о том, что массы внутри Земли (под земной корой) и на поверхности планеты распределяются в общем равномерно. Объясняется такая равномерность следующим образом.
В местах большой нагрузки земной коры на мантию (в горах) породы мантии опускаются вниз. А там, где обнаруживается недостаток массы земной коры (дно океана), породы мантии подступают к поверхности.
Таким образом, земная кора, уравновешиваемая мантией, находится в состоянии изостатического равновесия. Как говорят, земная кора «плавает» в мантии. Следовательно, на земной поверхности сила тяжести практически везде одинакова. Отклонения (положительные аномалии) силы тяжести наблюдаются только в молодых горах, под которыми мантия еще не успела опуститься — должно пройти какое-то время; нарушенное равновесие восстанавливается не сразу. Процессы уравновешивания (компенсации) земной коры происходят на глубине от 100 до 150 км. Этот слой внутри Земли называется слоем изостазии.
2. Центробежная сила. Рассмотрим второй фактор, который влияет на силу тяжести.
На вращающейся Земле, имеющей форму шара (в грубом расчете), центробежная сила зависит от широты места. На полюсах эта сила равна нулю, на экваторе — достигает максимума. Чем меньше центробежная сила, тем больше должна быть сила тяжести. Так и получается: Северный и Южный полюса — это места, где сила тяжести на 0,6% больше, чем на экваторе. Из всего этого можно сделать вывод, что на полюсах сила тяжести равна силе притяжения.
Гравитационное поле характеризуется таким понятием, как ускорение свободного падения. На полюсах оно равно 9,83 м/с2, на экваторе 9,78 м/с2. Ускорение свободного падения постепенно уменьшается от полюсов к экватору на 55/1000 м/с2 — на каждый градус широты.
Анализируя всё вышесказанное, можно утвердительно сказать, что сила тяжести практически полностью зависит от силы притяжения Земли. Даже большая центробежная сила экватора не оказывает существенного воздействия на величину гравитации (разница в силе тяжести между полюсами и экватором — всего 0,6 процентов).
Существует такое понятие, как напряженность гравитационного поля. В данном случае напряженностью гравитационного поля Земли называется величина силы тяжести. В горизонтальном профиле напряженность постепенно и равномерно убывает от полюсов в сторону экватора. В вертикальном профиле (от поверхности Земли — вверх и вниз) напряженность поля уменьшается, соответственно, с высотой и глубиной. На высоте 36 тыс. километров от поверхности суши или Мирового океана, а также в центре Земли сила тяжести равна нулю.
Нетрудно подсчитать радиус сферического гравитационного поля — от центра Земли до 36 000 км над поверхностью геоида. Исходя из среднего радиуса Земли, приблизительный радиус гравитационного поля составляет 42 367 км.
Сила тяжести направлена по вертикали (отвесу) к земной поверхности.
Гравитационное поле без преувеличения можно назвать фундаментальной энергетической земной оболочкой. Сама Земля и все ее природные процессы, протекающие как на поверхности, так и на глубине, обязаны своим существованием гравитационному полю.
Значение гравитационного поля
1. Формирование фигуры Земли. 2. Удерживание атмосферы. 3. Атмосфера обеспечивает существование гидросферы. 4. Уплотнение внутриземного вещества и формирование плотного ядра. 5. Сила тяжести — двигатель гравитационной дифференциации земного вещества, которая создает давление масс на глубине, тем самым порождая тепловую энергию. Еще тепловая энергия высвобождается при радиоактивном распаде элементов (тория, урана, цезия). Тепловая энергия — причина тектонических процессов в глубине Земли и на ее поверхности. 6. Стремление земной коры к изостазии (к равновесию). 7. Силой тяжести обусловлены внешние гидрологические и геологические процессы: сток вод, выпадение осадков, склоновое перемещение вещества.
Гравитационное поле — не единственная энергетическая оболочка Земли. К такому невещественному типу геосфер можно отнести магнитное поле. Рассмотрим вкратце роль магнитного поля в природных процессах Земли.
Магнитное поле Земли. Геомагнитное поле — это энергетическая оболочка Земли, которая генерируется внутриземным веществом (на границе мантии и ядра). Одна из гипотез связывает появление магнитного поля вокруг Земли с кольцевыми электрическими токами во внешнем ядре.
Магнитное поле простирается от поверхности Земли до высоты нескольких земных радиусов (приблизительно до 100 000 км). До высоты 44 000 км поле постепенно убывает, от 44 тыс. до 80 тыс. км оно характеризуется неустойчивостью, а на высоте 90 тысяч километров магнитное поле теряет способность захватывать заряженные частицы.
Главная «задача» магнитного поля — захватывать (отклонять) заряженные частицы (электроны и протоны), идущие с большой скоростью к Земле от солнечной атмосферы в общем корпускулярном потоке солнечного ветра. Теоретически на небесном теле, которое не защищено магнитным полем, не может появиться высшая жизнь: мощный поток заряженных частиц оказывает губительное воздействие на живые организмы и исключают саму возможность зарождения жизни. Но это, конечно, не доказано.
Магнитное поле защищает Землю не только от солнечного ветра, но и от общего космического излучения, идущего из глубин Вселенной к Земле.
Геомагнитное поле — нестабильная энергетическая оболочка. Периодически его состояние меняется. Кратковременные изменения (возмущения) связаны с влиянием солнечной радиации на поле; долговременные инверсии — с изменением скорости и направленности процессов, протекающих на границе ядра и мантии.
Кратковременные усиления («порывы») солнечного ветра, выбрасываемого непосредственно солнечной короной, провоцируют сильные возмущения магнитного поля Земли — магнитные бури, которые могут длиться от нескольких часов до нескольких суток («порывы» солнечного ветра возникают и при вспышках в хромосфере Солнца, энергия которых передается солнечной короне). С магнитными бурями связывают и полярные сияния.
Магнитное поле периодически меняет свою полярность (период — от 100 000 до 1 миллиона лет). Смена магнитных полюсов сопровождается исчезновением магнитного поля на несколько тысяч лет. Естественно, солнечный ветер во время отсутствия геомагнитного поля свободно проникает в атмосферу и к земной поверхности. Озоновый экран при этом исчезает, и ультрафиолет получает свободный доступ к биосфере. Массовое вымирание некоторых животных в определенных геологических эпохах, по некоторым предположениям, связано со сменой магнитных полюсов.
Глава 2. Физическая география материков и океанов
Особенности формирования ландшафтной сферы Земли. Прежде чем проникнуть в структуру ландшафтного мира, следует ознакомиться с общими особенностями строения земной поверхности — узнать, что такое материки и океаны, из чего они составлены, как они функционируют и взаимодействуют друг с другом.
Материки и океаны — та глобальная основа, на которую наложена ландшафтная сфера (оболочка). Своего рода, это арена для жизни и развития ландшафтов. Все свойства и качества данной сферы целиком и полностью зависят от того, на каком фундаменте она расположена — на суше или на воде.
Если мысленно снять ландшафтную сферу с ее базы, то можно увидеть, что роль основы для формирования природы в том виде, в котором мы ее знаем, играют всего лишь два первоначальных (исходных) компонента природы — минеральные породы и вода. Материки, следовательно, — это общая минеральная база для всех ландшафтов, а океаны — водная основа. С этих позиций и рекомендуется рассматривать материки и океаны в общем ландшафтоведении.
Само по себе наличие крупнейших водоемов и обширных участков суши на планете, конечно, не делает ее пригодной для возникновения ландшафтной сферы. Она может образоваться как таковая только после появления животных и растений и установления между ними прочных связей, или цепочек. То есть должна появиться биосфера. Но для того чтобы планета ожила, необходимо присутствие качественной атмосферы. Атмосфера «деликатно» обволакивает планету, и через нее устанавливается многофункциональная связь между материками и океанами. Удачная неорганическая связка «материки-океаны-атмосфера» — начальное условие формирования биологических тел (ранее оговоренные благоприятные астрономические характеристики, крепкое гравитационное поле и защитные экраны — это условия по умолчанию). Она дает пищу для растений, устанавливает правильный режим перемещения вещества и энергии, создает оптимальный температурный фон.
Но и в этом случае до возникновения настоящей ландшафтной оболочки еще очень далеко. Появление первых микроорганизмов в водоемах или на участках суши — это только начало. Природа должна произвести на свет полноценный растительный и животный мир и соединить их в одно целое — то есть пройти определенный путь к появлению так называемых биоценозов. Сформировавшиеся биоценозы сливаются, образуя биосферу.
Функционируя и эволюционируя, биосфера начинает уже сама оказывать влияние на неорганические компоненты, хоть, в общем, и продолжает развитие на первоначальной абиотической основе. В процессе жизнедеятельности биосферы на суше должна появиться почва (т. н. педосфера) и некое ее подобие на дне морей, океанов и крупных озёр. Почва — это биокосная субстанция, состоящая из всех природных компонентов — минералов, воды, воздуха, живых и неживых существ. Наличие почвы — это тот показатель, на основе которого определяется степень развитости биосферы, некоторая ее самодостаточность.
Далее при наличии двух противоположных, но тесно контактирующих сфер — абиосферы (система «материк-океан-атмосфера») и биосферы (совместно с педосферой) — можно говорить о ландшафтной оболочке.
Часть земного пространства, в пределах которого происходит «сотрудничество» глобального абиоценоза (или просто абиосферы) и биосферы в физической географии называется географической оболочкой. Ландшафтная сфера по существу является наиболее активным ее уровнем.
Из всего вышесказанного следует, что перед тем, как рассматривать земную природу в самом сложном ее виде (как ландшафтную сферу), следует изучить состав и строение самой географической оболочки, предварительно разложив ее именно на материки и океаны. Поскольку каждый из них является отдельной четко оконтуренной в пространстве функциональной ячейкой, наполненной всеми качествами и свойствами, присущими ландшафтной сфере, такое первоначальное разделение природы очень хорошо подходит для воспитания в себе адекватного видения ландшафтного мира.
В главе «Физическая география материков и океанов» эти крупнейшие природные комплексы будут рассматриваться не по отдельности, а в обобщенной схеме — как носители общих свойств и качеств, которые нужно учитывать при конкретном разборе какого-либо материка или океана.
В конце темы «Физическая география материков» в качестве примера описания континентов дается сжатый физико-географический обзор Африки. Тема «Физическая география океанов» завершается описанием Атлантического океана.
Общие сведения о материках и океанах. Поверхность планеты Земля представлена двумя качественно и количественно разнородными вариантами географического пространства — водой и сушей. Вода здесь поставлена на первое место, поскольку по площади она серьезно преобладает над сухопутными участками. Можно даже сказать, что поверхность Земли — это больше поверхность воды, чем самой земли как таковой (71 процент против 29). На нашей планете вода существует в виде Мирового океана и водоемов суши. К суше относятся, конечно, материки (континенты) и острова.
И если материки и океаны изучаются как самостоятельные природные образования, то острова и водоемы материков рассматриваются как их составные части. В этом случае острова принадлежат океанам и их частям (морям, заливам, проливам), а континентальные водоемы — материкам. На островах тоже есть водоемы (пресные или соленые) и водотоки. Они анализируются в общем аспекте гидрологии суши.
При изучении материков как частей света острова у океана «отнимаются» и включаются в часть света.
Алгоритм изучения материков и океанов. Любой материк характеризуется: общегеографическими данными, геологией, климатом, внутренними водами, почвенно-растительным покровом, физико-географической дифференциацией на природные комплексы.
Для океанов последовательность их анализа в чем-то схожа с континентальным алгоритмом: общегеографические сведения (размеры, крайние точки, границы с другими океанами, береговая линия, моря и заливы, острова); рельеф дна (особенности подводной окраины материков, срединно-океанических хребтов, ложа океана и переходной зоны); климат (климатические пояса, центры действия атмосферы); свойства вод (поверхностные течения, приливы, температура вод, соленость вод); физико-географическое районирование океана.
Для облегчения восприятия и устранения путаницы в сознании человека, изучающего природу, такая последовательность ложится в основу изучения физической географии материков и океанов.
Физическая география материков
Общие сведения о материках. Материк — это крупнейший блок земной коры, поверхность которого возвышается над поверхностью Мирового океана. В основании каждого материка лежит одна или несколько древних (докембрийских) платформ, к которым примыкают более молодые складчатые структуры.
Материков, или континентов, на данном этапе геологического развития Земли насчитывается всего шесть. Было время, когда существовал один материк — Пангея, который (сначала согласно гипотезе Альфреда Вегенера (1880—1930), а потом — данным современных спутниковых систем GPS) в начале мезозойской эры (в триасе) раскололся на Лавразию и Гондвану. Последние впоследствии тоже распались: Лавразия — на Евразию и Северную Америку; Гондвана — на Африку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду. До сих пор существуют еще такие острова и причлененные полуострова (например, Индостан), которые являются «побочным» продуктом движения литосферных плит того времени, когда они усиленно дробились, и от них отсоединялись всевозможные «куски».
Самый большой по площади материк — Евразия; он же и самый протяженный. Самый небольшой по площади континент — это Австралия. Из-за своих размеров она, скорее, похожа на большой остров, но тектонически Австралия самостоятельна и полноценна: структурное ядро Австралии представлено древней Австралийской платформой. Именно это и дает ей право считаться материком.
Существует такое понятие, как суперконтинент. В наши дни таким термином называют два материка, соединенных друг с другом сухопутной «перемычкой» (перешейком). Суперматериков на Земле пока два — Афразия (Афроевразия) и Америка. Так Африка «припаяна» к Евразии посредством Суэцкого перешейка, а две Америки соединены Панамским перешейком. Каналы внутри перемычек созданы, конечно, искусственно, и не могут считаться разделительными водотоками.
На Земле мог бы существовать мегаматерик («Афразия-Америка»), если бы между Чукотским полуостровом и полуостровом Сьюард на Аляске существовал закономерный перешеек. Но в настоящее время эти полуострова разделены Беринговым проливом (при этом минимальная ширина пролива — всего 86 километров).
Общегеографические сведения о материках (и океанах)
Окидывая научным взором какой-либо материк (или океан) в первую очередь следует выделить его общегеографические характеристики. К таким характеристикам можно отнести размеры, географическое положение и особенности береговой линии.
Размеры — это площадь материка (или океана) в квадратных километрах, а также наибольшая протяженность с севера на юг и с запада на восток. Расстояние измеряется в километрах и в градусах. Протяженность материка (или океана) с севера на юг лучше всего высчитывать по меридиану — от широты самой северной точки до широты самой южной точки. Аналогично градусная протяженность измеряется с запада на восток, но уже по параллели — от долготы самой западной точки до долготы самой восточной точки.
Географическое положение стандартно определяется относительно градусной сетки и соседних географических объектов (других материков, частей света, островов, океанов и их морей). С помощью градусной сетки определяются координаты (широта и долгота) крайних точек материка — мысов.
Крайние точки океана — это «глубины» наибольшего проникновения океана в сушу. Так крайняя восточная точка Атлантического океана — восточный берег Черного моря (район г. Кобулети в Грузии); крайняя западная точка находится на западном берегу Мексиканского залива (лагуна Сан-Андрес в Мексике). В проливах между океанами (например, в проливе Дрейка, в Беринговом проливе) и широких океанических пространствах между материками (например, между Африкой и Антарктидой или Австралией и Антарктидой) крайние точки определяются по условным линиям раздела, которые часто совпадают с параллелями и меридианами.
На основе полученных координат устанавливается общее положение материка (или океана) относительно полушарий Земли (Северного и Южного, Западного и Восточного) и ключевых параллелей (тропиков, полярных кругов).
Береговая линия, образующая контур (конфигурацию) материка или океана (а также любого острова или водоема суши), характеризуется двумя аспектами: степенью изрезанности и комплексом различных типов берегов.
Для определения степени изрезанности необходимо знать длину береговой линии и площадь материка (или океана). На основе этого соотношения выявляется так называемый коэффициент изрезанности береговой линии, который и показывает, насколько сильно расчленен контур материка (или океана). Изгибы берега образуют различные типы полуостровов континента, которые следует воспринимать как его горизонтальные части (по аналогии с горизонтальным расчленением океанических акваторий на моря, заливы, проливы).
Генетические типы полуостровов: 1) коренные (геологически единые с материком) — Лабрадор, Сомали, п-ов Йорк, Балканский п-ов, Апеннинский п-ов и др.; 2) причленившиеся (присоединившиеся к материку) — Индостан, Флорида, Камчатка и др.
Типы берегов рассматриваются на основе различных классификационных схем, которых на сегодняшний день более чем достаточно. Согласно географическому взгляду существуют ваттовые берега, маршевые, мангровые, лопастные, далматинские, шхерные, риасовые, лиманные, фиордовые, лагунные, эстуарные, бухтовые, шермовые, балеарские, вулканогенные, сбросовые и некоторые другие.
Географическая классификация берегов (на примере Евразии)
Ватты — низменные берега, лежащие практически вровень с морской гладью. Затопляются во время приливов и осушаются при отливах. Такие побережья распространены в основном в северных морях — Северном, Ирландском, Беринговом, Охотском. Еще они встречаются на атлантическом побережье США, которое в целом довольно низко лежит относительно уровня океана, по сравнению с тихоокеанским побережьем — скалистым и высоким.
Марши — низменные берега морей, которые затопляются только во время больших приливов или накатов (нагонов) воды. В этом их отличие от ваттов. Такие берега покрыты обычно луговой растительностью и болотами. В странах, северные части которых выходят к Северному морю, такие берега расположены ниже его уровня. Здесь построены специальные дамбы, предохраняющие прибрежные местности от затопления. Такие берега есть не только в Европе, но и в США — опять же на атлантическом побережье.
Лопастные берега — это побережья, характеризующиеся резкими очертаниями линии, когда морские заливы часто и глубоко врезаются в какую-либо часть материка, образуя как бы лопасти. Свойственны Греции, западу Турции, северу Северной Америки — там, где берега в геологическом отношении сравнительно молодые.
Далматинские берега образуются при подтоплении линейных складчатых сооружений, простирание которых практически совпадает с направлением береговой линии. Море затопляет долины между горными хребтами. По этой причине данные берега имеют форму молота. Ярко проявляются на восточном побережье Адриатического моря.
Шхеры — это некрупные скалистые острова, располагающиеся группами возле невысоких скалистых же берегов морей и крупных озёр. В сущности, эти острова создают особый тип берега, называемый шхерным. Скандинавские страны — характерные обладатели таких побережий.
Риасовые берега появляются при затоплении морем устьевых участков долин, находящихся в горах или на возвышенностях. Море достаточно далеко проникает в долины, и в результате образуются длинные узкие извилистые заливы, глубоко рассекающие значительную площадь прибрежной части материка. Так формируется особый тип морского берега, называемый риасовым.
Лиманные берега характеризуются многочисленными лиманами, которые образуются возле побережий в результате затопления морем устьев рек.
Фиорды — узкие глубокие заливы с высокими скалистыми обрывистыми берегами. Побережья, пестрящие такими заливами, называют фиордовыми. Наиболее часто встречаются в Норвегии, в Чили и Гренландии.
Лагунные берега — это побережья, обильно испещренные лагунами — мелководными морскими заливами.
Эстуарные берега характеризуются большим количеством эстуариев — воронкообразных устьев рек.
Бухтовые берега — берега, которые изобилуют бухтами (мизерными морскими заливами округлой формы, хорошо защищенными от ветрового и волнового воздействия моря). Именно в бухтах строят гавани для стоянки морских судов.
К бухтовым берегам относятся и так называемые шермовые берега. Шермовые бухты — небольшие бухты, которые слабо вдаются в сушу и имеют угловатые очертания. Другими словами, каждый такой залив состоит из нескольких более или менее прямых береговых отрезков, которые расположены относительно друг друга под небольшим углом. Такие бухты отделены одна от другой прямолинейными участками берега. Яркий пример — берега Аравийского полуострова.
Балеарские берега — это берега, изрезанные большим количеством бухт округлой формы (полукруглые бухты), которые неглубоко вдаются в сушу. Отделены друг от друга мысами. Характерны для Балеарских островов.
Вулканогенный тип берега образуется в местах активной тектонической деятельности при затоплении морем элементов вулканов (кальдеры, кратеры). Высокие берега, сложенные застывшей лавой. Характеризуются ярко выраженной изрезанностью береговой линии, большим количеством глубоких бухт. Примеры: Исландия, Камчатка.
Сбросовые берега образуются в местах активной тектонической деятельности. Примеры: север Пиренейского полуострова, о-в Корсика и о-в Сардиния, север острова Сицилия.
Общая классификация берегов. Существует еще общая классификация берегов, которая учитывает локальные особенности полосы взаимодействия воды и суши. В отличие от чисто географической классификации, применимой, по сути, только к морским и океаническим берегам, общая схема распространяется и на другие берега — озёрные, речные и пр.
По очертанию береговой линии различают: прямолинейные берега, дуговидные, фестончатые, извилистые, островные, двойные. По особенностям берегового обрыва: отвесные берега, обрывистые, отлогие. По внутреннему рельефу берега бывают: гористые, равнинные. По особенностям берегового профиля: плоские, крутые. По характеру грунта: каменистые, скалистые, песчаные, глинисто-песчаные, илисто-песчаные, торфяные, ледяные, ледниковые, коралловые. По рельефу подводной части: приглубые, отмелые. По происхождению: коренные, наносные, регрессивные.
Геология материков
Геология материков изучается на уровне так называемых тектонических структур (геоструктур). При этом последовательно рассматриваются следующие геологические характеристики материков:
1. Тектоническое строение материков
2. Тектонический режим геоструктур
3. Геологическое строение геоструктур
4. Рельеф геоструктур
Тектоническое строение материков. Материки (как и океаны) состоят из тектонических структур (геоструктур) различных порядков. Геоструктура — это крупный блок земной коры с определенным тектоническим режимом (платформенным или подвижным), геологическим строением и рельефом.
Мозаика тектонических структур (геоструктур) различных порядков, которыми сложен материк, называется тектоническим строением материка.
Все геоструктуры можно разделить на две группы:
1. Платформенные геоструктуры, характеризующиеся спокойным (устойчивым) тектоническим режимом. 2. Подвижные геоструктуры, характеризующиеся «неспокойным» (неустойчивым) тектоническим режимом.
Платформенные геоструктуры делятся на порядки — от единицы первого порядка (платформы) до единиц 4 порядка.
Подвижные геоструктуры делятся на генетические типы: эпигеосинклинальные (представленные двумя подвижными поясами); эпиплатформенные (представленные тремя подвижными поясами); рифтовые (представленные двумя современными активными рифтами).
Обширная площадь материка, занятая платформенными геоструктурами различных порядков, называется устойчивой областью. Одна устойчивая область соответствует одной платформе (древней или молодой).
Группа прилегающих друг к другу разновозрастных молодых платформ (от байкальского возраста до мезозойского включительно) в пределах какого-то одного геосинклинального пояса (и в пределах одного материка), называется устойчивым поясом (факультативная единица).
Обширная площадь материка, характеризующаяся неустойчивым тектоническим режимом, проявлением современного вулканизма и сейсмизма, называется подвижным поясом.
Платформенные геоструктуры. К платформенным геоструктурам относятся следующие: платформы (единицы 1-го порядка), щиты и плиты (единицы 2-го порядка), синеклизы и антеклизы (единицы 3-го порядка), своды, валы, впадины и т. п. (единицы 4-го порядка).
Платформы. Платформа — это крупный блок земной коры, отличающийся спокойным тектоническим режимом и преимущественно равнинным рельефом. Платформа имеет двухъярусное строение: верхний ярус — платформенный чехол, состоящий из относительно молодых пластов осадочных горных пород; нижний ярус — складчатое основание (фундамент), состоящий из относительно древних пород, смятых в складки.
Все платформы делятся на древние (кратоны) и молодые (плиты).
Древние платформы занимают основную площадь континентов. Это Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская, Северо-Американская, Восточно-Европейская, Сибирская, Северо-Китайская, Южно-Китайская, Таримская и Антарктическая платформы.
Молодые платформы занимают незначительную часть от общей площади материков (5%) и размещаются или между древними платформами, или по их краям. Вот некоторые из них: Средне-Европейская, Западно-Европейская, Восточно-Австралийская, Патагонская, Западно-Сибирская, Северо-Германская, Парижский «бассейн», Туранская, Скифская и др.
От платформ материковых отличаются платформы океанические (талассократоны), которые соответствуют океаническим котловинам и являются устойчивыми областями океанического дна.
Если не считать материковые выступы и впадины океанов самыми крупными геоструктурами Земли, то платформы (и подвижные пояса) являются структурными единицами 1-го порядка.
Щиты и плиты. В пределах платформ мощность их осадочного чехла может колебаться от 0 сантиметров до нескольких километров. Из этого следует, что на Земле существуют области, где осадочный чехол полностью отсутствует. Такие районы называются щитами (несмотря всё же на отсутствие чехла, щиты обычно прикрыты более или менее тонким слоем четвертичных отложений, которые в таких масштабах в расчет не берутся).
Территории, где фундамент покоится под осадочным чехлом, называют плитами. Щиты и плиты являются структурными единицами 2-го порядка.
В отличие от древних докембрийских платформ, на молодых платформах щиты встречаются в виде исключения (например, Казахский щит), и поэтому эти платформы часто называют просто плитами.
Синеклизы и антеклизы. Щиты являются монолитными образованиями, и далее тектоническое районирование щитов на рассматриваемом уровне не представляется возможным. Плиты же состоят из структурных единиц 3-го порядка, к которым относят, прежде всего, синеклизы и антеклизы.
Синеклизы — участки платформы, где фундамент погружен на наибольшую глубину. Это довольно обширные прогибы фундамента. Антеклизы, наоборот, являются выступами фундамента, и осадочный чехол здесь имеет наименьшую мощность.
Такие платформенные единицы, как авлакогены (древние рифтовые впадины, заполненные осадочной толщей) и перикратонные прогибы (перикратонный прогиб — это опускание фундамента на краю древней платформы) обычно относят тоже к единицам третьего порядка, наравне с синеклизами и антеклизами. По сути, авлакогены и перикратонные прогибы являются составными частями плит.
Своды, валы и впадины. К структурным единицам четвертого порядка относят своды, валы, впадины, прогибы и т. д. Названия этих образований говорят сами за себя.
Подвижные (неустойчивые) геоструктуры. Можно сказать, что все подвижные пояса нашего времени (в пределах материков) являются неустойчивыми тектоническими структурами высшего порядка, или 1-го порядка. Им противопоставляются платформы, которые определяются как устойчивые единицы высшего порядка, или 1-го порядка. Но подвижные пояса, в отличие от платформ, целесообразно делить не на подчиненные единицы (порядки), а непосредственно на типы. Это объясняется тремя причинами. Во-первых, подвижные пояса — это территории, которые еще только формируются; во-вторых, принципы и методы тектонического районирования поясов до сих пор не разработаны в достаточной мере; в-третьих, для физической географии такое районирование принципиального значения не имеет.
Материковые подвижные пояса можно разделить на три генетических типа: эпигеосинклинальные, эпиплатформенные, рифтовые. Первые возникли на месте морских геосинклиналей (древних обширных прогибов на дне моря и океана), вторые — на месте платформ, при их активизации (эпиплатформенные пояса примыкают к эпигеосинклинальным). Рифтовые пояса возникли, предположительно, на месте растяжения земной коры (расхождения литосферных плит).
Эпигеосинклинальные пояса на материках представлены:
1. Альпийско-Гималайским поясом (часть Средиземноморского геосинклинального пояса). 2. Поясом Анд и береговых хребтов Кордильер Северной Америки (часть Тихоокеанского геосинклинального пояса).
Любой эпигеосинклинальный пояс является подвижной геоструктурой первого (высшего) порядка; географически его можно разделить на геоструктуры второго порядка — эпигеосинклинальные области.
Эпиплатформенные пояса: Восточно-Африканский пояс, Азиатский пояс, пояс Кордильер Северной Америки.
Любой эпиплатформенный пояс сам по себе является подвижной геоструктурой первого (высшего) порядка. Для поясов этого типа нет общепринятой схемы тектонического районирования.
Рифтовые пояса: Байкальский рифт, Восточно-Африканская система рифтов. Рифтовые пояса — подвижные геоструктуры первого (высшего) порядка. Но тектоническое районирование данных поясов тоже вызывает чрезвычайные затруднения и разногласия.
Как уже было сказано, все геоструктуры материка обладают определенным тектоническим режимом, геологическим строением и рельефом. Это их главные качества, и они являются универсальными как для платформ, так и для подвижных поясов. Тектонический режим характеризуется тектоническими движениями (тектонизмом), магматизмом (эффузией и интрузией) и сейсмизмом. Геологическое строение — это форма, характер и последовательность залегания горных пород.
Тектонический режим платформенных и подвижных геоструктур. Платформенные геоструктуры отличаются спокойным характером тектонических движений, отсутствием магматических (вулканических) явлений и сильных сейсмических возмущений грунта.
Эпигеосинклинальные структуры (а также эпиплатформенные и рифтовые) характеризуются высокой тектонической, магматической (вулканической) и сейсмической активностью. Именно в этих областях находятся одни из самых высоких гор планеты, действующие вулканы и очаги сильных землетрясений.
Геологическое строение платформенных и подвижных геоструктур. Геологическое строение геоструктуры (и вообще любой местности) характеризуется тремя аспектами: форма залегания пород, характер их залегания, последовательность залегания.
Горные породы не рассеяны в земной коре хаотично; они залегают в виде определенных геологических форм. Для каждой группы горных пород (осадочные, магматические, метаморфические) характерны свои геологические формы.
Форма и характер залегания осадочных пород. Осадочные горные породы залегают преимущественно слоями (часто линзами — чечевицеобразными формами; и др.). Характер залегания осадочных пород в данном случае может быть двух типов: моноклинальный, складчатый (синклинальный и антиклинальный).
При моноклинальном залегании слои горных пород лежат горизонтально с небольшим наклоном в одну сторону. Синклинальное залегание характеризуется общим прогибанием слоев горных пород вовнутрь, антиклинальное — прогибанием наружу.
Характер залегания пород в пределах платформ. И древние, и молодые платформы состоят из двух основных этажей — осадочного чехла и складчатого фундамента.
Осадочный чехол всех платформ характеризуется в целом моноклинальным характером залегания слоев (хотя встречаются и складки различного происхождения), а нижний ярус — соответственно складчатым характером залегания.
У древних платформ верхний ярус (осадочный чехол) состоит из пород палеозоя, мезозоя и всего кайнозоя (т. е. начиная с кембрийских и заканчивая четвертичными), а нижний ярус сложен древними докембрийскими гранитно-метаморфическими породами.
Молодые платформы делятся на: эпимезозойские (территории, ставшие платформами после завершения мезозойской складчатости); эпигерцинские (… после завершения герцинской складчатости); эпикаледонские (… после завершения каледонской складчатости); эпибайкальские (… после завершения байкальской складчатости).
Следовательно, складчатое основание эпибайкальских платформ состоит не только из пород докембрия, но и из пород кембрия, потому как байкальская складчатость завершилась в кембрийском периоде. Осадочный чехол таких платформ составлен пластами всех послекембрийских пород (от ордовикских до четвертичных включительно).
У эпикаледонских платформ складчатое основание состоит из пород докембрия, кембрия, ордовика, силура и частично девона. Осадочный чехол составлен породами девона (частично), карбона, перми, триаса, юры, мела, палеогена, неогена, а также четвертичными отложениями.
У эпигерцинских платформ фундамент более молодой и состоит он из пород докембрия и всего палеозоя (до пермских включительно). Осадочный чехол образован всеми породами мезозоя (начиная с триасовых) и кайнозоя (до четвертичных включительно).
Наконец, мезозойские платформы, как наиболее молодые, обладают складчатым фундаментом, который включает в себя породы не только докембрия и палеозоя, но и всего мезозоя. А верхний ярус образован пластами всех кайнозойских отложений.
Характер залегания осадочных пород в пределах эпигеосинклинальных поясов. В пределах эпигеосинклинальных поясов все слои осадочных пород, кроме четвертичных отложений, смяты в складки.
Последовательность залегания осадочных горных пород. Любая местность, расположенная в пределах той или иной платформенной плиты, состоит из множества осадочных слоев, лежащих друг на друге. Каждый слой, слагающий толщу какой-либо территории, имеет свой возраст (абсолютный и относительный), состав и происхождение. Изменение этих характеристик с глубиной образует определенную последовательность залегания осадочных пород. У каждой местности она своя, индивидуальная. Следовательно, мы различаем: возрастную последовательность, петрографическую, генетическую.
Если говорить о возрасте осадочных пород, то необходимо отметить, что, как правило, самые молодые осадочные породы (четвертичные) обычно лежат на поверхности, самые древние — на складчатом основании. Это при нормальном залегании. Но довольно часто встречается опрокинутое залегание, когда более древние породы покоятся на более молодых. Такое происходит, когда целая свита пород опрокидывается под действием тектонических движений. В отличие от возраста осадочных пород, их механический состав и генезис (происхождение) не вполне подчиняются такой схеме, и на разной глубине породы могут повторяться. Это связано с тем, что условия осадконакопления повторяются со временем — море то наступает на сушу (трансгрессия), то отступает (регрессия); подобным образом ведут себя и ледники. Например, в любом стратиграфическом профиле (или геологическом разрезе) мы увидим несколько слоев песка, которые обнаруживают себя на разной глубине и отделены друг от друга пластами других пород. Конечно, эти пески являются не полностью идентичными друг другу осадками, но всё же.
Формы залегания магматических и метаморфических пород. Магматические породы залегают в земной коре в виде следующих основных форм.
Интрузивные формы: дайки, батолиты, штоки, лакколиты. Эффузивные формы: лавовые покровы, лавовые потоки, диатремы, купола, стратовулканы.
Интрузивные формы образуются при застывании магматических внедрений внутри земной коры. Эффузивные формы образуются при застывании лавовых излияний на земной поверхности.
Метаморфические породы — это видоизмененные осадочные отложения и магматические тела. Изначальные породы претерпевают определенную перестройку на большой глубине внутри литосферы — в связи с воздействием на них высокой температуры и давления. Форма их залегания зависит от формы залегания исходного материала, поскольку метаморфические породы — это не самостоятельные образования.
Метаморфические породы, образовавшиеся из осадочных отложений, залегают преимущественно слоями. Метаморфические породы, образовавшиеся из магматических, наследуют изначальную форму залегания эффузивных и интрузивных тел.
Рельеф платформенных и подвижных геоструктур. Рельеф — это внешнее выражение геологического строения (но не всегда). Он состоит из отрицательных и положительных форм — соответственно, вогнутых или выпуклых единиц. Размер формы рельефа зависит от того, какая геологическая сила ее сформировала.
Тектонические движения создают крупные различия в рельефе, называемые морфоструктурами. К ним относятся горы и равнины. Такие формы рельефа называют эндогенными.
Внешние (экзогенные) геологические процессы создают относительно небольшие формы, называемые морфоскульптурами (долины, гряды, холмы, балки и пр.). Такие формы рельефа называют экзогенными.
Эндогенный рельеф. Это понятие, которое целесообразно применять к неровностям земной поверхности мега- и макроуровня.
На Земле существуют два основных типа макрорельефа — равнины и горы. Такое существенное различие объясняется тем, что регионы Земли находятся на разных стадиях (и в разных состояниях) геологического развития земной коры. Одни области еще не вышли за пределы геосинклинального цикла развития или находятся в состоянии эпиплатформенного оживления (т. е. горы продолжают расти); другие области совсем недавно вышли из состояния эпиплатформенного оживления (горы уже разрушаются, но еще характеризуются большой высотой); третьи области давно находятся на второй стадии развития платформы (пенепленизация) — горы полностью или почти полностью разрушены; четвертые области находятся на третьей стадии развития платформы — то есть в режиме сформировавшейся платформы (горы полностью разрушены и складчатое основание перекрыто мощным осадочным чехлом). Таким образом, каждой тектонической структуре присущи те или иные крупные формы рельефа. Платформам свойственен преимущественно равнинный облик, подвижным поясам — горный.
На платформах, помимо равнин, можно встретить и горы.
На древних платформах это:
1. Эрозионно-тектонические горы: а) одиночные, часто столовые, останцы (изолированные поднятия с крутыми склонами — например, т. н. тепуи в Южной Америке); б) сводовые горы (образующиеся при эрозионном расчленении сводовых поднятий на щитах и антеклизах — например, горы Виндхья в Индии, горы Генри в США и др.); в) столовые горы (возникающие при эрозионном расчленении плато и платообразных поверхностей).
2. Структурно-денудационные горы (отпрепарированные («обнаженные») магматические образования — штоки, дайки и т. п.). Яркий пример — Хибины на Кольском полуострове.
3. Потухшие (реже — действующие) вулканы.
Такие горы не являются чисто тектоническими (по генезису) и их не следует путать с горами собственно тектонического происхождения — глыбовыми хребтами, которые образовались на определенных участках докембрийских платформ (и на месте областей байкальской складчатости) в поясах эпиплатформенного орогенеза.
Чаще всего горы всех древних платформ размещаются на щитах.
На молодых платформах гор значительно больше, чем на древних. И они качественно иные — достаточно высокие и еще не так основательно обточенные денудацией. Это связано со многими причинами, в том числе с тем, что эпиплатформенные процессы горообразования в свое время затронули по большей части именно молодые платформы.
Горы эпибайкальских, эпикаледонских и эпигерцинских платформ в первозданном (в складчатом) состоянии до наших дней не сохранились. В наше время на данных платформах расположены возрожденные складчато-глыбовые горы, образовавшиеся в кайнозое.
К началу и середине кайнозоя первозданные складчатые горы не успели полностью разрушиться только в пределах эпимезозойских платформ: горы этих частей Земли к неогеновому периоду приобрели облик низкогорий, которые впоследствии были приподняты на различную высоту. Так образовались омоложенные глыбово-складчатые горы.
В целом формы рельефа соответствуют геологическому строению территории. Отрицательные формы занимают прогибы земной коры (синклинали), положительные — ее выступы (антиклинали). Но иногда рельеф местности не совпадает с характером залегания слоев горных пород. Например, на месте прогибов образуются возвышенности, а на месте выступов — вогнутые (отрицательные) формы рельефа. Такой рельеф называется инверсионным, или обращенным.
Подробнее о горах. Когда мы говорим о горах, то обычно подразумеваем под ними сильно расчлененные территории. Но они имеют еще один важный ориентир — значительная высота над уровнем моря. Высота одних только подножий горных хребтов и их вершин на таких территориях — более 500 метров над уровнем моря. Как видно, здесь имеет значение не только высота непосредственно горных вершин, но и (это главное) общая приподнятость основной части мегантиклинория. А сами хребты и отдельные горы могут иметь различную относительную высоту (не ниже 200 метров).
Таким образом, горы — это обширный выступ (вал), значительно возвышающийся над остальными территориями (равнинами) и обязательно изрезанный параллельными правильно чередующимися глубокими и относительно глубокими долинами. Настоящие горы обладают этими двумя признаками. Отсутствие расчлененности говорит о том, что перед нами плоскогорье. Ну а при отсутствии общего высокоприподнятого цоколя, местность просто-напросто не может быть изрезана глубокими долинами; в этом случае она плоская и/или холмистая — то есть равнинная. Проще говоря, каждая точка поверхности горной страны (даже самая низкая) не опускается ниже 500 метров над уровнем моря. Но и здесь, конечно, нет правил без исключений.
Некоторые горы, начинающиеся сразу около морского или океанического побережья, условно можно исключением из правил. Свою общую приподнятость горный мегантиклинорий наращивает постепенно под морской водой, а сами хребты и отдельные горы сразу же поднимаются над прибрежной равнинной сушей (и над поверхностью воды) на высоту более 200 метров (и даже более 500 м). Но прибрежные горы можно считать исключением только тогда, когда мы рассматриваем их отдельно от остальной части, которая начинается на подводной окраине материка. Потому что такие горы не самостоятельны: они являются надводной частью единого мегантиклинория, которую иногда можно рассматривать отдельно от его подводной составляющей.
Помимо общеизвестной классификации горных территорий по высоте (высокие, средние, низкие), существует еще генетическая классификация, разделяющая данные формы рельефа на две главные категории: тектонические горы, вулканические горы.
Тектонические горы образовались в результате быстрых вертикальных тектонических движений (складчатых и/или разрывных) земной коры. Среди таких гор выделяют:
1. Складчатые горы. Продолжают развиваться в современную эпоху — в пределах эпигеосинклинальных поясов.
2. Складчато-глыбовые. Свойственны как современным (активным) эпиплатформенным поясам, так и неактивным эпиплатформенным областям. Возникли на определенных участках молодых и относительно молодых платформ (то есть на месте областей каледонской и герцинской складчатостей).
3. Глыбово-складчатые (омоложенные). Свойственны как активным эпиплатформенным поясам, так и неактивным эпиплатформенным областям. Возникли на определенных участках молодых платформ (на месте областей мезозойской складчатости).
4. Глыбовые (сбросовые) горы. Свойственны как активным эпиплатформенным поясам, так и неактивным эпиплатформенным областям. Возникли на определенных участках древних платформ (на месте областей докембрийской складчатости). Еще данный тип гор характерен для областей байкальской складчатости.
Складчато-глыбовые, глыбово-складчатые и глыбовые горы относятся к возрожденным и по-другому называются вторичными орогенами. Соответственно складчатые эпигеосинклинальные горы называются первичными орогенами.
О глыбовых горах древних платформ можно сказать следующее. Глыбовыми они называются потому, что складчатая структура данного участка платформы, на котором появились эти горы, была уничтожена (срезана). Такое может произойти по нескольким причинам. Главная причина — многократная эпиплатформенная активизация такого участка (и последующая многократная денудация) в течение всей геологической истории. То есть территория, на которой появляются горы подобного рода, претерпела не одну эпоху тектонического оживления, и после каждого такого возрождения горы полностью (или почти полностью) разрушались.
Вулканические горы — потухшие, уснувшие или действующие вулканические конусы; сложены продуктами извержений.
О том, как высота и другие качества гор и равнин соотносятся с типом и порядком тектонических структур, будет говориться в главе, посвященной морфоструктурам и их влиянию на дифференциацию ландшафтной сферы (глава «Зональность и азональность»).
О равнинах. По преобладающим внешним геологическим процессам равнинные страны делятся на два типа: аккумулятивные равнины и денудационные.
Аккумулятивные равнины — это области опускания земной коры и накопления осадочного материала. Они расположены только на плитах.
Денудационные равнины — области поднятия земной коры и денудационных процессов (эрозии). На плитах такие равнины размещаются на антеклизах и называются пластовыми. На щитах встречаются только денудационные равнины; их называют цокольными.
По абсолютной высоте равнины делят на отрицательные (ниже уровня моря) и положительные (выше уровня моря). Последний тип равнин разделяется на: низменности, возвышенности и плоскогорья.
Низменность — это участок равнинной страны, абсолютные высоты которого нигде не достигают выше 200 метров. Значит, низменная равнина — это холмистый или плоский участок земной поверхности с высотами от 0 до 200 метров над уровнем Океана. Возвышенность — участок равнинной страны, высота которого может колебаться от 200 до 500 м. К возвышенностям относятся еще плато (структурные, лавовые и денудационные), куэсты и кряжи. Плоскогорье — обширная равнина с абсолютными высотами более 500 метров.
Отрицательные равнины — это территории на суше, лежащие ниже уровня Океана. Такое их положение в гипсометрическом профиле планеты вызывает особый интерес — в связи с тем, что по логике вещей вся поверхность суши «должна» находиться выше поверхности Мирового океана. Эта тектоническо-гипсометрическая «неувязка» позволяет охарактеризовать их как очень впечатляющее природное явление. Данные равнины еще называются впадинами. Самое низкое место на суше находится в районе Мертвого моря — впадина Гхор (- 405 метров).
Остальные равнины данного типа не имеют таких внушительных «глубин»: впадина Афар, находящаяся на севере Эфиопии (-157 м); Турфанская впадина — в восточном Тянь-Шане (-155 м); впадина Катара — на севере Египта (-133 м); впадина Карагие — на полуострове Мангышлак (-132 м); Долина Смерти — в Калифорнии (-86 м); Акчакая — в пустыне Каракумы (-81 м); Нижнекалифорнийская долина — наземное продолжение углубления, в котором находится Калифорнийский залив (-70 м).
Экзогенный рельеф. Эндогенный рельеф усложняется тем, что на него накладывается пластика экзогенного рельефа, представленная мезо- и микроформами.
Экзогенный рельеф создается внешними геологическими процессами, которые по виду воздействия на грунт можно разделить на два типа: созидательные и разрушительные. Первые участвуют в образовании аккумулятивных (положительных) форм рельефа, вторые создают различные понижения — эрозионные формы рельефа (отрицательные).
К внешним геологическим процессам относится эрозионная и аккумулятивная деятельность воды, ледников и ветра; в некоторых случаях — температуры воздуха (дополнительный фактор).
Движение воды создает флювиальные морфоскульптуры: это все долины флювиального (не тектонического) происхождения, все вытянутые отрицательные (ложбины и ложбинообразные) формы рельефа. К аккумулятивным морфоскульптурам, которые создаются движением воды, относятся конусы выноса и дельты рек.
Деятельность движущихся ледников создает гляциальные морфоскульптуры. Среди них выделяют: экзарационные морфоскульптуры (эрозионные формы) и морфоскульптуры ледниковой аккумуляции (аккумулятивные формы).
Экзарационные скульптуры: а) «бараньи лбы», «курчавые скалы», друмлины, сельги — на равнинах; б) цирки, кары, троги, ригели — в горах.
Среди морфоскульптур ледниковой аккумуляции различают два типа: ледниково-аккумулятивные (моренные равнины, конечно-моренные гряды) и водно-ледниковые (флювиогляциальные). Среди последних: а) зандровые равнины, флювиогляциальные террасы, озы, камы — на равнинах; б) конечно-моренные гряды, боковые морены и др. — в горах.
Эоловые формы рельефа не всегда принадлежат исключительно пустыням. Их много и в других природных зонах, даже в субарктических. Но вне пустынь эоловые морфоскульптуры, конечно, представляют собой унаследованные формы, сохранившиеся с древних времен.
В наше время в умеренных и других поясах эоловая геологическая деятельность проявляется еще на широких песчаных побережьях морей и океанов.
«Застывшие» (реликтовые) и береговые умеренно-субарктические эоловые формы рельефа являются интразональными. Типичные же (зональные) эоловые формы на сегодняшний день наблюдаются в пустынных регионах, где ветер может беспрепятственно переносить и передвигать песок с места на место.
Выделяют две формы воздействия ветра на грунт: дефляция, корразия. Дефляция — это процесс перемещения рыхлого субстрата в результате его выдувания и развевания. При этом масса песка не переносится на далекие расстояния, а кочует, видоизменяясь, в пределах небольшой площади. Корразия — это обтачивание и шлифовка существующих скальных форм рельефа песчаными частицами обломочных горных пород.
Дефляционные морфоскульптуры: а) эрозионные (котловины выдувания, борозды выдувания (ярданги); б) аккумулятивные (холмик-коса (скопление песка возле небольших кустов и кустарничков), бугор навевания (дальнейшая стадия развития холмика-косы — при увеличении мощности «песчаного» ветра), песчаные гряды, барханы (холмы в виде полумесяца, выпуклая сторона которых обращена к ветру), барханные цепи (цепочка слившихся барханов), дюны (параболические, шпильковидные, параллельные, пирамидальные, прислоненные), бугристые пески, кучугуры и продольные дюны (на берегах морей).
Корразионные морфоскульптуры: корразионные ниши, «каменные столбы», «каменные грибы».
Географическая классификация рельефа. Помимо генетического подхода к классификации рельефа, существует еще один — чисто географический. Согласно ему, выделяется: мегарельеф (материковые выступы и океанические впадины, срединно-океанические хребты и переходные зоны, подводные окраины материков); макрорельеф (платформенные равнины и горы подвижных поясов, элементы подводной окраины материка (шельф, материковый склон, материковое подножие), элементы переходных зон (островные дуги, глубоководные желоба, котловины окраинных морей); мезорельеф (холмы, овраги и др.); микрорельеф (песчаная рябь, степные блюдца, небольшие дюны; а также элементы холмов и понижений — вершины, склоны, подножия и др.); нанорельеф (размеры от 30 до 50 см (кротовые холмики, термитники, пахотные борозды, валуны, поросшие мхом, и другие незначительные возвышения и понижения, образовавшиеся в процессе индивидуального внутрифациального развития местности; имеет чаще всего биогенное происхождение).
Климат материков
Рассматривается на уровне климатических поясов. Общепринятого мирового определения климатического пояса не существует, но очевидно, что это обширная территория материка, обладающая определенным типом климатом — т. е. такая область, где те или иные климатические характеристики не выходят за некие рамки, вне которых можно говорить уже о другом типе климата. Но какие именно характеристики определяют тип климата?..
Существуют три подхода для классификации климатов Земли:
1. Генетический подход
2. Фактический подход
3. Геоботанический подход
Рассмотрим каждый подход в отдельности. При генетическом подходе тип климата местности определяется по тому, какой географический тип воздушных масс преобладает в этом регионе. Тип преобладающих воздушных масс регулируется годовым поступлением солнечной радиации и циркуляцией атмосферы. И, таким образом, здесь за основу берутся два главных климатических фактора.
Фактический подход предусматривает определение типа климата по температурному режиму и атмосферному увлажнению, которые характерны для той или иной местности.
При геоботаническом подходе тип климата можно определить на основе типа почвенно-растительного покрова — прямого следствия гидротермического режима какой-либо территории. И границы между климатическими зонами проводятся по границам природных (ландшафтных) зон.
Генетический подход к выделению климатических поясов. Генетический подход к выделению климатических поясов основывается на разделении тропосферы на географические типы воздушных масс. Всего на Земле функционируют четыре типа воздушных масс — полярный, или арктический (антарктический), умеренный, тропический и экваториальный (во всех пособиях умеренные массы называются полярными, но при географическом подходе название воздушной массы должно соответствовать названию широтного сектора, в котором она сформировалась; это гораздо правильнее и понятнее для человека).
Каждый тип воздушных масс формируется в соответствующих регионах и поэтому имеет все физические характеристики той поверхности, над которой он зародился. Так, арктические (антарктические) ВМ зарождаются в полярных регионах, которые, как известно, условно ограничены полярным кругом. Эти массы холодные, сухие и прозрачные. Умеренные массы воздуха образуются в умеренных широтах, которые ограничиваются полярным кругом и 45 параллелью, после которой угол падения солнечных лучей резко изменяется. Физические параметры такого воздуха имеют умеренные показатели в плане температуры и влажности (отсюда их название).
Тропические массы — это продукт тропических широт, чрезвычайно широкой полосы на земном шаре. Она лежит между северным и южным тропиком. Но тропические ВМ могут зародиться и в субтропических регионах. Эти широты затрагивают пространство приблизительно между 45 параллелью и северным (южным тропиком).
Чисто тропический воздух очень сухой и жаркий. Внутри тропического пояса в районе экватора круглогодично действуют экваториальные воздушные массы, которые, по сути, являются тропическими. Но физико-географические особенности не позволяют приравнять их к типично тропическим, и, следовательно, они выделяются в самостоятельный тип. Это чрезвычайно влажная и жаркая разновидность воздушных масс.
Иногда (летом) тропический воздух может сформироваться на юге умеренных широт. Причиной такому явлению служит сильный нагрев тропосферы в пустынных регионах умеренного климата. Такой воздух оттекает преимущественно в северном направлении — в зону средней (лесной) полосы.
На Земле, таким образом, существуют регионы, где в течение года постоянно формируется и, значит, преобладает какой-то один тип воздушных масс. Выходит, на Земле существует шесть основных климатических поясов: арктический, антарктический, северный умеренный, южный умеренный, тропический, экваториальный.
Но мы не должны забывать, что речь идет только о преобладании: воздушные массы другого типа могут проникать на территорию «не свойственного» ей пояса (более того, «чуждые» поясу массы могут не только вторгаться, но и формироваться непосредственно на его территории — вспомним, что в умеренном поясе могут формироваться тропические ВМ).
Например, в пределы арктического пояса заходят умеренные ВМ, а иногда (катастрофически редко и только в южные части) — тропические, сформировавшиеся в субтропиках или на юге умеренных широт. Умеренный пояс в этом отношении более «гостеприимен». Сюда гораздо чаще «захаживает» сухой или влажный тропический воздух; и с Арктики (в Южном полушарии — с Антарктики) тоже частенько затягивается сухой холодный воздух. В тропическом поясе можно наблюдать четыре типа воздушных масс, над которыми доминирует, конечно, ТВМ. Реже всего в этот регион проникает полярный воздух.
Существуют климатические полосы, где преобладание типа воздушных масс меняется по сезонам. Такие пояса имеют приставку «суб»: субарктический, субантарктический, северный субтропический, южный субтропический, субэкваториальный.
В субарктическом (субантарктическом) поясе летом господствует ВУШ; зимой же этот регион находится во власти Арктики (Антарктики). Субтропический пояс: летом — тропические воздушные массы, зимой — умеренные. В субэкваториальном — та же самая картина. По-другому субэкваториальный тип климата называется климатом тропических муссонов (о них чуть позднее). Поскольку летом в Северном полушарии экваториальный воздух смещается на север (вслед за солнцем), в приэкваториальных областях (примерно до 20 параллели) наблюдается дождливый сезон. Зимой — наоборот, из-за обратного перемещения (тоже вслед за солнцем) экваториальных воздушных масс к своему родному очагу (к экватору), в приэкваториальных широтах устанавливается жаркая и сухая (типично тропическая) погода. В тропиках Южного полушария в течение года наблюдается та же самая картина, но прямо противоположная: когда в Северном полушарии лето, в Южном — зима; и наоборот.
Подтипы воздушных масс. Воздушные массы всех типов делятся на основные подтипы — морские и континентальные. Морские ВМ формируются над океаническими пространствами. Они, соответственно, влажные и теплые (относительно). Родина типично континентальных масс — в основном центральные части материков. Такие массы всегда сухие, но не всегда жаркие (если очаг их зарождения находится в полярных регионах планеты). Южное полушарие больше океаническое, чем континентальное, и поэтому там, строго говоря, массы континентального подтипа наблюдаются в ограниченном объеме — только над Австралией и Антарктидой.
В связи с тем, что типы воздушных масс делятся на морские и континентальные подтипы, и при этом постоянно перемещаются с океана на материк и обратно, пояса разбиваются на климатические области, в которых господствует какой-то один подтип климата. Всего существует четыре подтипа климата: океанический, континентальный (материковый), климат западных побережий, климат восточных побережий.
В арктическом и антарктическом поясах можно выделить океанический и материковый климат. Океанический существует над поверхностью Северного Ледовитого океана, материковый — над Гренландией и Антарктидой. В субарктическом и субантарктическом поясах выделяются два таких же подтипа климата. Соответственно, океанический климат развит над океаническими и морскими участками, а континентальный — над сушей (на севере Евразии и Канадского Арктического архипелага).
В северном умеренном поясе уже постоянно существуют все подтипы, а вот в южном — почти везде океанический климат. Континентальный климат в Евразии (в связи с ее большой протяженностью) имеет несколько разновидностей: умеренно-континентальный, собственно континентальный и резко континентальный. Субтропический, тропический и субэкваториальный пояса тоже характеризуется «полным набором» всех подтипов. Субтропический климат западных побережий по-другому называется средиземноморским. Он наиболее благоприятен для жизни человека.
В экваториальном поясе повторяется та же самая ситуация, какую мы наблюдаем в полярных и субполярных поясах. То есть там отсутствует климат западных и климат восточных побережий. Да и, собственно говоря, разница там невелика между континентальным и океаническим климатом — оба жаркие и влажные.
Климат западных побережий и восточных побережий питают еще и океанические течения, внося значительную лепту в разделение климата прибрежных частей материков на такие подтипы. Но течения помогают формированию этих климатических подтипов преимущественно в умеренных, субтропических и тропических поясах. В полярных и субполярных поясах морские течения почти никогда не дают о себе знать. Отчасти это как раз и является причиной отсутствия климата западных побережий и климата восточных побережий в холодных поясах.
Вообще, тип воздушных масс, преобладающих над какой-либо территорией, формируется в основном непосредственно на месте (так называемые местные ВМ). Но довольно часто массы такого же типа приходят и из других регионов того же или соседнего пояса. Это называется внутри- и околопоясной циркуляцией ВМ. Поэтому не всегда пришлая масса воздуха имеет другой географический тип или подтип.
Механизмы циркуляции воздушных масс. Все воздушные массы — и преобладающие, и находящиеся в меньшинстве — перемещаются не сами по себе, а с помощью механизма общей циркуляции атмосферы. В умеренных широтах перемещению воздуха способствуют циклоны и антициклоны. Они движутся с запада на восток — согласно общему потоку западного переноса (то есть эти вихри тоже не самостоятельны в своем продвижении). Циклоны на своем пути втягивают в себя воздушные массы различных типов, сталкивают их, создавая фронты (холодный и теплый). Следовательно, дождливая погода с сильным ветром в циклоне устанавливается только на стыке разных воздушных масс (и частично в пристыковых секторах). В остальных секторах циклона может наблюдаться вполне терпимая погода, облачная и умеренно ветреная.
Помимо внетропических циклонов, существуют и тропические, действующие в районе Центральной Америки (Карибское море и Мексиканский залив) и проникающие до центральных штатов США. Еще они развиваются в районе Мадагаскара, Индии и юга Аравийского полуострова, в Юго-Восточной Азии и в североавстралийском регионе. В Тихоокеанских странах они называются тайфунами, в Атлантике — ураганами, на севере Австралии — вилли-вилли. Тропические циклоны движутся очень быстро, имеют грандиозную разрушительную силу, но на климат существенного воздействия не оказывают, меняя лишь на короткое время погодные характеристики, которые приобретают в таких циклонах критические значения.
Антициклоны — полная противоположность циклонам. Они заполнены одной воздушной массой, и поэтому не имеют фронтов — в антициклоне погода всегда ясная (летом — жаркая, зимой — морозная).
Циклоны и антициклоны образуются на климатологических фронтах, то есть там, где в течение многих лет фиксируются постоянные столкновения воздушных масс двух разных географических типов. На стыке полярных и умеренных воздушных масс существует арктический (антарктический) фронт; умеренных и тропических — полярный фронт; тропических и экваториальных — тропический фронт. Действительное положение данных фронтов определить очень трудно. В одних местах они разрываются, в других — соединяются вновь, при этом постоянно перемещаются вслед за солнцем (мигрируют), расширяются, сужаются… Самый размытый фронт — тропический. Непостоянство этого фронта заставляет многих ученых сомневаться в его существовании. Но по всем климатологическим фронтам до сих пор проводят границы между поясами.
Двигаясь вдоль фронтов с запада на восток, атмосферные вихри отклоняются от первоначального направления, скапливаются, образуя центры действия атмосферы — обширные области устойчивого давления (низкого или высокого). Циклоны отклоняются на северо-восток, сливаются в определенных местах и создают барические минимумы (неподвижные циклоны, или депрессии). Антициклоны отклоняются на юго-восток и образуют барические максимумы (неподвижные антициклоны).
Центры действия атмосферы могут располагаться над океаном или над сушей. Выделяют, соответственно, океанические и материковые барические системы. К материковым относятся еще и те, которые действуют над крупными островами. Одни барические минимумы и максимумы существуют постоянно в течение года, другие периодически меняют свой барический знак на противоположный — минимум становится максимумом и наоборот. Различают, таким образом, постоянные и сезонные центры действия атмосферы.
Постоянные барические системы. Барические максимумы: Антарктический, Гренландский, Северо-Атлантический, Южно-Атлантический, Южно-Индийский, Северо-Тихоокеанский, Южно-Тихоокеанский. Барические минимумы: Экваториальная депрессия, Исландский, Алеутский, Приантарктический пояс пониженного давления.
Сезонные барические системы. К таковым относят летний Мексиканский минимум, зимние Северо-Американский и Канадский максимумы, летний Южно-Азиатский минимум и зимний Азиатский максимум (в Монголии).
Именно центры действия атмосферы прямо или косвенно «дирижируют» всеми крупномасштабными перемещениями воздушных масс, которые, как известно, всегда движутся из мест высокого давления в сторону областей низкого давления. Внутри постоянных центров действия атмосферы сохраняется соответствующий тип погоды в течение всего года — антициклональный или циклональный; в сезонных — тип погоды меняется на противоположный дважды в год (летом и зимой).
В тропических широтах (и отчасти экваториальных) воздушные массы перемещаются за счет постоянных крупномасштабных адвективных (горизонтальных) ветровых потоков — пассатов и муссонов. Собственно говоря, муссоны и пассаты — это и есть объемные струи движущегося воздуха.
Муссоны очень отчетливо проявляют себя в Африке (в районе экватора), на севере Индийского океана, на севере Австралии и на юге Азии — то есть в тех районах, где развит субэкваториальный климат (он так и называется: климат тропических муссонов).
Муссоны осуществляют свою дождливую «миссию» и в умеренном поясе. Впитывая в себя десятки сотен кубометров морской воды, они воздействуют на восточный сектор Евразии, который летом оказывается во власти дождей, принесенных с Тихого океана. Между тропическими и умеренными муссонами существует принципиальная разница. Первые являются частью обмена воздухом между широтами, вторые — частью континентально-океанического переноса.
Чисто экваториальный климат развивается благодаря постоянной конвекции, то есть движения воздуха в вертикальном направлении. Сильно прогретый днем воздух быстро устремляется вверх, забирая с собой много пара; достигая определенной высоты, пар конденсируется, образуя крупные капли, которые потом под действием силы тяжести выпадают в виде обильных ливней. Выпавшие осадки снова испаряются, проливаясь впоследствии новыми дождями… И так продолжается круглый год изо дня в день.
Таким образом, климатические пояса, выделяемые на основе преобладания воздушных масс, опоясывают весь земной шар. Но четкие границы между ними можно провести только на карте. В действительности же климатологические фронты — это самые неопределенные полосы на Земле, имеющие склонность к разрастанию и перемещению в силу чрезвычайной подвижности самого воздуха. Поэтому границы между такими климатическими поясами установлены с учетом температурных и геоботанических показателей.
Фактический подход к выделению климатических поясов. Фактическое выделение климатических поясов строится на самых верных и незыблемых показателях — температуре воздуха и атмосферном увлажнении. На этом и основана классификация климатов, предложенная когда-то давно русским и немецким климатологом Владимиром Петровичем Кёппеном (1846—1940) и впоследствии доработанная другими климатологами. Границы поясов в этой схеме проводятся по изотермам. Пояса в данном случае образуют типы климата. Подтипы здесь тоже имеются — это сухие, влажные и умеренно увлаженные зоны внутри поясов. Территория, занятая каким-либо подтипом климата, называется климатической областью. Стало быть, в этой схеме участвуют пояса и области, как и в генетической классификации Бориса Павловича Алисова (1891—1972).
В. П. Кёппен выделил следующие типы климата: 1) жаркий (климат тропических дождей) — А; 2) сухой — В; 3) умеренно теплый — С; 4) умеренно холодный (бореальный) — D; 5) холодный (климат полярных областей) — Е.
В климате тропических дождей выделяется два подтипа: а) климат тропических лесов и саванн; б) сухой климат — это обширная область слитых воедино пустынь и степей (тропических, субтропических и степей умеренного пояса).
В умеренно теплом типе зафиксированы три подтипа: а) с влажной зимой (средиземноморский); б) равномерно влажный; в) с сухой зимой.
В бореальном типе климата: а) с сухой зимой; б) равномерно влажный. В холодном типе климата: а) климат тундры; б) климат вечного мороза.
Подтипы тоже имеют свои буквенные индексы. Такова общая приблизительная характеристика этой системы. С точки зрения практического применения, подобный взгляд на климат является достаточно прозрачным и отчетливым, в отличие от предыдущего подхода (генетического). Климатические пояса и области в данной схеме имеют понятные очертания, их границы не размыты. В западных странах такая классификация давно взята на вооружение и по сей день успешно используется.
Геоботанический подход к выделению климатических поясов. Интересную классификацию климатов предложил Лев Семенович Берг (1876—1950). Этот ученый поступил очень просто — связал границы климатических зон на равнинах с границами природных зон. И получилась весьма стройная и всем понятная климатическая картина. Название климатической зоне дается по названию природной зоны — например, климат тундры, степей, пустынь, влажных экваториальных лесов, тайги и пр. Климаты гор соответствуют горным поясам. В принципе, оно и правильно: почвенно-растительный покров — самый верный индикатор климата.
Такой взгляд на климатическое поле Земли в плане физической географии является наиболее полноценным и внятным: данная схема связывает климатическое и собственно ландшафтное районирование и таким образом популяризирует комплексный подход к изучению природы.
Эта классификация похожа на предыдущую своей практичностью, а также изначальными критериями, ведь В. П. Кёппен, разрабатывая свою систему, на первых этапах руководствовался именно азами геоботанического районирования.
Итоги. Всё сказанное выше умещается всего в два понятия: 1 — циклональный тип погоды (облачная погода с осадками и ветром); 2 — антициклональный тип погоды (ясная, солнечная погода без сильного ветра). В климатическом аспекте эти два типа погоды в том или ином регионе Земли могут иметь или преобладающий, или перманентный (постоянный) характер. От этих двух понятий и следует отталкиваться при изучении физической географии материков и океанов.
Таксономическая классификация климатов. В соответствии с таксономической классификацией природных комплексов выделяют следующие категории климатических единиц: глобальный климат, мегаклимат, макроклимат, собственно климат, мезоклимат (местный климат), микроклимат, наноклимат.
Глобальным климатом называется физическое состояние тропосферы всей географической оболочки. Мегаклимат — климат материка, океана, всего географического пояса. Макроклиматом называется климат высших региональных единиц районирования: ландшафтных стран и зон, географических поясов и секторов — соответственно, в пределах только материка или только океана. В принципе, к этой климатической категории следует отнести и климат низших региональных единиц: ландшафтных областей, подзон, провинций.
Каждый физико-географический район (ландшафт) обладает собственным климатом. Климат ландшафта в физической географии считается основной (узловой) единицей, от которой отталкивается любое климатическое районирование суши и Мирового океана. Климат местности или урочища — мезоклимат; климат фации — микроклимат. Наноклимат — это климат какой-либо отдельной однородной части фации (парцеллы); является факультативной климатической единицей.
Воды суши
Когда мы говорим о водах суши, то подразумеваем под ними не только водоемы и водотоки, но и подземные скопления воды, определяемые как «невидимая», но чрезвычайно важная вода для всего живого мира.
Итак, воды суши существуют в виде наземных объектов и подземных скоплений. Наземные воды представлены водоемами и водными потоками, подземные — водоносными слоями. Водоем — это скопление воды в углублении (котловине) различных размеров и очертаний. Среди водоемов выделяют естественные и искусственные. К естественным резервуарам относятся озёра, к искусственным — водохранилища и пруды (различного назначения). Водные потоки — это ручьи и реки. К потокам нельзя отнести каналы, хоть в них и фиксируется течение, связанное в первую очередь с общим уклоном местности.
Озёра. Озёрные ландшафты — удивительные природные образования. Роль озёр чрезвычайна многогранна. Их основное изначальное предназначение — снабжение местного населения чистой пресной водой и рыбой — не утратило свою силу и сегодня. Еще они обладают отличными рекреационными качествами, лечебными и эстетическими свойствами: приятная для глаза водная гладь в сочетании с разнообразными изящными узорами берегов вызывает чувство полного эстетического удовлетворения. Вот почему озёрные ландшафты следует беречь как зеницу ока: их загрязнение обходится нам слишком дорого.
Котловина, в которой находится озёрная вода, может иметь различный генезис. Крупные и глубокие озёра имеют тектоническое или ледниково-тектоническое происхождение. Байкал, например, — типично тектоническое озеро.
Ледниково-тектонические озёра образовались в результате выпахивания грунта ледником и последующего тектонического опускания местности. Ладожское и Онежское озёра относят именно к этому типу. Ледниково-тектоническими являются и Великие американские озёра, соединенные между собой; эту систему в гидрологическом отношении можно считать самым большим пресноводным озером-морем мира.
Остальные типы озёрных котловин образовались в результате мелкомасштабных природных процессов. Поэтому такие озёра имеют в целом небольшую площадь водного зеркала и относительную небольшую глубину.
Старичные озёра образуются в результате отделения меандра (излучины) реки от самой реки, когда водный поток однажды выбирает себе самый короткий и легкий путь, «не желая» делать крутой изгиб.
Встречаются так называемые карстовые озёра, которые появляются от провала грунта и заполнения образовавшегося углубления водой. Провал происходит в результате карстовых процессов, или просто карста (растворение пород водой).
Завальные озёра образуются в результате горных обвалов, останавливающих движение водных потоков.
В карах (чашеобразных углублениях в частях гор, прилегающих к вершинам) может скопиться вода, образовав каровое озеро.
Есть категория озёр, расположенных возле берегов морей и отделенных от них узкой полосой суши (баром, или пересыпью), состоящей из наносов песка, гравия и ракушек. Такие озёра называются лагунами и лиманами.
Лиман — это мелководный морской залив, образовавшийся в результате затопления морем устья реки. Он может быть полностью изолирован от моря наносной полосой, а может и сообщаться с ним. В последнем случае такой лиман называется губой (Невская губа Финского залива). Лиманы имеют среднюю соленость (между пресной и соленой водой).
Лагуна тоже образуется возле берегов морей, но не в результате затопления морем речного устья. Лагуна — это изначально мелководный морской залив. Он может быть открытым или закрытым. Но открытая лагуна сообщается с морем не широким входом (как, например, губа), а узким проливом. В лагуну иногда может впадать река, и тогда без предварительного анализа трудно определить, что перед нами, лиман или лагуна. Поэтому в некоторых прибрежных районах лиманами неправильно называют те заливы, которые на самом деле являются лагунами; и наоборот.
Лагуны могут быть отделены от моря и коралловыми рифами, которые иногда в открытом океане приобретая кольцеобразную форму, замыкаются, образуя коралловый остров, в центре которого и располагается лагуна.
Закрытые лагуны и лиманы, таким образом, относят к озёрам (но — особого типа).
Почти все рассмотренные выше типы озёр возникают на равнинах. Но озёра образуются и в горах. Горные озёра возникают еще при заполнении водой горных котловин и кратеров потухших вулканов.
Участки морей, отделившиеся от материнской акватории в результате интенсивных тектонических поднятий и ставшие, по сути, озёрами (так как они перестали сообщаться с океаном), у нас называются озёрами-морями. Вода в них несколько сотен лет может сохранять морской состав. Всем известный пример — Каспийское море. Кавказ изолировал его от Средиземноморского бассейна, сделав самым крупным озером-морем мира. Такие «моря», по всей видимости, не редки, только на сегодняшний день трудно установить, являлось ли то или иное озеро частью Мирового океана или нет. Это связано с возрастом котловин и составом воды, которая с течением времени может стать полностью пресной. Есть версия, что Ладожское озеро относится к этой категории.
Крупные озёра оказывают влияние на климат прилегающей местности, делая его прохладнее (на 1—2 градуса) и влажнее. Наблюдается и некоторое усиление скоростей прибрежных ветров.
Особое место в изучении водоемов суши занимают озёрные острова. Генезис таких островов можно объяснить аккумуляцией осадочного материала в озере (в основном на мелководье).
Участок суши, вдающийся в озеро (озёрный полуостров), может отделиться от берега в результате разрушительного воздействия волн. Сам процесс разрушения берегов волнами называется абразией. Абразия очень хорошо выражена на морских побережьях — в связи с тем, что волновая деятельность у таких крупных водоемов выражена намного мощнее, чем у озёрных берегов. В результате абразии на берегу моря образуется бенч, или абразионная терраса (прибрежная часть морского дна — подводная часть берега) и клиф, или абразионный уступ (сухопутная часть берега в виде обрыва, к подножию которого примыкает бенч).
Помимо этих причин, крупный озёрный водоем может обмельчать, оголив наименее глубокие участки своего дна. Или, в другом случае, участки дна в результате тектонических движений могут самостоятельно подняться над водой крупного озера, образовав острова. На крупных островах обширных озёрных водоемов суши могут встретиться водоемы и водотоки.
Реки. Это водные потоки, текущие в выработанном в течение многих лет русле. Каждая река имеет исток и устье. Исток — это место, откуда река берет начало, и его достаточно сложно определить с точностью до квадратного метра, так как исток может состоять из великого множества ручейков, постепенно сливающихся в зарослях травы и кустарников.
Река может брать начало из болота или озера. Начало такого водотока, естественно, определяется просто.
Устье реки образовано ее слиянием с крупным водоемом или с другой рекой. Река может впадать в океан, в море, крупное озеро, в более крупную реку, даже в приток реки. Нередко при впадении в море река разветвляется на несколько рукавов, которые все вместе образуют треугольную форму. Такие устья называются дельтами. Они сложены многообразными речными наносами и поэтому являются весьма плодородными. Плодородие делает дельту как бы отдельной физико-географической страной (точнее — областью). Живая природа в дельте всегда отличается от окружающих территорий своим разнообразием и в некоторой степени уникальностью. Например, лотосы на территории России растут только в дельте Волги. В такой же мере отличается, например, и дельта Нила от прилегающих к ней бесплодных пустынь Египта.
В зависимости от характера отложения наносного материала, дельты делятся на: лопастные (например, у Миссисипи); клювообразные (Тибр); дугообразные (Лена); блокированные (река Камчатка); бухтовые (у рек, впадающих в бухту); сложные (самой разнообразной формы).
Воды рек, как и озёр, питаются дождями, растаявшим снегом, льдом и ледниками; а также родниками (ключами), грунтовыми водами (стоком грунтовых вод), натечной водой и притоками.
Как видно, существует два комплексных типа питания рек и озёр: атмосферная подпитка, земная подпитка. Земная подпитка складывается из наземной (поверхностной) и подземной составляющих. Набор видов питания водоемов и рек суши зависит от того, в каком географическом поясе и зоне они расположены, а также от того, где находится река (озеро), на равнине или в горах. Естественно, что на равнинных территориях в районе экватора (и вообще тропиков) не может быть талой воды, а в горах практически любой географической зоны реки питаются в основном талыми водами ледников.
Глобальная функция рек — частичное возвращение океанской воды, выпавшей дождями на сушу. Основной поставщик воды на сушу — океаны. Реки собирают буквально по каплям «морскую» воду с окружающих территорий и при помощи стока в значительной мере компенсируют расходы Океана.
Территория, с которой река, «забирает» воду для своего функционирования, называется бассейном реки. У каждой реки (и даже у простого ручья) есть свой бассейн. Граница между бассейнами рек называется водоразделом. На равнинах с достаточными уклонами, водораздел обычно выражен более или менее широкой, но всё же четкой линией. На обширных же плоских территориях водораздел представляет собой так называемое водораздельное пространство с трудноопределимым стоком, который может периодически менять направление.
Океан питается как главными реками, несущими к нему воду, так и подземным стоком. Следовательно, у каждого океана есть «своя» территория на материке, которая его питает. Огромная часть континента, поставляющая воду для океана посредством речного и подземного стока, называется бассейном океана. Поверхностная составляющая такого бассейна состоит из всех бассейнов главных рек. Подземная часть непосредственно прилегает к океану в виде достаточно широкого пространства. Но если считать, что каждая река и все ее притоки питаются еще подземными водами, то выходит, что подземная часть бассейна океана расширяется на весь его бассейн.
Водоразделы между бассейнами океанов называются главными водоразделами, или водоразделами высшего порядка.
Есть реки так называемого внутреннего стока. Они впадают в озёра. Великая русская река Волга теперь, увы, в географическом смысле не вполне оправдывает свое былое величие, так как является водотоком внутреннего стока. Помимо этого, почти вся она превратилась сейчас в цепочку бесконечных водохранилищ.
Равнинные реки текут с разной скоростью, которая зависит от степени общего наклона равнины. На равнинах водотоки текут со средней скоростью от 0,5 до 1 метра в секунду. В горах скорость течения, естественно, намного больше. У каждой реки есть стрежень — линия, где вода течет быстрее остальных участков водного потока. Обычно стрежень находится посередине реки, но не всегда: косы, острова могут спровоцировать отклонение стрежня в сторону одного из берегов.
В геоморфологическом аспекте вся равнинная поверхность материка делится на водоразделы и речные долины. О первых уже говорилось.
Речные долины состоят из таких геоморфологических элементов, как русло и надпойменные террасы. Русло — это углубление, в котором течет вода. Оно имеет три уровня: меженный, нормальный (средний) и пойменный. Вода в русле практически всегда (в гидрологически благоприятные сезоны — например, в теплое время года в умеренном поясе) имеет в основном нормальный уровень. Но бывают такие периоды, когда он понижается или повышается. Меженным называется самый низкий уровень воды в реке. Подобное случается жарким и сухим летом, когда река испытывает дефицит в питании. Таким образом, меженное пространство — это часть русла реки от самого низкого уровня воды до нормального. В период таяния снегов и продолжительных дождей в любое время года, уровень воды может сильно повыситься и достигнуть высшей точки — то есть пойменного уровня русла. Соответственно, пойменным пространством называется часть русла реки от нормального уровня воды до максимально возможного.
Здесь же необходимо отметить, что террасами обладают не только речные долины, но и берега озёр и морей. Озёрные и морские террасы свидетельствуют о былых уровнях берегов.
На всём протяжении русла реки, ее дно то возвышается, то понижается — т. е. происходит чередование плёсов (глубоких участков реки) и перекатов (мелководных участков). Плёсы в большинстве случаев образуются на изгибе реки (на вогнутом участке). Скалистые и каменистые перекаты, подходящие слишком близко к поверхности воды или даже возвышающиеся над ее поверхностью и при этом мешающие судоходству, называются порогами. В этих местах наблюдается повышенная скорость течения реки. Пороги, принимающие вид небольших водопадов, называются стремнинами.
Иногда резкие и сильные перепады высоты местности «вынуждают» реку «падать» с очень большой высоты. В таких местах появляются настоящие водопады (Виктория, Ниагарский и пр.).
От пойменного уровня русла ведется отсчет надпойменных террас, которые свидетельствуют о былых уровнях реки, когда воды в ней по тем или иным причинам было значительно больше, чем теперь. Последняя надпойменная терраса, оканчиваясь бровкой, плавно переходит в склон водораздельного пространства.
В зависимости от того, в какой геологической структуре (здесь учитывается только характер залегания пород) образовалась долины, они делятся на моноклинальные, синклинальные, антиклинальные, сбросовые и долины-грабены.
Поверхностная часть всей речной долины сложена аллювием — толщей отложений, оставленных постоянными и временными водотоками в течение длительного времени. Аллювий состоит из рыхлого осадочного материала (песков, супесей, суглинков, глины, галечника, гравия), а подстилается он более твердыми коренными породами (т. е. породами, которые не подверглись эрозии) речной долины.
Существует такое явление, как бифуркация реки. Этим термином называют разделение самой реки и ее долины на две ветви, которые впадают в разные водоемы или в другие реки и по пути к ним нигде не сливаются вновь. Такое явление наблюдается на плоских водоразделах.
Надо отметить, что река, как и любой другой водный объект, имеет заливы, полуострова (песчаные косы), острова и проливы между ними. Речные заливы называются затонами или заводями. Последние характеризуются отсутствием течения или его разворотом в обратную сторону.
Речные острова формируются непосредственно в русле (когда оно расчленяется на рукава, которые впоследствии смыкаются, восстанавливая русло до «нормального» состояния). Такие острова называются русловыми. Они образуются при скоплении наносов на перекатах или при возникновении на пути водотока препятствия в виде одного или нескольких возвышений (при этом водный поток обтекает их).
Русловые острова разделяются не только рукавами, но и протоками — более мелкими элементами руслового расчленения, которые соединяют соседние рукава.
Важно: протоками называются не только проливы между речными рукавами, но и вообще любые естественные каналы, соединяющие или два соседних водоема, или две реки, или — озеро с рекой.
Речной остров становится таковым только в том случае, если он приобретает растительный покров; в противном случае он называется осередком (это начальная стадия формирования руслового острова).
Помимо всех прочих классификаций рек, существует и географическая классификация, учитывающая главные особенности всех рек: климат, питание, морфология речной долины, режим. Рассмотрим географические типы рек. В принципе, названия нижеперечисленных типов рек говорят сами за себя.
Географическая классификация рек (на примере Евразии)
1. Норвежский тип. Реки находятся во влажном умеренном климате, имеют ледниковое, снеговое и дождевое питание, текут в тектонических трещинах, обработанных ледником. Характеризуются весенним и летним половодьем, зимней меженью.
2. Шведский. Находятся в умеренном климате, питание — в основном снеговое, долины имеют тектоническое расчленение, с последующей обработкой ледниками четвертичного периода. Характеризуются весенним и весенне-летним половодьем, замерзают на 4—7 месяцев.
3. Финский. Находятся в умеренном климате, имеют снеговое и дождевое питание, долины слабо врезаны в твердые кристаллические породы щита, берега часто заболочены. Характеризуются весенним половодьем, зимой замерзают.
4. Приатлантический. Находятся в морском климате, имеют дождевое питание. Это равнинные реки с террасированными долинами. Устья являются эстуариями. Характеризуются зимними разливами из-за максимума осадков зимой; не замерзают.
5. Герцинский. Находятся в умеренном поясе, имеют снего-дождевое питание, речные долины хорошо разработаны; в строении долины присутствует водонепроницаемый слой. Характеризуются двойным половодьем и двойной меженью.
6. Польский. Находятся в переходном климате — от морского к континентальному, питание дождево-снеговое, зимой — подземное. Это равнинные реки, характеризующиеся двумя половодьями и меженями, в течение 2—3 месяцев наблюдается ледостав.
7. Дунайский. Находятся в умеренном климате, имеют дождевое, снеговое и подземное питание. Равнинные реки, характеризующиеся весенним половодьем и летним паводком.
8. Альпийский. Находятся в горном (нивальном) или полярном климате, питаются ледниками и отчасти дождями. Это верхние течения равнинных рек. Характеризуются половодьем в жаркий период; межень — в холодное время года.
9. Амурский. Находятся в муссонном умеренном климате, имеют снего-дождевое питание. Верхнее течение таких рек находится в горном нивальном поясе, среднее и нижнее — на равнинах. Характеризуются весенним паводком и зимней меженью. В холодное время года замерзают.
10. Китайский. Находятся в муссонном умеренном климате, имеют дождевое питание, текут по равнинам. Характеризуются летним половодьем, зимой не замерзают.
11. Средиземноморский. Находятся в субтропическом средиземноморском климате, питаются дождями и ледниками. Речная долина имеет большое падение и невыработанный профиль. Характеризуются летней меженью и зимним паводком.
12. Пустынно-континентальный. Находятся в умеренно-континентальном или субтропическом континентальном климате, имеют дождевое и подземное питание. Долины — равнинные, песчаные. Характеризуются весенним или летним половодьем, летом пересыхают на долгое время.
13. Муссонный. Находятся в муссонном климате, имеют дождевое и ледниковое питание. Верхнее течение — в горах, нижнее — на равнине. Характеризуются летним паводком и зимней меженью.
14. Экваториальный. Находятся в экваториальном климате, имеют дождевое и грунтовое питание, текут по равнинам. Характеризуются двумя половодьями.
15. Смешанный. Могут находиться в любом типе климата, имеют смешанное питание, морфология долин — различная. Режим может быть самым разнообразным. К числу этих рек относятся и так называемые транзитные реки, пересекающие чуждые им природные зоны: режим этих рек сформирован в другой (главной для них) природной зоне.
Антропогенные водоемы. Среди искусственных водоемов интересны, прежде всего, водохранилища. Название этих водоемов выдает причину их создания. Их создают с помощью специальных водоподпорных сооружений, установленных на реках. Водохранилища можно в какой-то степени назвать аналогами озёр, поскольку все их основные природные и рекреационные качества такие антропогенные резервуары копируют в достаточной мере. На водохранилищах можно успешно заниматься рыбалкой, купаться, набирать вполне чистую воду.
Пруды являются водохранилищами в миниатюрном виде. Они тоже созданы искусственным путем. В наше время в Центральной России сохранились еще пруды, выкопанные когда-то давно помещиками в непосредственной близости от своих усадеб. Еще на европейской территории стран бывшего Советского Союза можно увидеть пруды, образовавшиеся в результате бомбардировки местности во время Великой Отечественной войны. Сегодня пруды и небольшие водохранилища образуются, как правило, при добыче песка, гравия, руды и угля — то есть в карьерах.
Все пруды, собственно говоря, выполняют такую же функцию, как и остальные водоемы — поддержание полноценной жизни местных жителей и животных.
Подземные воды. Подземные воды — это жидкая, парообразная и твердая вода, заполняющая пустоты, трещины и поры грунта (включая почву). Находятся они в верхней части земной коры.
По условиям залегания различают: почвенные воды (находящиеся в почве), верховодка (периодические воды), грунтовые воды, межпластовые воды.
Почвенная вода называется почвенным раствором: в ней растворены газы, минеральные и органические вещества. Почвенная вода существует в трех формах: гравитационная, плёночная, капиллярная.
Верховодка — периодические грунтовые воды, появляющиеся во время таяния снега или продолжительных дождей. В сухое время года исчезают. Эти воды наиболее близко подходят к поверхности.
Грунтовые воды. Это подземные воды, находящиеся в водоносном слое, залегающем на первом водоупорном пласте. Водоносный слой — это слой горных пород, способный пропускать воду, водоупорный слой — это слой горных пород, не пропускающий воду.
С гидрогеологической точки зрения все горные породы делят на: водопроницаемые, водонепроницаемые, растворимые.
Водопроницаемые породы делятся на следующие типы: равномерно проницаемые (хорошо пропускают воду по всей массе — песок, гравий, галечник); полупроницаемые (распределяющие воду неравномерно — мелкозернистый песок, торф и пр).
Равномерно проницаемые горные породы относятся к категории невлагоёмких пород — не насыщающихся водой. Полупроницаемые породы относятся к влагоёмким — то есть к тем породам, которые насыщаются влагой, удерживают внутри своей массы какое-то количество воды.
Водонепроницаемые горные породы — это породы, не пропускающие воду, удерживающие ее на поверхности слоя. К таким породам относятся глины, а также граниты, базальты и другие скальные породы.
Растворимыми породами называются те, которые растворяются в воде, — известняк, соли, гипс. Если растворение произошло на некоторой глубине, образуются пустоты внутри грунта — пещеры. Вся совокупность геологических явлений, связанных с растворением горных пород водой, называется карстом.
Водоносные слои состоят из водопроницаемых пород, водоупорные слои — из водонепроницаемых.
Уровень (поверхность, зеркало) грунтовых вод зависит от: количества атмосферных осадков, степени расчлененности местности, близости и полноводности водоема или водотока.
Чем больше осадков просачивается в грунт, тем выше подходят грунтовые воды к дневной поверхности. Чем больше расчленена местность, тем ниже располагается зеркало грунтовых вод. Уровень грунтовых вод понижается в сторону водоема или реки.
Грунтовые воды не стоят на месте, они находятся в постоянном движении — в вертикальном и горизонтальном направлениях. На горизонтальное движение воды влияет не только общий уклон местности, но и в некоторых случаях — потенциальные преграды в виде непроницаемой массы горных пород, и др.
Межпластовые воды. Межпластовые воды залегают между двумя водоупорными пластами. Эти воды находятся глубже, чем грунтовые. Более глубокое залегание обеспечивает межпластовым водам меньшую подвижность и бОльшую чистоту по сравнению с грунтовыми водами.
В местах, где водоносные и водоупорные слои изгибаются в виде чащи, находятся напорные межпластовые воды — артезианские. В нижней части чашеобразного изгиба вода находится под напором; при бурении скважин артезианские воды выходят на поверхность самостоятельно в виде фонтана.
Классификация подземных вод в зависимости от генезиса, минерализации и температуры. По способу образования подземные воды делятся на две главные группы:
1. Воды атмосферного происхождения. 2. Воды глубинного (внутриземного) происхождения.
Атмосферные воды образуются при просачивании атмосферных осадков в почву и толщу грунта. Воды глубинного происхождения образуются при конденсации пара, который поднимается из глубин Земли.
По степени минерализации подземные воды делятся на: пресные, минерализованные, высокоминерализованные, или рассолы. По температуре подземные воды можно разделить на: холодные (до +20 градусов С); термальные (выше +20 градусов С).
Подземная вода не находится всё время под поверхностью. В некоторых местах подземная вода выходит и на поверхность, образуя источники, которые называются еще ключами или родниками. Такое явление наблюдается обычно на склонах отрицательных элементов рельефа, где водоносный слой как бы «обрезается».
В зависимости от температуры воды, выходящей на поверхность, все источники делятся на: холодные (до +20 градусов С); теплые (от +20 до +37 градусов С); горячие, или термальные (выше +37 градусов С). Термальные источники называются гейзерами. Они образуются там, где магма подходит близко к дневной поверхности (рядом с вулканами).
Болота и заболоченные земли
Определение. К особой группе водоемов следует отнести самые «загадочные» места на Земле — болота и заболоченные земли. Определяются они очень просто. Заболоченные земли — это избыточно увлажненные участки земной поверхности. Болота — избыточно увлажненные участки земной поверхности, поросшие типично болотной растительностью.
Получается, что эти ландшафты нельзя отнести ни к водным объектам, ни к суше. Это нечто среднее. Но формально их всё же считают водоемами (хоть и особого рода) и изучают в общем курсе гидрологии.
Существует отдельная специальная географическая дисциплина — болотоведение, изучающая болота как природные комплексы, которые занимают промежуточную позицию между территориальными и аквальными геосистемами.
Болотоведение — одна из наиболее сложных и спорных отраслей физической географии, поскольку даже по сей день болота не изучены на практике в полной степени. Это связано во многом с труднодоступностью данных ландшафтов для полноценных полевых исследований. К этому обстоятельству прибавляется еще и то, что, например, каждое отдельно взятое болото развивается по своим собственным, неповторимым законам, которые очень трудно «привести к общему знаменателю». Да и внешние факторы болотообразования на каждом материке и в пределах одного материка (в разных ландшафтных зонах) достаточно сильно отличаются.
Различие болот и заболоченных земель. Заболоченные земли — это, по сути, начальная стадия формирования всех болотных ландшафтов. Если мы говорим о сухопутных участках, то заболачиванию может подвергнуться как лес (в большинстве случаев), так и луг.
Из двух определений, представленных выше, можно понять, что заболоченные ПК отличаются от классических болот именно растительностью: на заболоченных землях долгое время сохраняются изначальные, плакорные, фитоценозы (в той или иной степени).
Но существует и такая точка зрения, в которой главный признак разграничения — это мощность торфяной залежи. Так в типичном болотном массиве мощность слоя торфа должна быть не меньше 30 сантиметров. В противном случае местность относится к заболоченной. Торф — это в основном спрессованные остатки болотных растений, не полностью разложившихся. Принято считать, что спустя несколько тысячелетий торф превращается в уголь.
Торф образуется преимущественно в лесных зонах умеренного пояса. Это связано с умеренно прохладным климатом и обилием растительности. Например, в тундре мощность торфяных залежей невелика. Но надо сказать, что всё же торф сам по себе — это, конечно, не тот критерий, по которому следует отличать болото от заболоченной земли. Главное — растительность, потому что в природе существуют и такие болота, которые вообще не содержат в себе торфа.
Болота без торфа. В реальных условиях, как было замечено, встречаются и такие болота (не заболоченные земли, а непосредственно болота, то есть те ландшафты, где произошла смена изначальных фитоценозов на болотные), которые в принципе не имеют торфа. Такое «противоречие» наблюдается в основном в местах, где растительные остатки полностью разлагаются (из-за высоких температур и/или излишней сухости воздуха). Торф не образуется: в болотах влажных тропиков (включая экваториальные районы); в болотах степей, полупустынь и пустынь (подавляющее большинство болот этих зон не имеют торфа).
Еще торф отсутствует: в поймах рек (из-за постоянного накопления аллювиальных и делювиальных отложений); в речных затонах и дельтах (снос растительных остатков, смешивание их с минеральными наносами, достаточное кислородное питание и др.); в приморских заводях (из-за высокой солености воды).
Таким образом, можно различать два вида болот: 1 — торфяные болота (торфяники); 2 — болота без торфа.
Пути образования болот. Болота появляются двумя путями: 1) при заболачивании местности, когда она по каким-либо обстоятельствам насквозь пропитывается водой (которая часто заливает поверхность тонким слоем) и остается в таком состоянии очень много лет; 2) при зарастании озера (любого водоема).
Заболачивание водоемов. Заросшее озеро (или пруд), любого происхождения, — отличное и самое «правильное» (со всех точек зрения) условие для формирования настоящего болотного ландшафта. Всё, что необходимо для процессов болотообразования, в таких местах уже имеется — влаголюбивая растительность, илы, множество отмерших организмов и растений и т. д.
При зарастании водного скопления образуется трясина (зыбун, сплавина). Сначала она появляется у берега, после чего разрастается на всю площадь водоема. Трясина — это поверхностная часть водной массы, густо пронизанная растительностью — до 2 метров (в глубину). Такое место может иметь облик обыкновенной поляны, но во время ходьбы по сплавине обнаруживается, что она как бы волнуется, колеблется. Этот эффект производит завораживающее впечатление, особенно если изначально не знать, где именно находишься.
В этой теме хочется отметить, что рано или поздно любое озеро зарастает, если оно не используется людьми. Потому как конечная точка развития всякого водоема — это болотный ландшафт. Исключением являются только те озёра, происхождение которых обусловлено тектоническими процессами в земной коре. Как правило, это очень большие озёра — как, например, Байкал.
Стадии превращения водоема в болото: «заболоченная земля» — низинное болото — (переходное болото) — (верховое болото).
Заболачивание суши. Совершенно другой путь (прямо противоположный и достаточно парадоксальный) — это заболачивание сухопутных участков.
Классические стадии процесса заболачивания плакорного ландшафта: заболоченная земля — низинное болото — переходное болото — верховое болото.
Болота, располагающиеся на водораздельном пространстве, называются верховыми. Они малопитательны для растений, поскольку сами подпитываются в основном дождевыми осадками. Поэтому на этих болотах селятся неприхотливые растения в отношении минеральных веществ.
В долинах рек, около озёр (и даже водохранилищ) развиваются низинные болота. Они питаются грунтовыми водами, богатыми минеральными веществами. Растения, требовательные к питательным элементам, выбирают себе именно такие места.
В промежуточном положении находятся переходные болота, которые сочетают в себе черты и верховых, и низинных болотных ландшафтов. И в условиях реальной природы большинство болот являются именно переходными, тогда как, например, отдельное низинное болото — достаточно нечастое явление. Вообще, чисто верховые и чисто низинные болота в виде самостоятельных экземпляров — это в достаточной степени редкость. Естественно, что растения всех болот — и верховых, и переходных, и низинных — при этом относятся к группе влаголюбивых.
Основная роль болот. Необходимо отметить, что болота — это в первую очередь мощные природные фильтры. Благодаря им, наши водоемы и водотоки имеют чистую воду. Прежде чем попасть в водоем или водоток, грунтовые воды проходят через болотные массивы, в которых они оставляют «вредные» органические и неорганические соединения, способные нарушить экологическое состояние «нормальных» водных объектов. Поэтому после осушения половины оставшихся в мире болот планету может накрыть скоропостижная экологическая катастрофа.
Подробнее о болотах. Первое, на что стоит обратить внимание при изучении данных ландшафтов, — это факторы болотообразования.
Основные факторы болотообразования. Первый фактор, определяющий, — это влажность климата. Обилием болотных ПК отличаются природные зоны, которые в избытке снабжаются влагой атмосферного происхождения. То есть болота свойственны тем регионам Земли, где коэффициент увлажнения больше единицы. Это северная и по большей части центральная полосы умеренного пояса, влажные тропики (и отчасти субтропики), а также — экваториальные районы. По мере нарастания засушливости климата болот становится меньше. В пустынях они существуют в виде очень больших исключений, да и болотами эти места называются условно.
С обилием влаги связано еще и неглубокое залегание грунтовых вод, что во много раз усиливает вероятность заболачивания.
Сама по себе высокая влажность климата, конечно, не является причиной заболачивания суши, хотя и служит мощной предпосылкой к этому явлению. Болота появляются именно там, где наблюдается чрезвычайно слабый дренаж местности. Таким образом, следующие два фактора, решающие, — это: 1) наличие углубления (котловины); 2) наличие водоупора (слоев пород, которые плохо пропускают воду или не пропускают ее вовсе).
И если на севере роль рельефа имеет не очень большое значение для заболачивания (в северных районах болото может образоваться и на вершине холма), то по мере увеличения засушливости климата рельеф приобретает всё большее значение.
Углубление на местности (депрессия), особенно замкнутое (в природе встречаются, помимо этого, сточные и проточные углубления), препятствует оттоку лишней влаги в горизонтальном направлении (как по поверхности, так и внутри грунта), а водоупор — оттоку воды вниз, т. е. по вертикали. В качестве водоупора может служить и верхнее зеркало грунтовых вод. Особенно большую роль в этом отношении играют те грунтовые воды, зеркало которых находится очень близко к поверхности.
Помимо этого, в углубление стекается вся вода с окружающих пространств — делювиальные (поверхностные) воды, а также грунтовая (и почвенная) влага.
Закрепляющий фактор болотообразования — это время. Чтобы застой воды вызвал заболачивание, должно пройти много времени: смена фитоценозов — достаточно длительный процесс, хоть он, конечно, и не измеряется геологическими масштабами.
Следует отметить, что образованию заболоченных участков (а в конечном итоге — болот) в отдельных случаях или в совокупности способствует еще деятельность бобров, которые создают плотины, затрудняющие течение ручьев. В результате этого вода растекается по окружающей территории, вызывая переувлажнение почвы и грунта.
Питание болот. Болота питаются за счет: атмосферных осадков; грунтовых вод (в том числе тех, которые выходят на поверхность, в любом варианте — например, в виде ключей); делювиальных вод; натека воды (разлив водоемов и водотоков).
Эволюция болот, образовавшихся на суше. На сегодняшний день в болотоведении принято считать, что болота, сформировавшиеся на месте леса или луга, развиваются по следующей схеме: заболоченная земля — низинное болото — переходное болото — верховое болото. Но в природе существуют верховые болота, которые образовались сразу — без прохождения предварительных стадий. Такое происходит там, где изначально залегают бедные в отношении минеральных веществ породы. И низинные болота тоже не всегда превращаются с течением времени в переходные, а затем — в верховые.
В этом аспекте не совсем правильным является и то, что верховые болота располагаются только на водоразделах, а низинные — только в понижениях общего плана. На водоразделе тоже может появиться низинное болото, если изначально местность характеризуется богатыми минеральными отложениями. В свою очередь, в понижении (собственно, как и на водоразделе) может сразу сформироваться непосредственно верховое болото, если, как уже было сказано, морфолитогенная основа участка составлена бедными породами.
При этом необходимо всегда помнить, что все болота центральной полосы умеренного пояса (как водораздельные, так и лежащие вне водоразделов) образуются только в депрессиях (или котловинах), разной глубины, которые присутствуют даже там, где местность характеризуется плоским рельефом.
Болота, которые мы можем наблюдать в пределах Европейской части бывшего СССР, сопряжены с последним (валдайским) оледенением: все они образовались после схода (таяния) Скандинавского ледника — на месте послеледниковых озёр, а также на том геологическом фундаменте, который оставил после себя этот ледник.
Любое болото — отнюдь не стационарное образование. Оно может исчезнуть, то есть превратиться в сушу, в результате естественных природных причин. Процесс трансформации болота в плакорный участок называется разболачиванием местности.
Заболачивание лесов умеренного пояса. В последнее время многими учеными (особенно в странах Западной Европы) поддерживается мнение, что причиной заболачивания лесов умеренного пояса (его северной полосы и средней полосы) является непосредственно внутриландшафтное развитие местности. Так утверждается, что в процессе развития лесной почвы формируются (при определенных условиях) так называемые ортштейн (в суглинистой почве) и ортзанд (в супесчаных почвах) — почвенные прослойки, на которых в течение длительного времени застаивается влага. Это обстоятельство в конечном итоге может привести к заболачиванию лесного ландшафта.
Следует отличать понятия «заболоченный лес» и «облесенное болото». В первом случае — это настоящий лес, почвогрунты которого чрезмерно увлажнены; во втором случае — это сформировавшееся (полноценное) болото, на котором растут те или иные деревья, в значительной степени угнетенные, в основном избытком влаги (это могут быть сосна, береза и пр.). Способность болот производить древесную растительность зависит от сезонной динамики почвенно-грунтовых вод. Если в теплое время года уровень почвенно-грунтовых вод опускается ниже максимальной глубины проникновения корней в грунт, то с течением времени происходит постепенное облесение болота. В противном случае оно остается безлесным.
Иерархические соотношения понятий «болото» и «ландшафт». Существуют такие категории, как «болото», «болотный массив», «болотный ландшафт» и др. Под этими понятиями может подразумеваться что угодно. Ясно только одно: это болотный (или заболоченный) участок какого-то размера.
С ландшафтной точки зрения строгая иерархия природных комплексов должна присутствовать и в том вопросе, который касается непосредственно болот. В ландшафтоведении по аналогии с плакорными участками выделяются: болотные фации (т. н. участки); болотные урочища (собственно болотные массивы); болотные ландшафты (системы массивов); болотные районы (высшие единицы, под которыми подразумеваются группы слитых болотных ландшафтов).
Болотные фации и урочища могут входить в состав цельного болотного ландшафта, а могут существовать и в виде самостоятельных болот — внутри обычного ландшафта. Болотные районы — это уже региональный уровень дифференциации. Это достаточно обширные болотные территории, сопоставимые по размерам, например, с физико-географическими подпровинциями и даже провинциями.
Почвенно-растительный покров
Общие особенности почвенно-растительного покрова материков. Почвенно-растительный покров материков изучается на уровне зональных единиц регионального районирования суши: ландшафтных поясов, ландшафтных зон и ландшафтных подзон.
Почвенно-растительный покров — уникальное явление во Вселенной. До сих пор астрономы не открыли ни одной планеты, геологическая основа которой была бы сверху прикрыта столь уникальным природным покрывалом.
Почвенно-растительный покров, как видно из названия, состоит из двух частей: почва (педосфера) и растительный мир.
Почва — это самый верхний слой земной коры. В некоторых трудах ее так и рассматривают — именно как геологическую формацию, пусть даже и своеобразную. И по сей день наблюдается такая тенденция — «отдать» отрасль, которая занимается изучением почвы, геологической науке, для устранения якобы научной «неприкаянности» почвоведения. Но специфика этого слоя настолько тонка и неповторима, что включать его в остальные пласты земной коры наравне, например, с осадочными слоями мы всё же не вправе. И, впрочем, любая наука о Земле — будь то гидрология или вулканология — вольна включить почву в состав своего предмета изучения, поскольку почвенные горизонты отражают все природные процессы.
Почвенно-растительный покров находится на стыке двух абиотических факторов — климата и геолого-геоморфологических качеств поверхности.
Климатическая, водная и минеральная обстановка на Земле настолько благоприятна, что почвенно-растительный покров, кажется, должен выстилать всю планету. Но этого не происходит. Он отсутствует в тех местах, где климат оказывает губительное воздействие на всё живое — то есть в пустынях. В таких районах горные породы обнажены и вступают в непосредственное взаимодействие с атмосферой и солнцем. Из-за этого грунт в пустынных землях наиболее уязвим, по сравнению с теми породами, где они прикрыты почвой и растительным слоем. Это подчеркивает еще одну роль почвенно-растительных формаций — защитную. Ведь грунт, несмотря на свою мнимую «непоколебимость» на самом деле очень слаб перед земными стихиями, которые в процессах ландшафтогенеза обнаруживают себя не только с созидательной стороны, но и в качестве быстрых разрушителей местности.
Но есть, конечно, категория пустынь, где защитную функцию почвенно-растительного покрова берут на себя ледники и снежные поля. Это холодные и ультрахолодные ледяные пустыни и высокогорья. Подобные территории расположены на арктических островах, в Антарктиде и на высокоприподнятых частях гор. Отчасти такой панцирь предохраняет грунт от всех видов эрозии (денудации). Хотя от ледникового выпахивания местности они всё равно не застрахованы.
Однако обнажения горных пород можно встретить не только в пустынях. Почвенно-растительный слой может отсутствовать на крутых горных и речных склонах, где осыпные процессы протекают настолько быстро, что почва с растениями просто не успевают закрепиться. Нередки на Земле, конечно, и искусственные обнажения, которые появляются на месте заброшенных котлованов. Но они рано или поздно всё равно зарастают или наполняются водой, образуя пруды. Природа всегда стремится к тому, чтобы минимизировать нанесенный ей ущерб от антропогенных нагрузок.
Во всех остальных местах почвенно-растительные процессы протекают в полной мере. Возникает вопрос: а можно ли считать почвой толщу иловых осадков на дне морей и океанов?.. Ведь они тоже наполнены жизнью, воздухом, отмершей органикой…
Донные отложения являются океанической разновидностью почвы в силу их механической схожести с наземным вариантом. Почва, следовательно, коренным образом трансформируясь, продолжается и под водой. Но между почвой суши и донной почвой существует принципиальная разница. Поговорим об этом детальнее.
Донные илы, в сущности, представляют собой начальный этап формирования осадочных пород. Почва же в смысле поддержания жизнедеятельности растений и животных является конечной стадией формирования осадочных пород, или последним циклом, к которому «стремится» горная порода. «Почва» в океане — это, так сказать, первичная почва, или прапочва, впоследствии становящаяся горной породой, а после (при благоприятных условиях) — настоящей почвой. Конечно, не весь ил, накапливающийся на дне океана, окажется потом на суше и начнет производить растительный покров. Но в целом такая схема является универсальной.
В свете данного изложения материала почвенно-растительный покров лучше всего рассматривать на уровне ландшафтных зон. Поступив таким образом, возможно выделить почвенно-растительную зону. Данный подход для нас наиболее приемлем по всем критериям географического подхода к анализу территории.
Почвенно-растительная зона, как по своему названию, так и по составу, двойственна, и, сообразно с этим, мы можем далее разъединить ее составляющие в целях удобства изучения их индивидуальных качеств. Но при этом нам нужно помнить, что почвенная зона и растительная зона — две плоскости одного целого.
Факторы почвообразования. Почва образуется в результате комплексного преобразования дневной поверхности земной коры (т. е. ее верхних слоев). Превращение горных пород в почву осуществляется за счет воздействия на нее нескольких групп факторов:
1. Геолого-геоморфологические факторы (состав и возраст материнской горной породы, рельеф местности). 2. Климатические факторы (температура воздуха, количество осадков). 3. Биологические факторы (жизнедеятельность растений, животных, микроорганизмов, грибов). 4. Антропогенные факторы (деятельность человека). 5. Время.
Воздействие рельефа на формирование почвы двояко. Рельеф выступает в роли не только перераспределителя атмосферных осадков по элементам рельефа (возвышениям и понижениям), но и как климатический фактор. В этом смысле рельеф можно отнести к группе климатических факторов.
Все факторы одновременно воздействуют на горную породу в течение многих лет. Последний пятый фактор является решающим в процессе формирования почвы: горная порода не сразу превращается в почвенный слой после отступления моря, схода ледника, смены сухого ветреного климата на влажный климат в песчаных пустынях, остановки лавовых излияний — и т. д. Должно пройти много времени.
Толщина (мощность) почвенного профиля за сто лет увеличивается всего лишь на 0,5—2 см.
Почвенные горизонты. Главное различие между различными типами почв заключается в изменении мощности почвенного слоя (профиля) от места к месту. Мощность почвы определяют почвенные горизонты, а точнее — их толщина и количество. Рассмотрим последовательность наслоения почвенных горизонтов друг на друга в типичных почвах, например, Русской равнины. Обширные пространства центральной части Русской равнины покрыты следующими типами почв: подзолистые почвы, дерново-подзолистые, дерновые, болотно-подзолистые почвы (заболоченные), торфяно-глеевые (болотные).
В подзолистой почве — четыре горизонта:
А0 — лесная подстилка (опавшие листья, кора, ветки)
А2 — подзолистый (элювиальный) — горизонт вымывания
В — горизонт вмывания (иллювиальный)
С — материнская порода (почвообразующая)
D — порода, подстилающая материнскую
Подзолистая почва формируется под хвойными лесами на песках и супесях.
Последний горизонт — факультативный (не обязательный). Но учитывать его всё же необходимо при тщательных исследованиях почвенных условий местности, а также при оценке перспективности хозяйственного освоения территории. Подстилающая порода оказывает большое влияние на материнскую породу, а через нее — на почвенные горизонты. Особенно сильно это воздействие проявляется там, где под материнской породой залегает слой, который не близок по составу к почвообразующей породе (например, известняки под суглинками).
В дерново-подзолистой почве — пять горизонтов:
А0 — лесная подстилка или тонкая дернина
А1 — гумусовый горизонт
А2 — подзолистый (элювиальный)
В — горизонт вмывания (иллювиальный)
С — материнская порода (почвообразующая)
D — порода, подстилающая материнскую
Дерново-подзолистая почва формируется в лесах разного состава на любых горных породах, а также — на лугах, опушках леса и пашнях. В отличие от подзолистой почвы, дерново-подзолистая имеет плодородный слой. Это достаточно сильное различие, характеризующее дерново-подзолистую почву как полезную с точки зрения сельскохозяйственного использования.
Дерновые почвы имеют четыре горизонта:
Ад — дернина
А1 — гумусовый горизонт
В — горизонт вмывания (иллювиальный)
С — материнская порода (почвообразующая)
D — порода, подстилающая материнскую
Это луговые почвы, в которых, как мы можем заметить, отсутствует элювиальный (подзолистый) горизонт. Гумусовый горизонт имеет большую мощность. Формируются чаще всего на покровных лессовидных суглинках или в тех местах, где под материнской породой лежат известняки. Вот здесь уже хорошо видна роль подстилающих пород в формировании почвы.
Болотно-подзолистые почвы имеют четыре горизонта:
Ат — торфяной горизонт
А2 — подзолистый (элювиальный)
G — глеевый горизонт
С — материнская порода (почвообразующая)
D — порода, подстилающая материнскую
Эти почвы формируются под влажными хвойными или смешанными лесами в понижениях рельефа или на плоских участках со слабым оттоком вод (с временным застоем поверхностной воды или в местах с высоким уровнем грунтовых вод). В этих почвах развит самостоятельный глеевый горизонт G.
Процессом оглеения может быть затронута почва любого типа, в которой появляется самостоятельный глеевый горизонт (в этом случае к общему названию почвы добавляется слово «глеевая»).
Иногда этот горизонт отсутствует как самостоятельный, и признаки оглеения (сизые пятна, вертикальные и горизонтальные полосы различной толщины) можно обнаружить в одном горизонте, в нескольких или во всех горизонтах. В этом случае к буквенному индексу горизонта приписывается добавочный индекс — g, а к названию горизонта через дефис дописывается слово «глеево». Например, А1g, Bg и др.
Оглеение почвы — это биохимический процесс изменения почвы в условиях недостатка кислорода.
Болотные почвы имеют всего два горизонта:
Ат — торфяной горизонт (слой торфа) — от 30 до 50 см
G — глеевый горизонт
Общие типы зональных и зонально-интразональных почв. Мощность почвенного профиля зависит от факторов, которые были рассмотрены выше. В различных ландшафтных зонах Земли почвообразующие факторы (в первую очередь — климат), формирующие почвенный профиль, проявляют себя по-разному. Эта разница приводит к тому, что в тайге, например, развивается один тип зональных почв, а в тропическом лесу — другой тип.
Все зональные типы почв объединяются в два класса: равнинные почвы и горные. На равнинах в каждой природной зоне формируются свои типы и подтипы зональных почв.
В антарктических оазисах (на свободных ото льда территориях Антарктиды) формируются почвы полярных пустынь. По большому счету, настоящие многогоризонтные почвы на этих территориях отсутствуют, и на поверхность выходят чистые породы. Но кора выветривания там формируется, и накапливаются соли. Помимо этого, в грунте содержится незначительное количество органики. Эти особенности дают нам право говорить о поверхности антарктических оазисов как о почве. В приокеанических перифериях Антарктиды климат не такой суровый, и почвы здесь имеют более полноценную структуру и состав (об этом позднее).
В местах, испытывающих на себе обильное увлажнение, формируется особый тип арктических почв — болотные (торфянистые) почвы, которые похожи на аналогичные почвы умеренного пояса. Чаще всего в арктическом климате встречаются полярные дерновые почвы, имеющие даже гумусовый горизонт (до 20 см).
Такое контрастное отличие почв Антарктики от почв Арктики связано с тем, что арктический климат мягче антарктического, и в высоких широтах наряду с сухими местами, где господствуют сухие засоленные арктические почвы, встречаются и влажные места, где снег тает, насыщая почву водой.
В субарктическом климате (в тундре) встречаются глеевые почвы и болотные (торфяные) почвы, которые формируются в условиях сильного переувлажнения поверхности. В сухих местах тундры встречаются и подзолистые почвы. На участках, защищенных от холодных ветров, можно встретить дерновые почвы с гумусом и дерниной.
В полярных регионах планеты (субарктических и субантарктических) на островах в условиях мягкого океанического климата с большим количеством осадков формируются дерново-торфянистые почвы. Это луговые почвы с мощной дерниной. Из-за недостатка тепла корневая масса, отмирая, не разлагается, а превращается в некое подобие торфа.
В северной субарктической тайге встречаются болотные (торфяные) почвы, у которых слой торфа во много раз мощнее, чем у тундровых болотных почв. В местах, где условия увлажнения позволяют верхним слоям почвы подсыхать, формируются глеевые почвы северной тайги.
В бореальных (северных умеренных) лесах распространены подзолистые почвы с подзолистым (вымывным) почвенным горизонтом. На горных породах, которые насыщены железом, встречаются подбуры (бурозёмы) — почвы, не имеющие подзолистого горизонта (этот тип почв есть и в широколиственных лесах). В южных частях бореального климата — дерново-подзолистые почвы; на заболоченных лугах — дерново-глеевые почвы.
Южнее встречаются почвы, называемые подзолисто-бурозёмными. Это переходный тип почвы — от дерново-подзолистой к почвам широколиственных лесов.
В условиях умеренного климата широколиственных лесов распространены бурые лесные (бурозёмы) и серые лесные почвы. Некоторое отличие бурых и серых лесных почв от дерново-подзолистых объясняется тем, что климат широколиственных лесов хоть и в небольшой степени, но отличается от климата подтайги. Широколиственные леса существуют в условиях более теплого и более сухого климата.
В степях распространены черноземы, плодороднейшие почвы. В более южных регионах, если двигаться на юг от черноземной зоны в сторону пустыни, по пути встречаются каштановые почвы (почвы сухих степей), серозёмы (почвы полупустынь), бурозёмы (почвы полупустынь), а также — серо-бурые почвы (в пустынях) с содержанием гумуса 0,3—0,7%.
Помимо этого, в степях и полупустынях в местах постоянного и временного переувлажнения (в связи с близким залеганием грунтовых вод) встречаются такие почвы, как лугово-черноземные (или просто луговые) и лугово-каштановые (лугово-степные). Луговые почвы делятся на собственно луговые и луговые аллювиальные почвы (в дельтах рек и, конечно же, в поймах). В пустынях — лугово-пустынные почвы. В этих почвах в нижних горизонтах встречаются признаки оглеения (не только сизого, но и ржавого цвета).
В пустынях, где есть какая-либо растительность, на песках формируются песчаные почвы, на глинах — такыры. Песчаные почвы содержат тонкий гумусовый горизонт. В местах, где пески постоянно перемещаются с места на место, почвы не формируются вообще.
В субтропиках развиваются краснозёмы, желтозёмы и их разновидности: коричневые почвы (Средиземноморский регион, горы Центральной Азии, Восточный Кавказ), формирующиеся под средиземноморскими лесами и кустарниками; серо-коричневые (Центральная Азия, Азербайджан, Иран), формирующиеся под кустарниковыми степями; красновато-черные (например, в пампах Южной Америки).
В тропических пустынях формируются бурые пустынные почвы. В опустыненных саваннах — красновато-бурые, в более влажных саваннах — коричнево-красные почвы и красно-бурые. В высокотравной классической саванне субэкваториального пояса распространены красные почвы. И, наконец, если мы окажемся во влажных экваториальных лесах, то встретим там так называемые красно-желтые почвы.
Как видно, почвы субтропических, тропических, субэкваториальных и экваториальных климатических поясов характеризуются красноватым оттенком или явно красным цветом, который отражается в названиях почв этих регионов. Такой цвет почве придает верхний слой древней коры выветривания, содержащий большое количество окислов железа.
Почвы, встречающиеся в горах, имеют, в принципе, те же названия, что и равнинные почвы, но с дополнительными словами «горно» или «горная». Например: горно-луговые (аналоги субарктических дерново-торфяных почв), горные серые почвы, горно-таежные почвы и др. Есть в горах и относительно специфичный тип почв — гольцовые почвы (аналоги каменных россыпей на равнинах и недоразвитых почв Арктики и Антарктики). Как почвы, так и растительные зоны в горах аналогичны равнинным формациям, за некоторыми исключениями.
Типично незональные (интразональные и азональные) типы почв. Типично зональный тип почв формируется там, где в почвообразовательный процесс не вмешивается какой-либо фактор, значения которого отклоняются в той или иной степени от средних значений для конкретной зоны. И здесь возникает вопрос: чем определяется такая «нормальность», «усредненность» фактора?..
Для каждого фактора существуют свои критерии «нормальности». Для почвообразующих пород — состав. Классические зональные почвы формируются на песках различного рода, супесях, суглинках и глинах. Там, где вместо этих пород под почвой находятся другие (например, карбонатные), почвенный профиль будет существенно отличаться от своего зонального варианта.
Если мы коснемся фактора увлажнения, то выяснится, что типично зональные почвы образуются в условиях нормального (среднего) увлажнения — т. е. на водоразделах. А места постоянно избыточного увлажнения (болота) или периодически избыточного (поймы рек, приливная зона морского берега) характеризуются интразональными типами почв.
В местах, где гидрогеологические условия способствуют излишнему засолению почвы, формируются солончаки. Они образуются при двух условиях: 1) близкое залегание высокоминерализированных грунтовых вод; 2) засоленные породы.
В первом случае близкое расположение соленых грунтовых вод способствует развитию так называемого выпотного режима. Сущность его заключается в следующем. В условиях сухого климата грунтовые воды, неглубоко залегающие, постоянно поднимаются к поверхности через почвенные поры и испаряются, оставляя соли на поверхности и под поверхностью почвы.
Почвообразующие и подстилающие породы как таковые могут содержать излишнее количество солей вследствие многих причин. Под действием дождей «пересоленные» породы намокают; дождевая вода вместе с солями намокшей породы выходит обратно на поверхность и испаряется, тоже оставляя соли на почве (и внутри почвы). Солончаки могут образоваться в любой географической зоне в результате антропогенной деятельности. Так при нефтедобыче на поверхность почвы выливается большое количество нефтяных рассолов, способствующих образованию солончаков и солонцов.
Для каждой конкретной зоны одного географического пояса (или же нескольких соседних зон одного пояса) характерны свои собственные интразональные типы почв. В лесной зоне — лесолуговой интразональный ряд почв, в степях и лесостепях — степной ряд, в пустынях и полупустынях — пустынный ряд. В пустыне не может развиться лесной почвенный интразональный ряд. Или наоборот. Бывает и такое, что зональные факторы и подчиненные им интразональные факторы не играют никакой роли в формировании незонального типа почвы. Например, на территориях, близко расположенных к действующим вулканам, поверхность почвы обильно снабжается вулканическим пеплом, выпадающим из воздуха в виде осадка. Некоторые из этих почв считаются самим плодородными на Земле. Вулканические почвы — это азональный тип почв.
Итак, при всём разнообразии незональных почв (интразональных и азональных) можно выделить несколько их общих типов: дерново-карбонатные (на карбонатных породах) — рендзины; болотные (торфяные); почвы приливно-отливной зоны морских берегов (марши и мангры); аллювиальные (пойменные); солончаки; вулканические; почвы переменно-влажных областей (т. н. вертисоли).
Последний тип почвы образуется в районах переменно-влажного климата — с чередованием сухого и влажного сезонов. Эти почвы формируются на тяжелых глинах, содержащих минерал монтмориллонит, который обладает способностью сильно расширяться при намокании и сжиматься при высыхании. Такая его особенность в условиях переменно-влажного климата сообщает почве ряд качеств, которые мешают ее полноценному использованию.
Типы почв полярных регионов. В центральных частях Антарктиды, несмотря на суровые климатические особенности, существует тип почвы, который может быть назван почвой холодных пустынь.
Этот тип формируется в тех местах, где поверхность не покрыта ледником и снегом из-за очень малого количества осадков и мощных ветров, которые не дают снегу закрепиться и уплотниться. Почва в силу своей древности имеет красноватый оттенок, потому как образовалась она, по одной из версий, еще тогда, когда в Антарктиде был жаркий и влажный климат. Из-за чрезвычайно сухого климата она засоленная. Эта почва, естественно, не развивается и пока находится в инертном состоянии.
В прибрежных частях Антарктиды, где климат теплее и влажнее, почвы уже не такие скудные, как в центре материка, в них много гумуса и минеральных веществ (особенно там, где обитают пингвины, постоянно удобряющие почву).
В Арктическом поясе среди каменистых полей распространены почвы, называемые арктическими дерновыми. Почвы имеют серо-бурый цвет и гумусовый горизонт глубиной до 20 сантиметров.
Физико-географическая дифференциация материка
Изучая почвенно-растительный покров, мы тем самым уже дифференцируем материк на зонально однородные природные комплексы регионального уровня — географические пояса, зоны и подзоны. После этого нам остается только осуществить азональное районирование материка по схеме: ландшафтная страна — ландшафтная область. Поэтому под физико-географической дифференциацией любого материка подразумевается только выделение азональных единиц регионального районирования суши.
Африка (сжатый физико-географический обзор)
Размеры материка. Африка по размерам уступает всего лишь одному материку — Евразии. Площадь Африки — 29,2 млн. кв. км; с островами — 30,3 млн. кв. км. Протяженность в километрах: с севера на юг — 8 тыс. км по меридиану (от широты самой северной точки до широты самой южной точки); с запада на восток — 7,5 тыс. км по параллели (от долготы самой западной точки до долготы самой восточной точки).
Протяженность в градусах: с севера на юг — 72 градуса; с запада на восток — 68 градусов.
Измеряя Африку в километрах или в градусах с севера на юг и с запада на восток, мы получаем приблизительно одинаковые результаты. Следовательно, Африка — равновытянутый континент.
Географическое положение. Самая северная точка материка (мыс Бен-Секка в Тунисе) имеет следующие координаты: 37 градусов 21 минута северной широты и 9 градусов 45 минут восточной долготы. Мыс, таким образом, подходит к югу Европы и находится на широте южной Испании и южной Италии.
Самая южная точка материка (мыс Игольный в ЮАР) — 34 градуса 52 минуты южной широты и 19 градусов 59 минут восточной долготы. Мыс находится на широте южной Австралии; еще мыс грубо приближен к широтам городов Буэнос-Айрес (столица Аргентины) и Монтевидео (столица Уругвая).
Крайняя западная точка находится (мыс Альмади на полуострове Зеленый Мыс в Сенегале) — 14 градусов 45 минут северной широты и 17 градусов 32 минуты западной долготы. Данная точка Африки, что интересно, в градусном отношении недалеко отстоит от самой восточной точки Южной Америки — мыса Кабу-Бранку (Бразилия). Это говорит о том, что по градусной сетке данные материки сближены своими выступами, хотя, по сути, их разделяет широкая акватория Атлантического океана, которая визуально создает эффект значительной взаимной отдаленности континентов. Такой эффект обусловлен еще и взаимным смещением выступов двух континентов по широте.
Крайняя восточная точка материка (мыс Рас-Хафун в Сомали) относительно градусной сетки имеет такие координаты: 10 градусов 26 минут северной широты и 51 градус 23 минуты восточной долготы. Меридиан этой точки проходит через восточный берег Каспийского моря (как видно, Африка относительно не далеко заходит на восток, хоть и бОльшая ее часть находится в Восточном полушарии).
Теперь можно сделать некоторые выводы, касающиеся географического положения Африки относительно всех полушарий (Северного и Южного, Западного и Восточного).
Африка расположена в двух полушариях — Северном и Южном. Визуально экватор делит континент на две равные половины. Но на самом деле это не так: южнополушарная Африка почти в два раза уступает по площади той части континента, которая находится в Северном полушарии. Ширина южной части (от самой западной до самой восточной точки) — 3100 км, а северной (от мыса Альмади до мыса Рас-Хафун) — 7500 км. Диспропорция налицо.
Несмотря на это, по протяженности (от экватора до крайних точек — мысов) две части — северная и южная — приблизительно равны, и поэтому в грубом расчете при изучении зональной структуры данный материк считают равнорасположенным относительно двух озвученных полушарий.
Африка расположена как в Восточном полушарии, так и в Западном. Необходимо отметить, что в Западном полушарии находится приблизительно 1/5 часть материка, и здесь мы уже видим четкую полушарную диспропорциональность (и по площади, и по протяженности), которая дает нам право считать Африку преимущественно восточной частью света. Нулевой (гринвичский) меридиан проходит через город Аккра (столица Ганы).
Африка — единственный материк, который пересекают два тропика — северный и южный; эти параллели являются ключевыми параллелями Земли, наряду с экватором и полярными кругами.
45-е параллели (северная и южная) тоже можно отнести к ключевым, поскольку они расположены между полюсами и экватором. 45-е параллели — климатические границы, которые делят полушария (и Северное, и Южное) на две части — умеренно-полярную и субтропическо-тропическую.
Существуют такое понятие, как крайние островные точки частей света. Что касается Африки, то в этом плане она — исключение. Островов вокруг этого континента крайне мало и почти все они или слишком далеко находятся от Африки, или не имеют достаточных размеров для того, чтобы мы смогли рассмотреть их мысы как крайние островные точки. Есть, правда, остров Мадагаскар (отделенный от Африки Мозамбикским проливом, который считается самым вытянутым в мире), крайняя восточная точка которого находится западнее мыса Рас-Хафун.
Таким образом, само понятие «островная Африка» (как часть света) хоть и существует, но именно для установления крайних островных точек оно не подходит.
Наиболее известные составные части островной Африки — это Мадагаскар, Канарские острова (Атлантический океан), о-ва Зеленого Мыса (А.о.), Коморские острова (Индийский океан), Маврикий (И.о.), Занзибар (И.о.), острова Мадейра (А.о.), Сейшельские острова (И.о.), о-в Святой Елены (А.о.).
Менее известные — о. Сокотра (И.о.), о. Реюньон (И.о.), о. Биоко (А.о.), о. Пемба (И.о.), о. Сан-Томе (А.о.), о. Принсипи (А.о.), о. Родригес (И.о.), о-ва Тристан-да-Кунья (А.о.).
Север Африки полностью омывается водами Средиземного моря. Западное побережье контактирует непосредственно с Атлантическим океаном. Морей на западе материка нет. Средиземное море относится к Атлантическому океану, и поэтому можно сказать, что северная и западная части Африки омываются Атлантикой, а всё восточное побережье — Индийским океаном (на северо-востоке — Красным морем Индийского океана). На юго-востоке Африку отделяет от острова Мадагаскар широкий Мозамбикский пролив. На северо-западе узкий Гибралтарский пролив (ширина которого минимум 14 км) разделяет Африканский континент и Пиренейский полуостров (Испания).
На севере и на северо-востоке материк граничит с Евразией, от которой он отделен двумя морями — Средиземным и Красным. Физически Африка и Евразия соединены Суэцким перешейком (ширина 112 км), но это, в принципе, не играет никакой роли, кроме удобства перемещения с одного материка на другой. Во всех физико-географических и других отношениях эти два материка в достаточной мере разные. Это два сильно не похожих друг на друга мира (то же самое можно сказать и про две Америки — Северную и Южную).
Особенности береговой линии. Контур Африки имеет достаточно мягкие очертания — без резких и глубоких горизонтальных выступов и углублений. Полуостровов и заливов очень мало. Крупнейший знаковый полуостров Африки — Сомали («Африканский Рог»), полностью вмещающий в себя государство с одноименным названием (Сомали). Крупнейший залив — Гвинейский (Атлантический океан).
В целом Африка — удобный континент для изучения именно по причине плавной конфигурации и относительно компактных габаритов.
Длина береговой линии Африки — 3,5 тысячи километров. По отношению к площади это немного. Как известно, длина береговой линии зависит от степени изрезанности побережья и величины материка. Африка — крупный материк (второй после Евразии), но его контур изрезан очень слабо. Поэтому береговая линия этого континента оказывается самой короткой, в сравнении с другими материками. Еще подсчитано, что одна пятая площади Африки удалена от Мирового океана на 1,3 тыс. км.
Практически вся береговая линия Африки обрывистая (это следствие общей выровненной приподнятости континента над уровнем Океана).
Среди прочих географических типов побережья встречаются и такие, которые в ландшафтном смысле представляют наибольший интерес. Так некоторые берега Красного моря (и частично Индийского океана) характеризуются активной жизнедеятельностью кораллов; здесь развиты береговые коралловые ландшафты.
Омываемый водами теплого Мозамбикского течения участок побережья Индийского океана (южнее полуострова Сомали) заселён манграми, особенно в устьях рек, лагунах. Западный берег Мадагаскара практически полностью занят берегами мангрового типа. Частично (в виде небольших ареалов) мангры присутствуют и на берегу Красного моря. На западном побережье Африки мангры развиты не меньше, чем на востоке. Западная полоса мангровых зарослей протягивается от Сенегала до Анголы — от крайнего запада континента вдоль берега Гвинейского залива. В мангровом биоме Африки растут белое и красное мангровые деревья, черный мангр.
Тектоническое строение и рельеф Африки. В целом морфоструктурный профиль этого континента, так же, как и его контур, отличается от остальных материков простотой и однообразием. Средняя высота Африки — 750 метров над уровнем моря. 80% поверхности Африки — это равнины (пластовые, аккумулятивные и цокольные). В основном — возвышенности и плоскогорья (от 200 до 1500 м). Низменности занимают чуть меньше 10% от площади всего материка. Располагаются низменности, главным образом, в приокеанических частях, опоясывая весь материк и спускаясь к побережью и узкими, и широкими полосами. Такая особенность рельефа этого материка не должна удивлять, ведь тектоническая основа Африки — это древнейшая Африкано-Аравийская платформа, фундамент практически всего континента.
Казалось бы, в Африке, как и на других континентах, самые высокие вершины должны иметь горы, расположенные в областях относительно молодой складчатости — в эпигеосинклинальной части Атласа или, по крайней мере, в Капской области. Но именно на этом континенте высочайшие вершины расположены в местах эпиплатформенного горообразования.
Восточная и юго-восточная Африка затронута активным эпиплатформенным орогенезом, который охватил ту часть докембрийской Африканской платформы, которая расположена между рекой Замбези и Красным морем. Именно эта область континента наиболее расчленена и приподнята. Эпиплатформенный пояс Восточной Африки осложнён рифтовой зоной — сложной системой грабенов и горстов с разбросом вертикальных смещений блоков земной коры до нескольких километров. Длина африканской рифтовой системы — 6500 км.
На востоке материка выделяются два крупнейших физико-географических региона — Эфиопское нагорье и Восточно-Африканское плоскогорье, которые являются морфологической проекцией внутренних геологических процессов Восточно-Африканского эпиплатформенного пояса.
В этой части (в пределах Восточно-Африканского плоскогорья) находятся величайшие горы континента, а именно — потухший вулкан Килиманджаро (5895 м) в Танзании, гора Кения (5199 м) в Кении, пик Маргерита (5109 м) на границе Конго и Уганды, вулканическая гора Карасимби (4507 м) в горах Вирунга; в Эфиопском нагорье — гора Рас-Дашэн (4620 м).
Грабены Восточно-Африканской рифтовой зоны заполнены водами озёр с крутыми берегами — Танганьика (наибольшая глубина 1470 м), Рудольф (н.г. 73 м), Ньяса (н.г. 704 м).
Крайний север Африки затронут Альпийско-Гималайским эпигеосинклинальным поясом. В этой части находятся горы Атлас, среди вершин которых особо выделяются вершины Тубкаль (4165 м), Шелия (2328 м), Лалла-Хедиджа (2308 м).
На юге Африки находятся Капские горы (герцинская складчатость), а также Драконовы горы, морфологически (не генетически) слитые с Капскими в одну горную страну. Главная вершина этого региона — Табана-Нтленьяна (3482 м).
От восточной части континента принципиально отличаются север, центр и запад Африки. Здесь располагаются крупнейшие африканские равнины — в частности, котловина (впадина) Конго (синеклиза Африканской платформы), по которой протекает река с одноименным названием. Со всех сторон ее окружают антеклизы и щиты кристаллического фундамента платформы, выраженные в рельефе возвышениями.
Синеклизы северной Африки: Мурзук, Куфра, Тиндуф, Мали-Нигерская, Тауденни, Ливийско-Египетская, Чад. Синеклизы центральной и южной Африки: Конго, Окаванго, Калахари, Карру.
Щиты северной и восточной Африки: Регибатский, Ахаггарский, Нубийский (Нубийско-Аравийский), Леоно-Либерийский, Центрально-Африканский (выступ архейского фундамента), Танганьикский.
В целом плоский рельеф Сахары перемежается с древними платформенными горами Ахаггар (гора Тахат — 2918 м) и Тибести (гора Эми-Куси — 3415 м), которые в картографической топонимике называются или нагорьями, или плоскогорьями. Недалеко от них (восточнее) находятся два плато — Эннеди (1450 м) и Дарфур, в центре которого находится гора Марра (3088 м).
Центральная часть Африки, выходящая к побережью Гвинейского залива, достаточно высоко приподнята в сравнении с соседней котловиной Конго и южными равнинами Сахары. В этой области Африки находится действующий вулкан Камерун (4100 м) и плато Джос (1735 м).
В северо-восточной части Африки у побережья Средиземного моря лежит обширная низменность, включающая в себя впадину Каттара (-133 м) на севере Египта. Наиболее низкая точка Африки — уровень озера Ассаль (-157 м), находящегося в Джибути (небольшая страна на берегу Баб-эль-Мандебского пролива, соединяющего Красное море с Аденским заливом).
На крайнем западе материка у побережья Атлантического океана — сенегальская низменность. На юге материка — впадина Калахари.
Считается, что практически вся Африка, кроме крайнего северо-запада, лежит в пределах одной литосферной плиты — Африканской. Но это одна из точек зрения. Другой подход к этому вопросу определяет восток Африки, после рифтовой зоны, как часть Сомалийской литосферной плиты. А рифтовая зона рассматривается как граница между Африканской и Сомалийской плитами, где они расходятся в противоположных направлениях.
Климатические пояса Африки. Африка ни северной, ни южной частью не заходит в пределы умеренных климатических поясов (хоть и близко подходит к ним), и такое обстоятельство вкупе с другими климатическими особенностями характеризует этот материк как самый жаркий на Земле.
Средиземноморский север Африки находится в зоне сухого субтропического климата; достаточно узкая полоса африканских субтропиков сменяется широкой полосой тропического климатического пояса пустынного подтипа. Каир (столица Египта) находится как раз на границе субтропиков и северного тропического пояса Африки.
Именно в этой тропической полосе, иссушенной перманентной (постоянной) погодой антициклонального типа, находится величайшая пустыня планеты — Сахара. Далее в южном направлении сухой тропический климат постепенно переходит (приблизительно на широте г. Дакар) в обширную зону субэкваториального климата, которая занимает чуть ли не половину площади африканского континента. Субэкваториальная полоса условно делится на северную и южную — в соответствии с местонахождением (в Северном полушарии, в Южном полушарии). На востоке материка в районе экватора две субэкваториальные полосы сливаются друг с другом, образуя при этом единую зону климата субэкваториальной Африки.
Тропические пояса не сливаются. После южнополушарного субэкваториального климата территория Африки оказывается во власти южного сухого тропического климата, полоса которого на севере граничит как с субэкваториальным климатическим поясом, так и с экваториальным, который в Африке занимает относительно небольшую часть (центральный и западный регионы материка — вокруг экватора). Вот так подчас очень необычно атмосферная циркуляция и морские течения делают соседями такие климатические пояса, которые в принципе должны находиться на большом расстоянии друг от друга. И как тут не вспомнить еще более контрастный вариант, наблюдаемый в Евразии, где субэкваториальный климат в горах граничит непосредственно с субтропическим.
Практически всё западное побережье Африки — от экватора и далее на юг — охвачено сухим (пустынным) тропическим климатом.
Экваториальный пояс не заходит на центральный восток Африки, где господствует, как уже отмечалось, субэкваториальный климат с постоянным чередованием сухих и влажных сезонов. На крайнем юге континента регистрируется субтропический климат, представленный двумя подтипами: на востоке пояса — равномерно увлажненные субтропики, на западе — средиземноморские субтропики (сухое лето, влажная зима).
Можно заключить, что Африку пересекает шесть климатических поясов — северный субтропический, северный тропический, субэкваториальный, экваториальный, южный тропический, южный субтропический. Если разделить субэкваториальный пояс на два условных пояса — «северный» и «южный», то всего получается семь климатических поясов. Отличительная климатическая особенность Африки заключается в том, что это единственный материк, расположенный в двух субтропических поясах.
Относительно друг друга пояса расположены зеркально и сменяются в правильном порядке — по классической схеме. Это обусловлено, конечно, равнинным рельефом Африки. Правда, в самой южной части в приокеанических областях такой порядок частично нарушается, и зоны приобретают простирание близкое с субмеридиональному. Но в целом это не существенно.
На зональную ландшафтную структуру восточной части материка влияют три течения: Сомалийское (холодное), Мозамбикское (теплое), на юго-востоке — течение мыса Игольного (теплое). В образовании климата западных (приатлантических) секторов играют роль три течения: на северо-западе — Канарское (холодное), в центре — Гвинейское (теплое), на юго-западе — Бенгельское (холодное). Рядом с Бенгельским течением в противоположную сторону движется теплое Ангольское течение.
Особенности гидрографии Африки. Гидрологическая характеристика любого континента немыслима без установления бассейнов стока рек — то есть тех областей материка, с которых реки собирают воду, прошедшую через геосистемы, и отправляют ее обратно в тот или иной океан. По названию океана дается название и бассейну стока. Гидрологические бассейны материков отделены друг от друга крупными возвышениями рельефа (главными водоразделами).
Довольно большая часть Африки принадлежит бассейну Атлантического океана (1/3), куда несут свои воды такие реки, как Конго (с правым притоком р. Убанги и левым притоком р. Касаи). Это центральная часть Атлантического бассейна. В северо-восточной части данной области стока роль по возврату воды в океан выполняет великая река Нил (самая длинная в мире — 6671 км; площадь бассейна — 2870 тыс. кв. км) и его составные части (р. Белый Нил — нижнее течение Нила, а также правые притоки Нила — р. Голубой Нил и р. Атбара). Нил впадает в Средиземное море.
Западная часть Атлантического бассейна — речные системы Нигер, Сенегал, Вольта, Комоэ; южная часть — речная система реки Оранжевая с правым притоком Вааль.
Восток Африки, где и проходит главный водораздел, в гидрологическом смысле относится к бассейну Индийского океана. В южной части к этой области стока относятся река Замбези с притоками и река Лимпопо. В центре Востока — реки Джубба и Уабе-Шэбэлле. На Замбези находится один из крупнейших водопадов в мире — вдп. Виктория. В Африке вообще встречается достаточно много водопадов; причиной этому служит ступенчатый характер равнинного рельефа (т. н. ступенчатые равнины).
Практически вся Сахара, кроме бассейна Нила, а также западной и восточной части этого региона, относится к области внутреннего стока (бессточной области). Реки и водотоки этой области стекают либо в водоемы, не связанные океаном, либо теряются в песках. Таковы, например, реки Шари и Логон (левый приток Шари), несущие свои воды в озеро Чад. Помимо этого, в центре южной части Африки находится еще одна пустынная область внутреннего стока — Калахари, которая бедна водами в большей степени, чем сахарская бессточная область. Бессточная область занимает 1/3 площади Африки.
Объем годового стока Африки — 5400 куб. километров (третье место среди материков).
Самое крупное озеро Африки — Виктория, находящееся на высоте 1134 метров над уровнем моря. Стоит на втором месте по величине среди пресноводных озёр мира. Площадь озера — 68000 кв. км, глубина — 80 метров. На втором месте по глубине среди озёр мира стоит Танганьика — 1470 метров. Расположено на высоте 773 метра над уровнем моря. Площадь озера — 34000 кв. км. Больше всего озёр, как крупных, так и небольших по площади, находится на востоке материка; в остальных его частях крупные озёра встречаются очень редко.
Ландшафтные зоны Африки. Произнося слово «Африка», большинство из нас представляет бесконечную равнинную саванну с высокой травянистой растительностью, отдельно стоящими баобабами и зонтиковидными акациями. И это неспроста, ведь ландшафты саванн и редколесий занимают около половины площади этого континента, а точнее — 40%. Но обо всём по порядку.
В физической географии существуют такие понятия, как «географический (ландшафтный) пояс» и «климатический пояс». Разница между ними состоит в том, что границы географических поясов установлены по границам определенных ландшафтных зон, и одна природная зона не может пересекать несколько ландшафтных поясов. Это закон. Климатические же пояса свободны от этого: одна природная зона может находиться в нескольких климатических поясах.
Поэтому понятие «географический пояс» имеет четкие геоботанические границы, в отличие от климатических поясов, границы между которыми размыты, поскольку в постоянно движущейся атмосфере трудно что-либо разделить и определить.
К слову сказать, проще и удобнее было бы взять за основу выделения и климатических поясов только границы природных зон, поскольку ландшафтные зоны (их размеры, очертания и географическое простирание) — продукт определенного климата (в наименьшей степени — петрографии, т. е. вещественного состава поверхности). В таком случае климатические пояса совпадали бы с географическими поясами, что принесло бы и теоретической, и практической географии большую пользу.
Мы будем отталкиваться именно от понятия «географический пояс» при рассмотрении природных зон континентов. Африка находится в трех географических поясах — северном субтропическом, тропическом и южном субтропическом.
Природные зоны северного субтропического пояса следующие. На равнинах: средиземноморские леса, редколесья и кустарники; кустарниковые пустыни. В горах: степные редколесья и кустарники.
В тропическом географическом поясе равнинной Африки представлены три типа ландшафтных зон: экваториально-субэкваториальные леса (некоторые ученые называют их влажными тропическими лесами); саванны; собственно тропические леса.
Ландшафтная зона экваториально-субэкваториальных лесов находится в центре Африки в районе экваториального климата и примыкающей к нему области субэкваториального климата. Данная зона делится на две подзоны: подзона влажных экваториальных лесов (гилея), или просто экваториальные леса; подзона сезонно-влажных лесов (переменно-влажных), или просто субэкваториальные леса.
В субэкваториальном климате расположена и типичная африканская ландшафтная зона — саванна, занимающая огромные площади на континенте.
Переход от зоны гилей и сезонно-влажных лесов к саваннам выглядит следующим образом. Экваториальные леса к северу и югу от своего основного ареала расходятся отрогами по речным долинам, на водоразделах уступая место уже переменно-влажным лесам и пятнам саванны. Далее саванновых ландшафтов становится всё больше и больше, и, в конце концов, переменно-влажные леса исчезают.
Ландшафтная зона саванны тоже делится на две больших подзоны: субэкваториальные высокотравные саванны; субэкваториально-тропические опустыненные (сухие) саванны (сахель).
По мере увеличения степени засушливости климата (к северу и югу) классические высокотравные саванны переходят в пустынные саванны; последние сменяются полупустынями, которые постепенно исчезают в пустых землях Сахары. Вообще, все пустыни Африки, главные из которых Сахара, Калахари и Намиб, занимают довольно большую площадь — около 20 млн. кв. км. Сахара — 9 млн. кв. км (1/3 Африки).
Неоднократно высказывалась точка зрения, что опустыненные саванны — это естественные африканские ландшафты, в то время как высокотравные саванны возникли на месте уничтоженных лесов, которые не смогли восстановиться по той лишь причине, что там появилось большое количество копытных животных, вытаптывающих и по сей день эти участки.
В полосе южного тропического климата Африки встречаются не только пустыни и саванны, но и полноценные леса, примыкающие к побережью Мозамбикского пролива. Называются они тропическими переменно-влажными листопадно-вечнозелеными лесами. Это емкое название полностью их характеризует. Усиленное антропогенное давление на юго-восточные территории Африки приводит к постепенному исчезновению данной лесной зоны (такая же ситуация характерна и для переменно-влажных лесов). Южнее эти леса сменяются субтропическими редколесьями.
В южном субтропическом поясе насчитывается несколько типов природных зон. На равнинах это: постоянно влажные леса, средиземноморские леса и кустарники, саванновые редколесья, сухие степи, кустарниковые полупустыни, кустарниковые пустыни. В горах: лесо-луговая зона, степное редколесье.
Физико-географическое районирование Африки. Как и любой другой континент, Африку можно разделить на несколько крупных частей, отличающихся друг от друга морфоструктурным профилем (и, следовательно, климатом):
1. Северная Африка
2. Южная Африка
3. Центральная Африка
4. Восточная Африка
Характерные отличительные особенности Северной Африки — сухой тропический климат и преобладание относительно простого выровненного рельефа, который, в принципе, редко прерывается возвышениями того или иного типа. В Северной Африке можно выделить следующие ландшафтные страны (с севера на юг): Атлас, Сахара, Судан.
Атлас включает в себя такие физико-географические области, как: Телль-Атлас, Высокий Атлас, Средний Атлас, Сахарский Атлас, Высокие плато, Эр-Риф (Рифский Атлас), Антиатлас.
В Сахаре физико-географические области выделяются на основании различий в рельефе, структуре земной коры, в петрографии поверхности. Пример отдельных областей Сахары: платформенное нагорье Тибести, Ахаггар, плато Эннеди, плато Дарфур и др. На севере можно выделить примыкающие к Атласу участки Сахары — Большой Восточный Эрг и Большой Западный Эрг. Это песчаные массивы крупных размеров. На востоке севера выделяются Ливийская пустыня и Нубийская пустыня.
Судан — это физико-географическая страна Африки, находящаяся южнее Сахары и протягивающаяся от Атлантического океана до левых притоков р. Нил (до Эфиопского нагорья). На юге Судан доходит до правых притоков р. Конго. Площадь этой страны — 5 млн. кв. км. Это равнинная зона типичных африканских саванн, которые к югу сменяются высокотравными саваннами и галерейными тропическими лесами, состоящими из листопадных и вечнозеленых пород. Судан считается самым благоприятным регионом Африки для проживания и ведения сельского хозяйства.
В Южную Африку включают следующие четко обособившиеся ландшафтные страны: Южно-Африканское плоскогорье, Капская страна.
Центральная Африка делится на такие ландшафтные страны, как Конго, Северная Гвинея.
Восточная Африка резко выделяется на фоне остальных частей материка рельефом и включает в себя следующие ландшафтные страны: Восточно-Африканское плоскогорье, Эфиопское нагорье (вместе с полуостровом Сомали), Мадагаскар (остров).
Физическая география океанов
Общие сведения о Мировом океане. Мировой океан состоит из четырех океанов: Атлантический, Индийский, Тихий, Северный Ледовитый.
Океан — это крупнейшая часть Мирового океана, ограниченная берегами материков и представляющая собой стабильное скопление морской воды в океанической впадине.
Между океанами существуют естественные водные разделы — проливы, по центру которых на картах проведены и условные границы в виде прямых линий.
Самый большой по площади океан — Тихий. Наименьшую площадь Мирового океана занимает Арктический океан (Северный Ледовитый).
В отличие от суши, океаническое пространство представляет собой единый мегаводоем морского типа — океаносферу.
Континентальное пространство, как уже было отмечено, тоже могло бы не иметь разрывов, но, хочется нам того или нет, всевозможные проливы (среди которых особо выделяются Берингов и пролив Дрейка, а также проливы Индонезии) разъединили сушу на четыре части — Америку, Афроевразию, Антарктиду и Австралию.
Недавно предложили выделять пятый по счету океан — Южный. Он состоит из южных акваторий трех океанов и опоясывает Антарктиду. Это альтернативный океан, и, в сущности, он не может быть определен как самостоятельный водоем. Хотя специфика его водного режима ввиду близости Антарктиды и циркуляции атмосферы, конечно, позволяет нам говорить о нем, как об океане, пусть и не совсем «полноценном» в гидрологическом и геологическом плане.
Общегеографические сведения об океанах
Об особенностях определения размеров и географического положения океанов, а также о типах береговой линии материков и океанов говорилось ранее. Поэтому в данной теме мы рассмотрим только общие черты горизонтальной дифференциации океанов.
Каждый океан состоит из определенных горизонтальных частей: собственно океана, морей, заливов, проливов. Еще к частям океана относятся острова. Чисто океаническая акватория — это так называемый «истинный» океан, который занимает основную площадь любого океана, кроме Северного Ледовитого, в котором моря по площади превалируют над независимой океанической поверхностью. Остальные части океана, заполняющие вогнутости береговой линии суши (внутри материка или острова, между материками и т. д.), значительно в нее вдаваясь и тем самым обретая некую самостоятельность, называются или морями, или океаническими заливами. Проливы, разделяющие океаны, по правде сказать, не относят конкретно к тому или иному океану, а считают их составной частью всего Мирового океана.
Проливы в Мировом океане. Пролив — это часть Мирового океана, соединяющая два бассейна и разделяющая два участка суши. В соответствии с этим определением мы можем дать исчерпывающую океанографическую классификацию проливов.
По отношению к Мировому океану все проливы делятся на две группы:
1. Межокеанические, соединяющие два океана: пролив Дрейка, Берингов пролив и др. 2. Внутриокеанические, соединяющие бассейны внутри одного океана: открытую часть океана с другой открытой частью океана (Мозамбикский пролив); море с морем (пролив Дарданеллы, пролив Босфор и др.); открытую часть океана с морем (Гибралтарский пролив и др.); открытую часть океана с заливом (пролив Белл-Айл); залив с морем (Баб-эль-Мандебский пролив); залив с заливом (Ормузский пролив) и др.
По отношению к суше все проливы делятся на четыре группы:
1. Межконтинентальные, разделяющие два материка (Гибралтарский пролив, Берингов пролив и др.). 2. Межостровные, разделяющие два острова (Наветренный пролив, пролив Бонифачо, пролив Кука, Датский пролив и др.). 3. Континентально-островные, разделяющие материк и остров (Юкатанский пролив, Мессинский пролив, Камчатский пролив, пролив Белл-Айл и др.). 4. Внутриконтинентальные, разделяющие крупные части одного материка (Ормузский пролив, пролив Отранто, проливы Скагеррак и Каттегат и др.).
Еще все проливы в морфологическом аспекте возможно разделить следующим образом. По ширине: относительно широкие, относительно узкие. По длине: относительно длинные, относительно короткие. По глубине: относительно глубокие, относительно мелкие.
Помимо этого, различают проливы трех функциональных типов:
1. Одновременно-обменные проливы, в которых одновременно наблюдаются течения противоположных направлений: а) одноуровневые обменные проливы (фиксируются поверхностные течения, направленные навстречу друг другу, но проходящие у разных берегов) — пролив Дейвиса и др.; б) разноуровневые обменные проливы (наблюдаются течения, направленные навстречу друг другу, но проходящие на разной глубине) — пролив Босфор, Гибралтарский пролив и др. 2. Разновременно-обменные проливы (это проливы, где наблюдается одно течение, направление которого периодически меняется на противоположное — в зависимости от того, куда дует ветер; известный пример — Керченский пролив). 3. Проточные проливы (в которых постоянно наблюдается течение в одном направлении) — Флоридский пролив и др.
Моря. Море — крупная часть океана, вдающаяся в сушу и отделенная от него высокими подводными хребтами и отдельными горами, грядами островов или достаточно узкими проливами. Такие особенности делают море в той или иной степени замкнутым водоемом, с собственным водным режимом, биологическим миром и другими характеристиками. Своеобразие моря зависит от того, насколько сильно оно отделено от открытого океана.
В Тихом океане насчитывается приблизительно 25 морей — 20 официально признанных и несколько неопределенных акваторий, которые местные жители называют морями. Являются ли они таковыми, покажет время. Моря, обладающие в научном мире «легальным» статусом, имеют следующие названия: Японское море, Яванское, Южно-Китайское, Тасманово, Филиппинское, Фиджи, Соломоново, Сулавеси, Сулу, Охотское, Росса, Серам, Банда, Берингово, Беллинсгаузена, Восточно-Китайское, Желтое, Коралловое, Молуккское, Новогвинейское.
В Атлантике — 19 морей, включая «моря» Средиземного моря: Адриатическое, Ионическое, Тирренское, Эгейское, Балеарское, Лигурийское, Альборан.
Атлантические моря: Азовское, Черное, Мраморное море, Средиземное, Балтийское море, Северное море, Норвежское море, Ирландское море, Карибское море, Саргассово море, Лабрадор, Уэдделла, Скоша.
Индийский океан имеет небольшое количество морей: Андаманское, Аравийское, Тиморское, Красное, Арафурское.
Северный Ледовитый океан насчитывает 10 морей: Чукотское, Восточно-Сибирское, море Лаптевых, Карское, Баренцево, Белое, Норвежское, Гренландское, море Баффина, Бофорта.
Океанические заливы. Океанический залив — это часть океана, вдающаяся в сушу, но свободно с ним сообщающаяся. По этой причине океанические заливы, в отличие от морей, мало чем отличаются от открытых частей океана. Все основные свойства вод океана распространяются и на заливы в полной мере. Достаточно просто посмотреть на Гвинейский залив или на Большой Австралийский залив, чтобы увидеть разницу между морями и заливами.
В океанических заливах наблюдается прибой такой же силы, как и на побережьях, выступающих в открытый океан. Опять же, это очень хорошо просматривается по Гвинейскому заливу, на побережье которого наблюдается сильный океанский прибой (калема) с большим взбросом — 30 метров.
Существует некая историческая путаница в определениях морей и заливов, которая не устранена и по сей день. Например, Мексиканский залив, который когда-то давно по незнанию был назван заливом, на картах так им и остался. Но в гидрологическом отношении он является морем. То же самое можно сказать и про Персидский залив, Бенгальский, Гудзонов залив и др.
Классификация морей. По степени обособленности от открытого океана моря делят на три основных типа: внутренние, окраинные, межостровные.
Внутренние и окраинные моря объединяются в одну группу — приконтинентальные моря.
Внутренние моря — это акватории, глубоко вдающиеся в материки (то есть замкнутые со всех сторон сушей) и отделенные от основной акватории океана или соседнего моря узкими проливами (одним или несколькими) или относительно широкими проливами (которых может быть тоже несколько), не позволяющими морям свободно контактировать с океаном.
Все внутренние моря делятся на внутриматериковые и межматериковые. Внутриматериковые моря располагаются внутри одного континента, межматериковые — между двумя континентами. Примеры внутриматериковых морей: Черное, Азовское, Белое, Мексиканский залив, Гудзонов залив и другие. Межконтинентальные моря: Средиземное, Красное.
В зависимости от степени замкнутости все внутренние моря можно разделить на две категории: 1) средиземные моря (со всех сторон замкнутые сушей и сообщающиеся с океаном или с другим морем посредством узкого пролива: Красное море, Средиземное море, Черное море и др.); 2) полузамкнутые моря (со всех сторон замкнутые сушей, но сообщающиеся с океаном или другим морем посредством относительно широких проливов (одного или нескольких) или через множество узких межостровных проливов; некоторые исследователи к морям такой категории относят Мексиканский залив, Гудзонов залив, Южно-Китайское море, Желтое море, Охотское море и др.).
Окраинные моря делятся на две категории: типично окраинные (открытые) и полуоткрытые.
Типично окраинные моря имеют много общего с океаническими заливами, поскольку моря этой категории в большинстве случаев не замкнуты сушей (т. е. просто прилегают к ней или вдаются, но совершенно не глубоко) и сообщаются с океаном с помощью широких проливов или океанических пространств. В некоторых случаях типично окраинные моря могут достаточно глубоко «заходить» внутрь континента, но в любом случае контактируют они с океаном посредством обширных акваторий. Следовательно, подступ к таким морям у океана относительно свободный, чтобы достаточно сильно на них воздействовать. Типично окраинные моря обосабливаются в основном за счет крупных возвышений океанического дна. Примеры: Коралловое море, Тасманово море, Бенгальский залив, Норвежское море, Баренцево море, Чукотское море, Восточно-Сибирское море и др.
Полуоткрытые окраинные моря отделены от океана или соседних морей преградой в виде густого или редкого скопления островов различных размеров. Моря этой категории не так свободно сообщаются с океаном, как типично окраинные моря. Примеры: Карибское море, Японское море, Восточно-Китайское море, Берингово море и др.
Окраинные моря расположены на шельфе материка и на материковом склоне, и, значит, геологически относятся к континенту. Глубокие окраинные моря выходят за пределы шельфа и склона (об этом позднее).
В окраинных морях и в некоторых полузамкнутых морях наблюдаются океанические течения. Это говорит о слабой изолированности морей этих категорий от открытого океанического пространства.
Систематизация морей — вопрос, который только кажется простым. Иногда бывает очень трудно отличить (даже на карте) полузамкнутое море от полуоткрытого: слишком неоднозначные критерии используются для классификации морей по степени обособленности от океана. Это еще усложняется и тем, что по поводу классификации морей высказывается много субъективных точек зрения, которые подчас явно противоречат друг другу.
Межостровные моря — это океанические бассейны, отделившиеся кольцом островов. Как правило, в открытых частях океана острова не могут основательно изолировать какой-либо его участок от основной водной массы, и поэтому все межостровные моря лежат в непосредственной близости от континентов и крупных островов. Типичный пример — Филиппинское море. Очень ярко себя проявляют моря такого типа в Малайском архипелаге: Яванское море, Флорес, Сулавеси, Банда и другие моря близлежащих регионов.
В Атлантическом океане существует одно интересное море — Саргассово. Оно находится приблизительно в центральной части Северной половины океана и не имеет сухопутных берегов. Но в таком случае возникает вопрос: на основе чего оно выделяется?.. Всё очень просто: границами этого моря служат морские течения, огибающие его со всех сторон. Они ограждают море от прямого влияния вод океана, создавая внутри него особые гидрологические и биологические условия. Море сплошь покрыто водорослями, придающими ему уникальный внешний вид.
Любое море, даже если оно сильно замкнуто (окружено сушей), конечно, не является полностью независимым водоемом. Даже через очень узкие проливы океан постоянно сообщает морю о своем состоянии. Всё, что происходит с океаном, в значительной степени передается и морю. Яркий пример — приливы и отливы, которые существуют даже в Азовском море — самом удаленном море от открытых частей Мирового океана.
Все моря и океанические заливы состоят из морских заливов, которые в океанологии считаются частями Мирового океана второго порядка.
Существуют и моря второго порядка. Это небольшие морские бассейны внутри более крупных самостоятельных морей или океанических заливов. Как тут не вспомнить про Средиземное море, насыщенное морями второго порядка, которые были перечислены выше.
Заливы морских заливов и морей второго порядка — части Мирового океана третьего порядка.
Острова. В географическом смысле все острова (даже материкового происхождения) являются частями океана.
Острова — это относительно небольшие участки суши в океане, окруженные со всех сторон водой. По своему положению делятся на материковые, острова переходных областей и собственно океанические.
Материковые (континентальные) расположены на подводной окраине материков. Они образуются двумя путями: 1) отделением массива суши от материка в результате тех или иных тектонических движений (к таким островам относятся самые крупные острова — Гренландия, Мадагаскар и другие); 2) аккумулятивной деятельностью волн и течений.
Острова переходных областей в основном имеют вулканическое происхождение; реже — коралловое (в наиболее теплых частях океана). Вулканы переходной области, как говорилось, возвышаются над водой, образуя острова.
Океанические острова — это возвышения над поверхностью океана подводных гор и хребтов океанического ложа. В частности — это выходы срединно-океанических хребтов. Например, Исландия — это северная часть срединно-атлантического хребта. Эти острова имеют в большинстве случаев вулканическое и коралловое происхождение (в тропиках).
Итак, как видно, все острова по генезису можно разделить на: коренные (материковые), вулканические, коралловые, намывные.
Низменный (почти плоский) коралловый остров кольцевидной формы называется атоллом. В его центре находится лагуна, практически не сообщающаяся с океаном. Один из типичных примеров — остров Клиппертон, находящийся в северо-восточной части Тихого океана.
Группа близкорасположенных островов называется архипелагом. Самый большой архипелаг — Малайский. Архипелаги, сливаясь, образуют скопление островов. В Тихом океане существует самое большое скопление островов, называемое Океанией. Она состоит из множества архипелагов; некоторые из них находятся друг от друга на значительном расстоянии. Климат Океании очень мягкий — без изнуряющей жары, резких перепадов сезонных и суточных температур, сильных ветров и высокой влажности.
На океанических и морских островах не редки различные водотоки; а также водоемы — соленые и пресные, крупные и не очень — то есть точно такие же, как и на материках.
Рельеф и морфоструктуры океанического дна
Океаническая геология — самая сложная отрасль знаний о природе Земли. Это связано с труднодоступностью океанического дна. Океаническое дно состоит из следующих элементов подводного мегарельфа:
1. Подводная окраина материка
2. Ложе океана
3. Срединно-океанические хребты
4. Переходные зоны (современные геосинклинали)
Подводная окраина материка. Подводная окраина материков состоит из следующих элементов подводного макрорельефа: шельф, материковый склон, материковое подножие.
Рассказ о рельефе океанского дна следует начать с того, что кромка воды на побережье какого-либо океана — это отнюдь не конец материка. Материк продолжается и под океаном, постепенно переходя в океаническое ложе. Такие части материков (от уреза воды до океанического ложа) называются их подводной окраиной.
В геологическом смысле подводная окраина относится к материку, но поскольку она находится под морской водой, эту часть изучают как крупнейший элемент мегарельефа океанического дна. С ней могут сравниться только ложе океана, срединно-океанические хребты и переходные зоны (современные геосинклинали) — другие крупнейшие морфоструктурные единицы планетарного рельефа океанического дна.
Подводная окраина состоит из шельфа, материкового склона и материкового подножия. Шельф — затопленная часть материковой платформы. Рельеф его, само собой разумеется, преимущественно равнинный. Он оканчивается бровкой и переходит в континентальный склон. Эти склоны представляют собой зону морского дна уже со значительным уклоном поверхности, в отличие от шельфа. В целом склоны имеют ступенчатое строение и характеризуются многочисленными подводными каньонами. Далее идет материковое подножие — плавный переход от материковой земной коры к океанической.
Ложе океана. Ложе океана состоит из следующих элементов подводного макрорельефа: абиссальные котловины, подводные хребты и горы.
Равнинные участки ложа океана, или котловины, расположенные на подводных платформах (талассократонах), имеют в своем основании уже океаническую земную кору. Они — подобие наземных равнин. Абиссальные котловины характеризуются холмистой поверхностью или относительно плоской; разделяются они горными хребтами (в том числе и срединно-океаническими) и прочими линейно вытянутыми возвышенностями морского дна. Помимо всевозможных хребтов и возвышенностей, разделяющих котловины, на таких глубинах могут встречаться отдельные горы, плато, гайоты (плосковершинные горы), вулканы и другие образования такого типа. Все подводные горы, хребты и прочие возвышения (кроме срединно-океанических хребтов) наравне с абиссальными котловинами принадлежат ложу океана.
Итак, рельеф океанического ложа состоит из котловин, хребтов, возвышенностей всех типов и отдельных гор.
Срединно-океанические хребты. Рассмотренные выше горные хребты, разделяющие котловины, представляют собой некое подобие наземных хребтов. Но к ним не относятся срединно-океанические хребты (СОХ), имеющие совершенно иное происхождение. Они являются отдельными (самостоятельными) морфоструктурными единицами мегарельефа океанического дна. Это зоны разрыва земной коры. В результате расхождения литосферных плит на дне океана образуется рифтовая зона, через которую происходит постоянный выброс магматического материала. За счет него наращиваются хребты, которые, соединяясь, протягиваются через весь Мировой океан. В каждом океане существует своя система срединных хребтов. Все хребты всех океанов совмещены между собой в одну разветвляющуюся систему, рассекающую весь Мировой океан.
Срединно-океанические хребты в Мировом океане являются подвижными поясами (рифтового рода).
Переходные зоны. Современные геосинклинали, или переходные области, — еще одни тектонические структуры (элементы мегарельефа) океанического дна. Наряду со срединно-океаническими хребтами переходные зоны являются подвижными поясами Мирового океана (геосинклинального рода). В рельефе они выражены островными дугами, глубоководными желобами и котловинами глубоких окраинных морей (некоторые окраинные моря, имеющие большую глубину, затрагивают котловины переходных зон — другой тип океанических котловин).
Таким образом, переходные зоны состоят из следующих структурных элементов подводного макрорельефа: котловина окраинного моря, островная дуга, глубоководный желоб.
Котловина переходной зоны, островная дуга и глубоководный желоб — это одна цельная система. Она примыкает непосредственно к подводной окраине материка. Подводная окраина граничит с котловиной переходной зоны. Далее котловину сменяет островная дуга. Это высокий подводный горный хребет, вершины которого возвышаются над океаном и образуют острова. Дуги отделяют котловины от желобов. Желоб, в свою очередь, — это граница между всей переходной зоной и ложем океана. Он представляет собой узкую и резкую впадину. Это самые глубокие части мирового океана. Глубина Марианского желоба — приблизительно 11 тысяч метров.
Желоба. В Тихом океане, помимо Марианской впадины, существуют еще несколько крупных желобов: Тонга (глубина — 10 882 метра), Филиппинский (10 265 м), Кермадек (10 047 м), Курило-Камчатский (9 873 м), Идзу-Огасавара (9 810 м), Волкано (9 157 м), Яп (8 967 м), Чилийский (8 180 м), Нансей (7 790 м), Алеутский (7 885 м), Перуанский (6 601 м), Центральноамериканский (6 639 м).
В Атлантическом океане таких впадин значительно меньше: Пуэрто-Рико (8440), Южно-Сандвичев желоб (8 325 м), Романш (7 820 м), Кайман (7 090 м). В Индийском океане — Зондский желоб (7 729 м).
Как видно, Тихий океан отличается наибольшей тектонической активностью и расчлененностью земной коры. Это говорит о том, что этот океан является главной площадкой для формирования земной коры континентального типа. На месте некоторых акваторий Тихого океана в будущем должны появиться участки суши, которые присоединятся к уже существующим континентам и крупным островам, еще больше увеличив их площадь.
Климат океанов
Климат открытых частей океана по определению является океаническим, даже если они находятся в тропических широтах. Во всем остальном генетическая классификация климатов над океанами такая же, как и над материками: арктический пояс, умеренный, субтропический, тропический, субэкваториальный, экваториальный — и в обратном порядке до антарктического пояса включительно.
Когда мы говорим о климате океанов, то это понятие в данном случае двойственное. Существует так называемый «климат» водных масс, характеризующийся определенной среднегодовой температурой водной поверхности океана. Этот признак практически полностью зависит от того, в каком климатическом поясе расположена та или иная акватория океана.
Поверхностные водные массы океана, имеющие приблизительно одинаковую среднегодовую температуру воды, объединяются в аналогичные широтные океанические зоны — от арктической (антарктической) до тропической включительно. Единая обширная тропическая зона включает в себя океанические акватории, расположенные не только в тропических климатических поясах, но и в субэкваториальных и экваториальных поясах.
Что касается океанических течений, то здесь можно провести параллель с циркуляцией атмосферы. Циркуляция водных масс (то есть морские течения) — мощный механизм передачи тепла и энергии в водной среде, как и циклоны, антициклоны, пассаты, муссоны, которые перераспределяют тепло и энергию в воздухе. Следовательно, «климат» определенной океанической зоны зависит не только от количества радиационного и атмосферного тепла, поступающих в течение года, но и от того, какие течения постоянно проходят через нее.
Свойства вод океана
К свойствам океанической воды относят все ее физико-химические характеристики: температура, соленость (химический состав), плотность, движения.
Температура вод. В любом водоеме температура воды понижается с глубиной. И Океан — не исключение. Но эту простую схему усложняет широтно-зональное распределение солнечной радиации по поверхности океана, циркуляция атмосферы и циркуляция водных масс, в том числе глубинных, а также — апвеллинг (подъем глубинных вод к поверхности). Учитывая все эти факторы, предсказать, как быстро будет меняться температура воды с глубиной в той или иной части Мирового океана, практически невозможно.
Соленость и плотность вод. Соленость всего Мирового океана составляет приблизительно 35 ‰. В разных частях Океана она, конечно, разная. Самое соленое море — Красное; наименее соленое — Балтийское. Степень опресненности зависит от того, насколько тесно море контактирует с пресными водами — реками, ледниками и т. д. Помимо этого, на соленость оказывает влияние климат: в тропиках из-за сильного нагрева вода интенсивно испаряется, оставляя в море те вещества, которые были в ней растворены; отсутствие рек в пустынных тропиках усугубляет положение — расход пресной воды на испарение почти не компенсируется стоком речных вод. Поэтому соленость в целом возрастает по направлению к тропическим широтам. Плотность вод зависит от температуры и солености.
Движения вод. По динамике и направленности различают три вида движения океанических вод: колебательные движения (ветровые и сейсмические волны, приливно-отливные колебания и др.); горизонтальные движения (течения); вертикальные движения (опускание и подъем морских вод).
Все колебательные движения морской воды можно назвать волнами. По происхождению различают три основных вида волн: ветровые волны, сейсмические волны, приливные волны.
Ветровые волны возникают при трении ветра об водную поверхность.
В результате моретрясений (подводных возмущений грунта) возникают цунами — сейсмические волны, обладающие мощной разрушительной силой.
Каскад волн, постоянно разбивающихся о берег, называют прибоем, который, естественно, постепенно разрушает горные породы, составляющие береговую линию. Процесс дробления прибрежных пород волнами называется абразией.
Приливы и, соответственно, отливы тоже относятся к колебательным движениям морской воды. Эти явления объясняются гравитационным взаимодействием Земли и Луны. Приливно-отливные явления наблюдаются даже в самых отдаленных уголках Мирового океана (например, в Азовском море).
Морское течение — это движение морской воды в горизонтальном направлении. Течения могут быть вызваны разной плотностью воды, ветром и другими причинами.
По относительной температуре различают течения: относительно теплые, относительно холодные, нейтральные. По степени солёности: относительно соленые, относительно пресные. По глубине различают течения: поверхностные, подповерхностные, срединные, глубинные, придонные.
По степени изменчивости: устойчивые (никогда не меняющие направление и скорость); периодические (меняющие направление и скорость); эпизодические.
Наиболее трудным оказывается вопрос происхождения течений. Даже на сегодняшний день нельзя сказать, что эта тема является прозрачной на все сто процентов. На данном этапе развития океанологии ученые выделяют восемь причин, которые способствуют перемещению поверхностных водных масс в горизонтальном направлении. В соответствии с этими причинами все поверхностные течения можно разделить на шесть типов (пять генетических типов и один функциональный):
1. Ветровые течения (обусловленные соприкосновением ветра с водной поверхностью). Делятся на два подтипа: а) дрейфовые (вызванные постоянными ветрами); б) сезонно-ветровые (вызванные сезонными ветрами).
2. Гравитационные течения (обусловленные наклоном водной поверхности океанического бассейна в результате поступления воды извне). Делятся на два подтипа: а) стоковые (отток морской воды из океанического бассейна под давлением пресных вод, поступающих с суши, а также — в результате выпадения обильных осадков над океаном и др.); б) сточные (отток морской воды из океанического бассейна под давлением морских вод, поступающих из другого океанического бассейна).
3. Компенсационные (функциональный тип; это течения, компенсирующие отток морской воды из определенного океанического бассейна; могут иметь любое происхождение).
4. Бароградиентные течения (спровоцированные разницей в атмосферном давлении).
5. Конвекционные (плотностные) — течения, возникающие из-за неравномерного распределения плотности воды.
6. Приливные течения (обусловленные действием прилива).
Морские течения оказывают большое (иногда решающее) воздействие на климат суши.
Физико-географическое районирование океана
Зональное районирование. Зональное физико-географическое районирование предусматривает разделение поверхности океана на широтные пояса, отличающиеся друг о друга различными гидрологическими характеристиками (в первую очередь среднегодовой температурой воды — т. е. «климатом» водных масс) и биологической продуктивностью. Океанический пояс выделяется в приблизительном соответствии с климатическим поясом.
Важно: от океанических поясов, как зонально однородных единиц районирования, отличаются океанические зоны, которые выделяются только на основании различий в среднегодовой температуре воды поверхности океана.
Физико-химическое и биологическое состояние поверхностных водных масс передается и нижележащим слоям (срединным и глубинным). Состояние всей водной толщи океана, естественно, проецируется на океаническое дно. Следовательно, на дне можно выделить донные широтные пояса, которые являются «проекцией» поверхностноводных широтных поясов.
Донные пояса отличаются друг от друга, главным образом, составом геологических отложений (илов), которые тоже подчиняются мировому закону широтной зональности.
Поверхностноводные и донные океанические пояса сменяют друг друга в направлении от полюсов к экватору. Вкупе это явление называется широтной океанической зональностью, которая представлена, как видно, двумя вариантами — поверхностноводной зональностью и донной.
На дне Океана, однако, развивается не только широтная зональность, но и провинциальная зональность, о которой речь пойдет ниже.
Провинциальная зональность океанического дна. Какой-либо основной глубинный ярус океана (сублитораль, батиаль, абиссаль) отличается от другого яруса характером осадконакопления. В связи с этим любой донный пояс можно разделить на донные провинции: сублиторальные, батиальные, абиссальные, ультраабиссальные.
В отличие от донных поясов, донные провинции различаются не только характером литогенеза и отложениями, но и особенностями органического мира, физическими и химическими свойствами придонного слоя воды.
Донные провинции сменяют друг друга в направлении от береговой линии какого-либо материка к срединным частям Океана. Эта закономерность и называется провинциальной зональностью океанического дна.
Изменение характера морского осадконакопления (литогенеза), как, впрочем, и других донных и придонных зональных явлений и компонентов, в направлении от материков к срединным частям Океана связано с изменением глубины (т. е. с возрастающим удалением дна от поверхности Океана) и с удалением дна непосредственно от близлежащего материка.
*Почва в океане. Геологические отложения океанического дна некоторые специалисты называют «почвой» океана.
Можно отметить в целом, что почвенный слой в океане не существует в том виде, в каком мы привыкли видеть его на суше. Все-таки это водная среда, при этом достаточно агрессивная, «пересоленная», плюс особые условия осадконакопления — всё это не способствует образованию настоящей классической почвы.
Почва в океане — это механическая смесь органических и неорганических осадков. Толща океанической воды сплошь «пропитана» всевозможными частицами, которые постоянно оседают на дно. Неорганический материал поступает в основном с материков, а органика образуется преимущественно в самой воде.
*Растения в океане. Растения океана (среди которых преобладают водоросли) могут находиться в блуждающем состоянии, а могут успешно прикрепляться к грунту (из самого грунта они не растут, как на суше).
Растения, перемещающиеся под действием течений, называются планктонными. Это в основном примитивные водоросли.
Растения, закрепившиеся на дне, называются бентосными. В зависимости от того, к чему прикрепляются бентосные растения, они делятся на: эпилиты (крепятся к жесткому грунту — камням, скалам); эпипелиты (крепятся к рыхлому грунту); эпифиты (живут на других растениях); эндолиты (врастают в раковины моллюсков, панцири ракообразных, в известковый грунт); эндофиты и паразиты (водоросли, живущие внутри других растений).
Выделение поверхностноводных и донных поясов в океане относится к зональному районированию.
Азональное районирование океана. Основывается на выделении донных морфоструктур. Дифференцируя дно океана на элементы подводной окраины материков, океанического ложа, переходных зон и срединно-океанических хребтов, возможно установить крупные регионы физико-географического районирования дна океана.
Атлантический океан (краткая характеристика)
Размеры. Атлантический океан стоит на втором месте по величине после Тихого океана. Несмотря на такую позицию, Атлантика по площади и по объему примерно в два раза меньше Тихого океана. Площадь Атлантического океана (вместе с его морями) — 91,6 млн. кв. км; объем — 329,7 млн. куб. км.
Крайние точки. Все крайние точки Атлантического океана, в отличие от других океанов, «упираются» в сушу.
Крайняя северная точка — мыс Брустер на восточном побережье о. Гренландия — имеет следующие координаты: 70°08 с. ш. и 22°03 з. д. Крайняя южная точка расположена на побережье Антарктиды (южная оконечность моря Уэдделла) — 78°07 ю. ш. и 43°21 з. д. (или 78°00 ю. ш. и 44°20 з. д.) Крайняя западная точка находится на побережье Мексиканского залива в районе лагуны Сан-Андрес — 22°44 с. ш. и 97°49 з. д. Крайняя восточная точка — восточная оконечность Черного моря (район г. Кобулети, Грузия) — 41°51 с. ш. и 41°46 в. д.
Протяженность Атлантического океана с запада на восток: в градусах ≈ 139°, в километрах ≈ 14317 км. Протяженность Атлантического океана с севера на юг: в градусах ≈ 148°, в километрах ≈ 16428 км.
Границы с другими океанами. Граница Атлантического океана с Северным Ледовитым — наиболее сложная и спорная. Большинство исследователей северную границу Атлантики проводят по подводному Атлантическому порогу (возвышению дна), который находится между островами Гренландия, Исландия, а также — Фарерскими и Шетландскими островами. Подводный порог является естественной границей между двумя океанами.
Но существует так называемая условная (документальная) северная граница (в виде четкой линии), которая в восточном направлении от мыса Брустер (Гренландия) проходит по Датскому проливу до мыса Рёйдинупюр в Исландии (или до мыса Рифстаунги). Далее разделительная линия идет по северо-восточному побережью Исландии до мыса Герпир (восток острова), после которого линия проходит по морю до северной точки острова Фуглё (Фарерские острова). От острова Фуглё — по морю до северного края Шетландских островов — и далее до западного берега Норвегии по 61 параллели (61° с. ш.). В западном направлении от Гренландии граница отходит от точки, находящейся на южном побережье полуострова Нугссуак, проходит через северное побережье острова Диско и дальше идет между морем Баффина и проливом Дейвиса — по 70 параллели — до восточного побережья острова Баффинова Земля (Канада). Огибая юго-восточную часть Баффиновой Земли, линия раздела доходит до крайней юго-восточной точки острова. Далее, пройдя через пролив, граница достигает западной точки островов Lower Savage. От юго-восточной оконечности о-в Lower Savage граница идет по Гудзонову проливу до самой западной точки острова Resolution, огибая юго-западный берег этого острова. Дальше граница проводится тоже по Гудзонову проливу — через небольшие острова; в конечном итоге она достигает севера полуострова Лабрадор (в районе г. Порт-Беруэлл).
Условность вышеописанной границы очевидна. В западном направлении от Гренландии ее можно было бы провести по 60 параллели — от южной оконечности о. Гренландия до северной точки п-ова Лабрадор (у канадского города Порт-Беруэлл). В таком случае к Северному Ледовитому океану отошел бы Девисов пролив, отделяющий море Лабрадор от моря Баффина. К спорным акваториям можно было отнести и Гудзонов залив, визуально предстающий перед нами (при изучении картографических материалов) в качестве внутреннего моря Атлантического океана, которое естественным образом соединено Гудзоновым проливом с атлантическим морем Лабрадор, а также с атлантическим проливом Дейвиса. Но в теории и на практике, с учетом гидрологических особенностей, Гудзонов залив вместе с заливом Джеймс относятся к Северному Ледовитому океану, с которым на севере они соединяются заливом Фокс-Бейсин. Если мы включаем Гудзонов залив в состав Арктического океана, то стоит обратить внимание на то, как далеко морские воды Арктики заходят на юг — почти до 50 параллели. Следовательно, влияние Арктики на климат Северной Америки распространяется фактически до севера центральной части материка.
Надо сказать, что такой же сложной и во многом дискуссионной линией раздела является граница между Индийским и Тихим океаном, которую проводят между островами Малайского архипелага. Некоторые межостровные моря южной части этого архипелага с одинаковым успехом можно отнести как к Тихому океану, так и к Индийскому. Граница Атлантики с Тихим океаном не так сложна, как северная граница. Но по поводу этой условной разделительной линии существуют две точки зрения. Некоторые исследователи проводят границу между океанами в виде прямой линии через пролив Дрейка — по меридиану мыса Горн (68°04 з. д.) до Антарктиды. Другие исследователи считают, что границу следует проводить по наименьшему пути (тоже через пролив Дрейка) от острова Осте (Чили) до Антарктического полуострова (мыс Штернек). Оба варианта являются приемлемыми. Граница с Индийским океаном проходит по прямой линии 20 меридиана Восточного полушария (меридиан мыса Игольный, 20° в. д.) — до берегов Антарктиды.
Береговая линия: моря и заливы. Атлантический океан омывает берега пяти материков — Северной Америки, Южной Америки, Евразии, Африки и Антарктиды.
В Южном полушарии берега Атлантики отличаются простотой и характеризуются, следовательно, относительно малым количеством сравнительно небольших заливов, которые ярко проявляют себя только у восточного побережья Южной Америки: бухта Илья-Гранди (рядом с г. Рио-де-Жанейро); эстуарий Ла-Плата (города Буэнос-Айрес, Монтевидео); залив Эль-Ринкон (Аргентина); залив Сан-Матиас (Аргентина); залив Сан-Хорхе (Аргентина); залив Баия-Гранде (Аргентина).
В Южном полушарии Атлантический океан имеет два приконтинентальных моря — Уэдделла и Лазарева, которые омывают берега Антарктиды и по типу являются окраинными. Между Антарктическим полуостровом и Южной Америкой находится межостровное море Скоша. Если отнести южную часть Атлантики к Южному океану, то можно констатировать, что в Южном полушарии Атлантический океан морей не имеет.
Африканский берег Атлантики характеризуется очень мягкими очертаниями. Заливы в этой полосе тоже имеются, но они чрезвычайно малы, и поэтому говорить о них можно только при тщательном изучении непосредственно западного побережья Африки — от экватора до мыса Игольный. Крупнейший залив этого сектора — Гвинейский, который находится в Северном полушарии.
Берега северной части Атлантического океана чрезвычайно сильно изрезаны, и поэтому практически все моря, а также крупные заливы находятся к северу от экватора. Особенно глубоко Атлантический океан вдается в сушу к востоку от Гибралтарского пролива, после которого Атлантика образует, в принципе, единый обширный и достаточно замкнутый морской Средиземноморский бассейн, включающий в себя все акватории Средиземного моря, Черное и Азовское моря.
К северу от этого бассейна Атлантический океан создает еще один морской «отрог», который проникает в сушу до г. Санкт-Петербурга. «Отрог» состоит из Северного и Балтийского морей, всевозможных проливов и заливов. Этот бассейн замкнут в меньшей степени, чем Средиземноморский, и не так глубоко вдается в материковое пространство.
К югу от Ла-Манша находится довольно обширный Бискайский залив, омывающий берега Франции и Испании. В плане он похож на окраинное море средних размеров, но морем как таковым не является, поскольку с открытой частью океана данный залив сообщается совершенно свободно. В восточном секторе северной Атлантики находится Гвинейский залив (примыкает к Африке), известный своими размерами.
Западный берег северной Атлантики изрезан в меньшей степени. На юго-востоке Канады выделяется залив Святого Лаврентия, представляющий собой огромный эстуарий (самый большой в мире) и характеризующийся морским режимом (фактически этот залив является полузамкнутым морем; хотя с этим согласны не все специалисты).
Особо следует выделить морской бассейн, находящийся между Северной и Южной Америками и состоящий из Мексиканского залива (полузамкнутого моря), Карибского моря и многочисленных больших и малых заливов, а также большого количества проливов. Этот бассейн условно называется Американским «Средиземноморьем». Само понятие «средиземноморье» подразумевает не только определенное географическое положение, но и сильную замкнутость бассейна, который должен сообщаться с океаном посредством узкого пролива (как, например, Средиземное море). Американское «Средиземноморье» в географическом смысле таковым является (находится между двумя материками), но с Атлантикой оно контактирует через островной «фильтр», который пропускает (и выпускает) морские течения. Такая особенность позволяет Атлантическому океану оказывать сильное влияние на Антильско-Карибский бассейн (в свою очередь, и сам бассейн оказывает утепляющее действие на воды открытого океана).
Острова. Атлантический океан изобилует материковыми островами, которые расположены рядом с континентами: Британские острова, Ньюфаундленд, Антильские острова, Фолклендские и др. Вулканических островов мало, и практически все они расположены в открытой части океана, т. е. на далеком расстоянии от континентов (Канарские, Азорские, Св. Елены, Тристан-да-Кунья и др.).
Рельеф дна Атлантического океана
Подводная окраина материков, замыкающих Атлантику. Подводная окраина Атлантического океана (как и любого другого океана) состоит из материкового шельфа, материкового склона и материкового подножия. Площадь всей подводной окраины Атлантики — 29,5 млн. кв. км (шельфа — 9,3 млн. кв. км, склона — 7,7 млн. кв. км, подножия — 12,5 млн. кв. км). Для сравнения: площадь подводной окраины всех материков для Мирового океана в целом — 81,5 млн. кв. км. В северной половине Атлантики шельфовых пространств больше, чем в южной половине.
Морфоскульптурный рельеф шельфа характеризуется реликтовыми формами, которые образовались в то время, когда шельф был свободен от океанической воды, т. е. являлся сушей. Повсеместно распространены подводные речные долины, дюны и другие формы. В северных частях океана распространены ледниковые морфоскульптуры (абразионные и аккумулятивные). Не только реликтовые сухопутные морфоскульптуры встречаются на шельфе Атлантики, но и современные субаквальные формы (например, приливные гряды, составленные из песка и созданные приливными течениями). Помимо этого, на шельфе тропического пространства широко распространены коралловые рифы.
В мезорельефе материковых склонов особо выделяются подводные каньоны и практически отвесные уступы.
Материковое подножие представляет собой наклонную холмистую аккумулятивную равнину, образованную заполнением глубоких впадин земной коры осадками. Впадины отделяют ложе океана от подводной окраины материка. Из всех форм мезорельефа наиболее интересны конусы выноса и осадочные хребты. Конусы выноса — формы рельефа, которые образованы скоплением обломочных пород, вынесенных мутьевыми потоками (суспензионными течениями), то есть придонными течениями, которые существуют на дне морей и океанов. Помимо конусов выноса, на материковом подножии наблюдаются такие крупные положительные формы рельефа, как осадочные хребты, которые образуются холодными донными течениями, следующими в южном направлении от Северного Ледовитого океана вдоль материкового подножия Северной Америки.
Срединно-Атлантический хребет. Длина этого хребта — более 18 тыс. километров, ширина — приблизительно 1 тыс. километров, площадь — 22,3 млн. кв. км (площадь всех срединно-океанических хребтов Мирового океана — 55,3 млн. кв. км).
На севере хребет возвышается над поверхностью воды в виде острова Исландия. Надо сказать, что рифтовая зона, характерная для данного хребта, пересекает и Исландию, разделяя этот остров на две части (рифтовая ось проходит по центру и раздваивается на юго-востоке), которые постепенно, очень медленно, расходятся в противоположные стороны согласно движениям литосферных плит (Евразийской и Северо-Американской). Именно в центральных частях Исландии наблюдается интенсивная вулканическая деятельность. Это очень интересное и уникальное явление для суши.
В районе экватора Срединно-Атлантический хребет условно разделяется крупными разломами Романш и Чейн на две части — северную и южную, то есть на Северо-Атлантический хребет и Южно-Атлантический хребет.
Северная часть Северо-Атлантического хребта называется хребтом Рейкьянес (к югу от Исландии до района 50 параллели Северного полушария). Южная часть Срединно-Атлантического хребта состоит из Южно-Атлантического хребта и Африкано-Антарктического хребта.
В южной части Южно-Атлантический хребет постепенно расширяется, после чего, дойдя до района 50 параллели Южного полушария, резко сужается и «поворачивает» на восток, образуя узкий Африкано-Антарктический хребет, который разделяет котловину Агульяс и Африкано-Антарктическую котловину. В принципе, последний хребет можно считать как продолжением Срединно-Атлантического хребта, так и его составной частью.
Северо-Атлантический хребет возвышается над поверхностью океана не только в виде Исландии, но и в виде Азорских островов и о-вов Сан-Паулу. Южно-Атлантическому хребту принадлежат следующие небольшие острова: о. Вознесения, о. Святой Елены, о-ва Тристан-да-Кунья, о. Гоф, о. Буве.
Ложе океана. Срединно-Атлантический хребет делит Атлантику на две крупные вытянутые морфологические части — восточную и западную, каждая из которых представлена слитым комплексом океанических равнин (котловин и плато), примыкающих к подводным окраинам материков.
Атлантический океан является относительно узким бассейном, а хребет проходит как раз по его центру, поэтому срединных (центральных) котловин (как, например, в Тихом океане) Атлантика не имеет.
Западная цепочка подводных атлантических равнин располагается вдоль Северной Америки и Южной Америки — с восточной стороны этих материков. С севера на юг котловины сменяют друг друга в таком порядке: Лабрадорская котловина, Ньюфаундлендская котловина, Северо-Американская котловина (включая Бермудское плато), Гвианское плато (поднятие), Бразильская котловина, плато Риу-Гранди, Аргентинская котловина, Южно-Антильская котловина.
К востоку от Срединно-Атлантического хребта цепочка подводных равнин включает следующие котловины (с севера на юг): Западно-Европейская, Канарская, Ангольская, Капская котловина, западная часть котловины Агульяс. Ангольская и Капская котловины разделены хребтом Китовый, который, по сути, сливается с подводной окраиной южной части Африки и таким образом соединяет этот континент со Срединно-Атлантическим хребтом.
Западный ряд подводных равнин и восточный ряд сходятся в самой южной котловине Атлантики — Африкано-Антарктической, которая примыкает к Антарктиде (а именно к Земле Королевы Мод). Эта котловина отделяет южную часть Срединно-Атлантического хребта от Антарктиды.
Площадь ложа Атлантического океана — 34 млн. кв. км (глубоководных котловин — 29,4 млн. кв. км, поднятий — 4,6 млн. кв. км). Площадь ложа всего Мирового океана — 194,8 млн. кв. км.
Переходная зона. В Атлантическом океане к переходной зоне относятся три переходные области: 1 — Средиземное море; 2 — Антильско-Карибская область (Американское «Средиземноморье»); 3 — Море Скотия (Скоша).
Средиземное море представляет собой тектонически, сейсмически и вулканически активную впадину, разделенную полуостровами и островами на несколько котловин, дно которых сложено преимущественно субокеанической корой. Некоторые глубокие котловины характеризуются, помимо этого, корой материкового типа, которая свойственна дну Средиземного моря в значительной мере. В основном, конечно, корой данного типа сложена подводная окраина Африки (и отчасти Евразии) — то есть южная и юго-восточная части моря. В Ионическом море существует Гелленский желоб, глубина которого соответствует максимальной глубине Средиземного моря — 5121 м.
Антильско-Карибская переходная область находится между Северной Америкой и Южной Америкой. Данная область состоит из Мексиканского залива (полузамкнутого моря) и Карибского моря (открытого моря). Данные морские бассейны отделены как друг от друга, так и от глубоководных котловин Атлантики островными дугами, а также полуостровами (Юкатан, Флорида). Глубина Мексиканского залива в центральных частях превышает 4 км. Глубина Карибского моря — более 7 км. С внутренней стороны море отделено от океана Антильскими островами. Границей между Антильско-Карибской переходной областью и ложем Атлантического океана является глубоководный желоб Пуэрто-Рико (8742 м), глубина которого совпадает с максимальной глубиной всего Атлантического океана.
В скобках можно заметить, что переходные области отделяются от ложа океана только глубоководными желобами, которые так же, как и островные дуги, входят в состав переходной области; островные же дуги гидрологически отделяют окраинное море от вод открытого океана.
Межостровное море Скотия находится между Антарктическим полуостровом и Южной Америкой. Этой переходной области свойственны островные дуги и глубоководные желоба. От океанического ложа море Скотия отделяется Южно-Сандвичевым глубоководным желобом (8325 м). Островная дуга этой области представлена Южно-Сандвичевыми островами, имеющими вулканическое происхождение. Все остальные острова, окружающие море, являются материковыми. Морское дно переходной области Скотия сложено субокеанической корой.
Площадь всей переходной зоны Атлантического океана — 4,8 млн. кв. км (глубоководных котловин — 1,3 млн. кв. км, островных дуг — 3 млн. кв. км, глубоководных желобов — 0,5 млн. кв. км). Площадь переходных зон всего Мирового океана — 30,6 млн. кв. км.
Климат Атлантического океана
Атлантический океан с севера на юг пересекает 11 климатических поясов: субарктический, северный умеренный, северный субтропический, северный тропический, субэкваториальный, экваториальный, южный тропический, южный субтропический, южный умеренный, субантарктический, антарктический.
В пределы арктического пояса Атлантика не заходит. Субарктический климатический пояс пересекает океан в районе острова Исландия и южной части острова Гренландия. Сам остров Исландия находится полностью в субарктическом климате. Берега южной оконечности Гренландии омываются морскими водами, которые находятся в умеренном климатическом поясе. Умеренный тип климата над северной Атлантикой характеризуется полностью морским подтипом климата — от канадского полуострова Лабрадор до берегов Западной Европы (Ирландии, Великобритании, Норвегии).
Северный субтропический пояс в целом тоже можно отнести к районам северной Атлантики. Этот климатический пояс пересекает Атлантику в виде сравнительно узкой полосы и непосредственно над океанической поверхностью он представлен двумя подтипами климата: в приамериканском секторе — муссонными субтропиками; к востоку от 60-го меридиана Западного полушария до берегов Португалии, Испании и южной Франции — средиземноморскими субтропиками. Субтропический муссонный климат свойственен восточному побережью США — от Нью-Йорка до севера п-ова Флорида.
Тропико-приэкваториальное климатическое поле охватывает центральную Атлантику.
Северный тропический пояс непосредственно над океаном представлен двумя подтипами климата: у западных берегов Сахары — пустынными тропиками (относительно небольшой приафриканский сектор), всё остальное пространство — влажными (морскими) тропиками.
Приэкваториальные районы океана характеризуются в основном морским субэкваториальным климатом; воды Гвинейского залива находятся под влиянием экваториального климата (который уже невозможно разделить на морской и континентальный подтипы).
В пределах рассматриваемого океана южный тропический пояс отличается от северного тем, что пустынный климат тропиков Южного полушария охватывает большие площади океанической поверхности. Приблизительно 1/3 Атлантики южных тропиков находится в пустынной области тропического климата.
Это явление может показаться достаточно странным, но пустыни (районы с очень малым количеством осадков) существуют не только на суше, но и, как мы видим, в пределах океанов. От таких поверхностных «пустынь» следует отличать глубоководные океанические пустыни, которые развиваются на дне.
Южная Атлантика представлена средиземноморскими субтропиками, умеренным поясом, субантарктическим и непосредственно антарктическим поясами.
Субтропический климатический пояс Южного полушария над Атлантическим океаном имеет такую же ширину, как и северный субтропический пояс. Но между ними обнаруживается хоть и не существенная, но всё же разница: южные субтропики Атлантики, в отличие от северных, — полностью средиземноморские.
Пространство умеренного пояса над южной частью океана значительно шире, чем над северной частью. Пояс представлен морским подтипом климата.
Субантарктический пояс пересекает океан в самой южной части. Непосредственно прибрежные воды Антарктиды (включая центральную и южную части моря Уэдделла) уже входят в антарктический климатический пояс.
Центры действия атмосферы. Необходимо отметить, что над Атлантикой существует несколько постоянных океанических центров действия атмосферы (неподвижных циклонов и антициклонов):
1. Исландский минимум (Исландский циклон, Исландская депрессия) — с центром у острова Исландия; наиболее ярко проявляет себя зимой.
2. Северо-Атлантический максимум (Азорский антициклон) — район Азорских островов.
3. Экваториальная депрессия (ложбина) — приэкваториальная область пониженного атмосферного давления.
4. Южно-Атлантический максимум (антициклон) — между Южной Америкой и Африкой, в тропических и субтропических широтах (центр — вблизи о. Св. Елены).
5. Антарктический пояс низкого давления (субантарктическая депрессия) — над приантарктическими водами трех океанов: Атлантического, Индийского и Тихого.
Свойства вод Атлантического океана
К основным свойствам вод любого водоема (и океана в том числе) относятся: движение воды, температура, соленость.
Поверхностные течения. Под словосочетанием «движение воды» подразумевается, прежде всего, циркуляция водных масс — то есть система взаимосвязанных течений всех уровней (поверхностных, подповерхностных и глубинных) и всех генетических типов. Физико-географическая характеристика любого океана в большинстве случаев ограничивается рассмотрением поверхностных течений с разделением их на холодные и теплые.
В Атлантическом океане насчитывается 17 поверхностных течений: Гольфстрим (теплое); Антильское (теплое) — продолжение Северного Пассатного течения; Северо-Атлантическое (теплое) — продолжение Гольфстрима; течение Ирмингера (теплое) — северная ветвь Северо-Атлантического течения; Норвежское (теплое) — средняя ветвь Северо-Атлантического течения; Канарское (холодное) — южная ветвь Северо-Атлантического течения; Лабрадорское (холодное); Северное Пассатное (теплое); Южное Пассатное (теплое); Межпассатное противотечение (теплое); Гвинейское (теплое); Ангольское (теплое); Гвианское (теплое) — северная ветвь Южного Пассатного течения; Бразильское (теплое) — южная ветвь Южного Пассатного течения; циркумполярное течение Западных ветров (холодное); Фолклендское (холодное) — ветвь течения Западных ветров; Бенгельское (холодное) — ветвь течения Западных ветров.
К движениям вод следует еще отнести приливы и отливы. У берегов Северной Америки в заливе Фанди (южная часть восточной Канады) наблюдаются самые высокие приливы для всего Мирового океана — до 18 метров.
Температура вод. По критерию среднегодовой температуры поверхностной толщи воды Атлантический океан делится на семь океанических зон, границы которых грубо совпадают с границами климатических поясов: арктическая и антарктическая зоны (менее +5° С); умеренная — северная и южная (от +5° до +10° С); субтропическая — северная и южная (от +10° до +20° С); тропическая зона (от +20° С и выше).
Самая теплая часть поверхностной толщи воды Атлантического океана относится к пространству между экватором и Северным тропиком (от +26° до +28° С). Поверхностные воды северной части океана в целом теплее вод южной части.
Соленость. Наибольшие значения солености наблюдаются в центральной части океана в районе Северного тропика (выше 37 ‰) и в Средиземном море (на западе — 36 ‰, на востоке — 39,5 ‰). Район Южного тропика (у берегов Бразилии) тоже характеризуется высокой соленостью (37 ‰ и выше).
Основная часть акватории океана имеет соленость от 35 до 37 ‰. В северной и южной частях Атлантики соленость воды снижена — от 33 до 35 ‰. Это связано с опресняющим воздействием айсбергов и плавучего льда. Акватория, примыкающая к полуострову Лабрадор и острову Баффинова Земля, отличается самой низкой соленостью для всего Атлантического океана — ниже 33 ‰. В целом соленость Атлантического океана понижается в направлениях от экватора к полюсам.
Физико-географическое районирование Атлантического океана
Зональное районирование. Зонально-поясное районирование любого океана предполагает разделение его в первую очередь на зональные широтные пояса (как поверхностноводные, так и донные). Особое внимание при районировании уделяется значениям среднегодовой температуры воды, поскольку этот фактор влияет на все биологические и физические процессы, происходящие в поверхностноводной среде океана.
Среднегодовая температура воды зависит от того, в каком климатическом поясе расположена акватория. Выше было сказано о том, что Атлантический океан пересекает 11 климатических поясов. При физико-географическом районировании Атлантики акватории, расположенные в субэкваториальном климатическом поясе, объединяются с экваториальными акваториями. В итоге получается один ландшафтный экваториальный океанический пояс. Поэтому вся водная поверхность этого океана делится на 10 океанических поясов — в приблизительном соответствии с климатическими поясами.
Атлантическая акватория, прилегающая к о. Гренландия, о. Баффинова Земля и п-ову Лабрадор, называется Северным субполярным (субарктическим) атлантическим поясом. Здесь в течение года наблюдаются низкие температуры воды и воздуха (и, как следствие, — высокая степень ледовитости), низкая соленость морской воды. Среднегодовая температура воды — менее +5° С. Несмотря на достаточно суровый климат, данный пояс характеризуется высокой биологической продуктивностью.
Южнее Северного субполярного пояса располагается Северный Умеренный атлантический пояс, который заходит и в пределы Северного Ледовитого океана (благодаря продолжению Гольфстрима — Северо-Атлантическому течению). К этому поясу относится и Балтийское море со всеми его заливами. Среднегодовая температура в северных частях пояса — около +5° С, в южных +10° С и выше.
Умеренный пояс на юге сменяется Северным субтропическим поясом Атлантики, в который входит не только открытая часть океана, но и Средиземное море, а также Черное и Азовское моря. Органический мир этого пояса в целом беднее субполярного и умеренного поясов. Воды отличаются относительно высокой среднегодовой температурой (≈20° С) и повышенной соленостью.
Северный тропический пояс Атлантики распространяется на Американское «Средиземноморье» (Карибское море и Мексиканский залив), где органический мир богаче той части пояса, которая относится к открытому океану. Среднегодовая температура воды — от +20° С и выше. Воды характеризуются высокой соленостью, особенно в центре океана (в районе Северного тропика).
Экваториальный атлантический пояс имеет стабильно высокую температуру воды в течение всего года — выше +20° С (до +28° С). Высокая биологическая продуктивность этого пояса связана с влажным климатом и высокими температурами воды и воздуха.
В южной части Атлантического океана все представленные пояса повторяются в обратном порядке: Южный тропический пояс, Южный субтропический пояс, Южный умеренный пояс, Южный субполярный пояс. Пояса южной части характеризуются в целом такими же биологическими и гидрологическими характеристиками, как и пояса северной части Атлантики. Приантарктические акватории океана относятся к Полярному океаническому поясу, которого нет в северной Атлантике. Данный пояс отличается от субполярных (северного и южного) крайней суровостью климата — со всеми вытекающими отсюда последствиями для воды и органики.
Как было сказано, состояние водных масс проецируется на дно, определяя характер донных отложений (илов). Донные широтные пояса выделяются как раз на основании различий в геологических отложениях. Но Атлантика в этом отношении отличается достаточной степенью невыразительности.
Азональное районирование. Предполагает разделение океанического дна на морфоструктуры. Осуществляя морфоструктурную дифференциацию Атлантического океана, мы можем выделить азональные долготные пояса, совпадающие с частями Срединно-Атлантического хребта, цепочками океанических котловин, областями переходной зоны океана и подводными окраинами различных материков.
Глава 3. Ландшафтная сфера Земли
Ландшафт как пейзаж. В обыденном, так сказать, не научном понимании слово «ландшафт» является синонимом пейзажа. Ландшафт и пейзаж тогда обретают одинаковое значение — внешний вид местности. Если глубоко вдуматься в суть такого определения, то получается масло масляное: ландшафт (пейзаж) — это внешний вид ландшафта (пейзажа). Ведь, наверняка, многие из нас скажут, что местность, ландшафт и пейзаж — это одно и то же.
На самом деле это далеко не одно и то же. Ландшафт (пейзаж) и местность хоть и являются по существу достаточно абстрактными категориями, но сегодня в силу сложности их определений они уже не тождественны друг другу в философском плане.
Местность — это мысленно обезличенный участок земной поверхности, который намеренно освобождается от всех признаков, рассматривается просто как «пустой» участок земного пространства (без формы и содержания). Поэтому местность является чисто теоретическим объектом и существует только в наших умах.
Ландшафт (пейзаж) — это внешний облик местности (т. е. участка земной поверхности), совокупность свойств, которыми она обладает. И здесь мы имеем дело уже с реальным объектом: пространство в этом случае не существует само по себе, оно обнаруживает себя, потому что заполнено теми или иными компонентами природы.
Бытовым определением ландшафта пользуется большинство людей в повседневной жизни. Всё, что человек видит перед собой, выйдя из дома на улицу или смотря в окно, называется ландшафтом. Любой ландшафт в таком случае можно охарактеризовать по несметному количеству всевозможных признаков и даже подобрать к нему эпитеты (например, красивый ландшафт, великолепный, обезображенный, суровый, дурной и тому подобное).
В целом такой взгляд является наиболее приятным и легким для восприятия человека, любящего природу. Ландшафт здесь не отягощен научными нагромождениями, не имеет границ, свободно и независимо определяется. Особенно очаровательно такое видение ландшафтного мира с эстетической точки зрения, когда естественный или искусственный (городской) пейзаж своим благолепием вдохновляет людей творческих профессий на создание прекрасных картин и неповторимых музыкальных произведений.
Несмотря на всю ненаучность такого взгляда, он имеет много общего с типологической трактовкой ландшафта, о которой речь пойдет немного позже. Отсюда типологический подход в физической географии является наиболее привлекательным для научных людей с мечтательным складом характера, которым чужды только кабинетные исследования. Потому как он позволяет взглянуть на окружающий мир взором географа-исследователя, деятельность которого сосредоточена на романтике дальних странствий — изучении почвенного профиля в неизведанных лесах тропических островов, геологических отложений в горах Новой Зеландии и т. п.
Эстетика ландшафта (пейзажа). Природа — это объективно существующая реальность естественного происхождения, в своем функционировании не зависящая от воздействия и восприятия человека.
Люди воспринимают природу с помощью пяти чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания. В сознании всех людей, находящихся в нормальном психофизиологическом статусе, природа отображается одинаково. Например, никто не видит небо зеленым, а море — красным; для любого человека сирень источает аромат именно сирени, а не черёмухи или жасмина. Камни у берега реки всегда твердые, а вода при умеренно плюсовой температуре — жидкая. И так далее.
В состоянии измененного сознания (как сейчас говорят — «расширенного») — например, под действием всевозможных психоактивных веществ или на одре болезни — картина природы и вообще окружающей реальности искажается в той или иной степени, в зависимости от тяжести поражения центральной нервной системы отрицательными агентами. Например, дети природы (дикие и полудикие племена, современные потомки древних язычников) во время мистических ритуалов, употребляя одурманивающие вещества, извлеченные из растений и ядов животных, видят совершенно иную картину природы.
Есть версия, что в состоянии болезненного или измененного функционирования мозга люди видят такие стороны природы, которые в обычном состоянии рассмотреть невозможно. Это не подтверждается официальной медициной, хотя и вполне вероятно.
Итак, у всех здоровых людей природа в сознании отображается одинаково. Но чувствует природу каждый человек по-разному. Субъективное восприятие природы зависит от многих причин — пола, склада характера, вкуса и прочих особенностей. Своеобразный отпечаток накладывает здесь и принадлежность к той или иной профессии.
Например, художник увидит в закате на морском берегу некую романтику, гениальность Творца, гармонию и красоту окружающего мира. Ученый человек, отдавший пятьдесят лет своей жизни научно-исследовательской работе в том или ином институте, в такой картине узрит некие сухие научные истины, хоть в целом будет видеть и слышать то же самое, что и творческий человек. Бывает нередко и смешанное восприятие, когда человек, обладая чувствительным складом души и при этом имея ученую степень, видит в летних облаках, освещенных лучами солнечного заката, не только скопление мельчайших капель воды и кристаллов льда, но и символ легкости, свободы бытия…
Женщины, в отличие от мужчин, обладают более глубоким эстетическим восприятием природы. Этим объясняется их любовь к драгоценным камням и металлам, цветам и прочим изящным атрибутам естественной природы. Такая особенность слабого пола, само собой, распространяется и на искусственные предметы и объекты.
Несмотря на такую разницу в чувствовании природы, никто не может сказать, что естественная малоосвоенная природа — это уродливый хаос и дисгармония форм, звуков и красок. Наоборот, все подчеркивают ее изящество, гармонию, закономерность. Безобразие привносит в природу только человек и только неразумными действиями. Об этом хорошо знают люди, которым приходится каждый день проходить мимо городского пустыря, оставшегося после незаконченной стройки. Но ни у кого не вызывает негативных эмоций и мыслей дикий песчаный пляж кораллового тропического острова, где кокосовые пальмы, склоняясь над солнечным берегом, дают отдыхающим тень и прохладу. До боли знакомый ландшафт Русской равнины в этом смысле не менее интересен и приятен.
Полностью естественная ландшафтная среда визуально безгранична в своем великолепии, но именно для человека она представляет собой не самое комфортное место для пребывания и жизни, а порой — очень опасное. Например, с самолета, вертолета или по телевизору человеку нравится смотреть на залитые солнечным светом южноамериканские джунгли. Но, оказавшись там, окунувшись с головой в гущу той природной обстановки, почти каждый человек понимает, что во второй раз он не хотел бы там оказаться. Жара, духота, влажность, кровососущие насекомые, ядовитые пресмыкающиеся и дикие звери — всё это действует против человека.
Самые благоприятные места в плане комфорта — это искусственные парки и сады, над которыми поработали ландшафтные дизайнеры. Эти места и глаз радуют, и для жизни не представляют никакой опасности.
Но в полностью искусственной среде человек всё равно жить не может. В фантастических фильмах про будущее человечества нам показывают марсианские колонии, где заключенные в специально отстроенных помещениях дышат искусственным воздухом, питаются синтетической пищей и загорают под лучами светильников. Это, конечно, фантасмагорические выдумки, не имеющие ничего общего с реальностью. Даже в наш век мы видим последствия оторванности человека от природы. Количество некоторых недугов, которые в глубокой древности были из ряда вон выходящими инцидентами, сегодня растет в геометрической прогрессии (и это есть результат не только лишь загрязнения природной среды чуждыми ей веществами и излучениями).
Научный взгляд на ландшафт
Определение земного ландшафта. В науке о природе поверхности Земли (в физической географии) на сегодняшний день прочно сформировались три трактовки такого увлекательного термина, как «ландшафт»: общая, типологическая, индивидуальная (региональная). Рассмотрим сущность каждой трактовки.
1. Ландшафт — это природный территориальный комплекс любого таксономического ранга (от фации до географической оболочки). В практическом отношении такая характеристика ландшафта в целом является неконструктивной только семантически, поскольку все основные таксономические ступени в этом случае сохраняют свою силу — фации, урочища, районы, провинции, зоны, материки с океанами. Но сам ландшафт исчезает как конкретное понятие, и при изучении научных трактатов подобного плана у неопытных исследователей часто возникает путаница в определениях.
2. Ландшафт — это «тип поверхности» (мангровый ландшафт, ледниковый, коралловый и так до бесконечности). В этом случае имеет значение только типологический признак поверхности, но географически местности могут находиться на разных континентах. Например, пустыня Намиб в Африке и Большая Песчаная пустыня в Австралии — это один ландшафт (пустынный). Такое воззрение на ландшафт, как оказывается, не далеко отстоит от предыдущего, отличаясь лишь большей размытостью и туманностью, отсутствием структурированной и последовательной иерархии природных комплексов. Следовательно, название ландшафту дается только типологическое, без какой бы то ни было четкой географической привязки, без таксономической принадлежности и без собственных наименований.
3. Ландшафт — это физико-географический район (индивидуальный природный комплекс, однородный по зональным и азональным признакам и имеющий собственное название). Это хоть и строго научный взор на ландшафтную сферу, до предела затеоретизированный, но всё же характеризующийся формальной конкретикой и практичностью. С точки зрения практической пользы он наиболее приемлем на сегодняшний день.
Каждая из вышеперечисленных характеристик отражает какую-то одну категорию этого сложного явления. Конечно, ландшафтная сфера является многогранным и многоаспектным образованием (как в теории, так и на практике), и поэтому все ее стороны можно и, порой, нужно рассматривать по отдельности. Ум человека устроен так, что без виртуального разложения какого-то изучаемого предмета на составные части, нельзя глубоко проникнуть в тайны его устройства. Но всё же реальная природа и учебник по ландшафтоведению — это далеко не одно и то же. И нам, живущим в XXI веке, уже давно пора научиться синтезировать приобретенные в кропотливых трудах знания, а не наоборот, пытаясь всё больше и больше разъединить природу в теории.
Общее определение ландшафта (применимое ко всем небесным телам Солнечной системы). Рассмотренные выше формулировки ландшафта (даже типологическая) касались только земной поверхности. Но мы должны понимать, что научный взор на ландшафт как на явление, присущее только Земле, не совсем полноценен с точки зрения ландшафтоведения. Солнечная система (и вообще Вселенная) наполнена множеством великолепных небесных тел, среди которых есть и другие планеты (пусть и безжизненные) и их спутники, малые планеты (астероиды). И говорить о ландшафте, как о явлении, которое относится исключительно к земной поверхности, — неоправданный риск. Поверхность любых небесных тел (кроме звезд) составлена из ландшафтной сетки. И здесь всего лишь требуется четко определить, что такое поверхность вообще.
Вещество любого «полноценного» небесного тела находится в трех-четырех агрегатных состояниях, или фазах: твердое, жидкое, газообразное, (плазменное). Фазы в большинстве случаев чередуются в порядке «твердое-жидкое-газообразное» и переходят из одного состояния в другое очень резко. Граница такого контрастного фазового перехода из твердого или жидкого (и вязкого) состояния в газообразное (плазменное) определяется как поверхность. Граница между твердой фазой материи и жидкой тоже является поверхностью. Другими словами, поверхность — это моментальный пространственный скачок из относительно «тяжелого» агрегатного состояния в более «легкое», когда вещество небесного тела прекращает свое существование в качестве минеральных пород (льда) или жидкости.
Но есть такие космические тела, вещество которых существует в двух агрегатных состояниях. Варианты сочетаний: твердое-газообразное, жидкое-газообразное, твердое-жидкое. Встречаются тела и с одним агрегатным состоянием — только твердым или только жидким (например, те же самые астероиды, у которых твердая поверхность контактирует сразу с межпланетным пространством, минуя газообразную фазу материи).
Следовательно, одни небесные тела имеют одноярусную поверхность (только твердую или только жидкую), другие — двухъярусную (поверхность жидкости и твердое «дно»), а третьи — трехъярусную (суша, поверхность «водоема» и его дно).
Существуют такие понятия, как «дневная поверхность» и «ночная поверхность». В чем их отличие?.. Дневная — открытая для солнечного света поверхность; ночная — всегда закрытая для лучей Солнца (или любой звезды). К последней категории поверхностей относятся пустоты внутри грунта — пещеры, гроты, а также — недосягаемые глубины океанов.
Теперь, не мудрствуя лукаво, дадим общее определение ландшафта, которое можно было бы применить к любому небесному телу. Для этого нам придется объединить все три дефиниции, касающиеся земного ландшафта, в одно целое.
Ландшафт — это однородный участок поверхности, любого таксономического ранга (уровня), имеющий четкую (конкретную) «территориальную» привязку.
Четкая «территориальная» привязка — это условие, которое не требует дополнительных пояснений. Но однородность — понятие относительное и многоуровневое. Однородность должна быть каким-то образом связана с таксономическим уровнем (рангом) ландшафта. Обо всём этом речь пойдет далее.
Однородность рассматривается относительно каких-либо критериев (т. е. относительно определенных признаков поверхности). Следовательно, нам необходимо выбрать общие универсальные признаки, подходящие для всех небесных тел, на которых можно выделить ландшафты (планеты, спутники, астероиды).
К главным (общим) типологическим признакам любой поверхности следует отнести: агрегатное состояние вещества (твердая поверхность, жидкая поверхность); форма рельефа (для твердой поверхности); вещественный состав — для всех поверхностей; тип почвенно-растительного слоя или донной биологической формации (если таковые имеются), их наличие или отсутствие.
Однородность каждого критерия можно оценивать на нескольких уровнях: мегауровень, макроуровень, мезоуровень, микроуровень, наноуровень. Допустим, мы хотим выделить ландшафт на поверхности Земли. В первую очередь следует выбрать как минимум один критерий. Например — рельеф. После этого нам необходимо определиться с уровнем однородности выбранного признака (критерия). Рассматривая рельеф на мегауровне, можно выделить такие ландшафты, как материковые выступы и океанические впадины, на мезоуровне — отдельные холмы, балки и т. д.
По критерию агрегатного состояния поверхности на мегауровне можно выделить, например, такие ландшафты, как материки и «океаны». Океан взят в кавычки потому, что подобные естественные мегарезервуары с жидкостью, по всей видимости, существуют не только на Земле, но и на других планетах. И заполнены эти емкости могут быть чем угодно: серная кислота — вполне возможный вариант.
Поверхностные ландшафты океанических и океаноподобных поверхностей на макроуровне, мезоуровне и микроуровне рассматриваются только в аспекте береговых изгибов горизонтального профиля, поскольку зеркало любого обширного водоема невозможно дифференцировать на полноценные однородные территории вне связи с берегами суши. Весь «океан» в таком случае является мегаландшафтом одного типа — морского. На макроуровне, мезоуровне и микроуровне у океанов можно выделить такие ландшафты, как моря и заливы (различных порядков).
От поверхности океанов отличается их дно, которое успешно дифференцируется на ландшафты — по аналогии с сухопутными участками: на дне тоже есть и рельеф, и «почвенно» -растительные ассоциации.
Таким образом, ландшафт можно выделить на основании какого-то одного признака поверхности (на любом уровне) — и не только на Земле, но и на всех известных нам планетах или на их спутниках; астероидах. Наноуровень не рассматривается, поскольку в такие мизерные масштабы (несколько квадратных сантиметров), ландшафт как таковой, конечно, не умещается.
Общее определение ландшафта, применимое ко всем небесным телам, наводит нас на интересную мысль, что ландшафт и природный комплекс — это не тождественные понятия. В настоящее время достоверно установлено, что природные территориальные комплексы (ПТК), во всяком случае на Земле, должны иметь в своем составе обязательный набор всех основных компонентов природы (твердые агрегаты, жидкость, газы, биологические тела), включая и их производные звенья — рельеф, почва и климат. Но при этом ПК (природный комплекс) — это не просто механическая сумма компонентов, а именно закономерная, взаимосвязанная и взаимообусловленная система, функционирующая как одно целое, и все звенья которой зависят друг от друга. А ландшафт — это непосредственно однородный участок поверхности.
То есть «ландшафт» — это расширенное понятие о поверхности небесных тел, иногда выходящее за рамки непосредственно «природного комплекса» и, следовательно, существующее в качестве как бы «неполноценного», «неразвитого» ПК. Ведь природный комплекс в любом случае является ландшафтом (особенно на Земле), но ландшафт не всегда со временем превращается в ПК.
Планеты Солнечной системы изучены не на все сто процентов, но по имеющимся данным можно заключить, что их поверхности лишены классических комплексов, подобных земным. В этом как раз и заключается уникальность нашей прекрасной и такой таинственной планеты.
Классификация ландшафтов Солнечной системы. Классификация ландшафтов небесных тел, входящих в состав Солнечной системы, осуществляется поэтапно.
1. Надгруппа ландшафтов
На первом этапе все ландшафты делятся на несколько надгрупп:
а) ландшафты планет
б) ландшафты спутников
в) ландшафты астероидов (и др.)
Ландшафты астероидов далее не делятся.
2. Группа ландшафтов
На втором этапе все ландшафты планет нашей Солнечной системы делятся на группы:
а) ландшафты планет земной группы (ландшафты твердотельных планет)
б) ландшафты планет-гигантов
3. Подгруппа ландшафтов
На третьем этапе ландшафты всех планет и всех спутников делятся на подгруппы ландшафтов. Название подгруппы должно соответствовать названию планеты или спутника.
Подгруппы:
а) меркурианские ландшафты
б) венерианские ландшафты
в) земные ландшафты
г) марсианские ландшафты
д) ландшафты Юпитера
е) ландшафты Сатурна
ж) ландшафты Урана
з) ландшафты Нептуна
и) ландшафты Плутона (и других карликовых планет пояса Койпера)
Спутниковые подгруппы:
а) лунные ландшафты
б) ландшафты Деймоса
в) ландшафты Фобоса и др.
Ландшафты всех планет-гигантов далее делятся на однородные участки — в зависимости от вещественного состава поверхности.
4. Отдел ландшафтов
На четвертом этапе все ландшафты любой выбранной твердотельной планеты или любого спутника делятся на отделы:
а) ландшафты твердых поверхностей (включая поверхность льда и ледников)
б) ландшафты жидких поверхностей
в) донные ландшафты
5. Класс ландшафтов
На пятом этапе ландшафты твердых поверхностей (кроме ледовых) и донные ландшафты делятся на классы:
а) равнинные ландшафты
б) горные ландшафты
6. Тип ландшафтов
На шестом этапе ландшафты твердых поверхностей (включая ледовые и ледниковые) делятся на типы:
а) ландшафты мертвых пустынь
б) пустынные ландшафты
в) полупустынные ландшафты (для Земли)
г) степные ландшафты (для Земли)
д) лесостепные ландшафты (для Земли)
е) лесные ландшафты (для Земли)
Для нас, конечно, наиболее органичны ландшафты твердотельных планет и спутников любых планет, поскольку они — основные носители ландшафтов, причем самых «типичных»: все небесные тела такого типа, даже самые примитивные (с точки зрения развития ландшафтной сферы), в той или иной степени являются, грубо выражаясь, «пародией» на Землю.
Все планеты, спутники (и даже астероиды) обязательно имеют те или иные климатические характеристики, даже несмотря на отсутствие атмосферы. Но по этому признаку невозможно провести адекватные границы между ландшафтами. Следовательно, пределы ландшафтов на поверхности небесных тел, кроме Земли, мы пока определяем только на основании различий в рельефе и вещественном составе поверхности.
Поэтому если местность находится на Земле, землеподобной планете или любом спутнике, то дать приблизительный анализ любого ландшафтного рисунка не представляется сложной задачей. Фотографии поверхности, например, Марса или Луны напоминают земные пейзажи в пустынных регионах Земли. Растительности и уж тем более почвы на поверхности этих небесных тел пока не обнаружено, но рельеф всё же есть.
Например, на Марсе обнаружены точно такие же формы рельефа, как и на Земле: горы, горные хребты; нагорья; котловины (округлые относительно неглубокие впадины в горах и на равнинах); плоские равнины; холмы; троги (корытообразные долины); каньоны (узкие и глубокие долины с отвесными или почти отвесными склонами; на Земле дно каньонов полностью занято руслом реки); теснины; русла (в том числе — пересохшие); астроблемы (формы рельефа, созданные падением космических тел на поверхность планеты) и пр.
Каждая форма рельефа может быть сложена разными породами, отличающимися друг от друга цветом и структурой обломков. Это по-своему интересно и красиво. И поэтому даже на однообразной пустынной поверхности землеподобных планет можно выделить самые настоящие ландшафты.
А вот ландшафты планет-гигантов — сущая головоломка. Ландшафтные миры этих планет до сих пор окутаны ореолом тайны. Если посмотреть фотографии Юпитера или Сатурна, то в глаза сразу бросаются очевидные типологические разности в вещественном составе их поверхностей. Это говорит о том, что на планетах-гигантах, состоящих целиком и полностью из водородно-гелиевой субстанции, можно выявить участки, отличающиеся друг от друга составом вещества. К слову сказать, Юпитер можно рассматривать как холодную (недоразвитую) звезду.
Итак, с вещественным составом всё более или менее понятно: поверхность всех рассматриваемых нами космических объектов в этом плане чрезвычайно разнообразна. Но рельеф, как мы поняли, — не повсеместное явление в Солнечной системе и во Вселенной в целом. Им обладают преимущественно твердотельные планеты земной группы, спутники, а также — крупнейшие астероиды, которые есть не что иное, как огромнейшие минеральные агрегаты, испещренные резкими углублениями и возвышениями. Следовательно, рельеф — общая черта всех планет и планетоидов, несущих на себе печать землеподобия.
Возможно, в будущем на них обнаружат, кроме неровностей поверхности, еще и какую-нибудь жидкость или, что почти невозможно, биоценозы. Что касается жидкости, то не исключено, что это будет вода. А вот растительно-животный мир, наверняка, будет значительно отличаться от нашего.
После таких великих открытий можно будет установить не только геолого-геоморфологические границы ландшафтов, но и все остальные (почвенные, растительные и пр.). Это обогатит наши представления о других еще неведомых уголках Вселенной и подтвердит явно сомнительные гипотезы о возможности существования высших форм жизни в крайне агрессивной природной обстановке.
Дальнейшее повествование будет сосредоточено на ландшафтной сфере Земли. Она изучена, увы, пока не на все сто процентов, но по сравнению с другими ландшафтными мирами наш мир — это как ботанический сад в южной стране на фоне песчаной пустыни. К тому же это и наш дом, и наша Родина; здесь мы жили, живем и будем жить до полной остановки ядерных реакций на Солнце или какого-то другого широкомасштабного катаклизма.
Варианты ландшафтной сферы Земли
Земля состоит из трех неорганических геосфер — литосферы, гидросферы и литосферы; и одной органической — биосферы. Помимо этого, выделяют педосферу — почвенный слой. Но, кроме них, существует еще и так называемая ландшафтная сфера, являющаяся самым сложным природным образованием во Вселенной.
Ландшафтная сфера — это земное пространство, в пределах которого появляются, живут и развиваются природные комплексы (не все ландшафты, а именно комплексы; это очень важно для нас).
На Земле большинство ландшафтов являются ПК. Как раз они и станут предметом дальнейшего анализа ландшафтного мира. И поэтому далее в наших исследованиях термины «ландшафт» и «природный комплекс» будут являться полностью тождественными друг другу.
В основном словосочетание «природный комплекс» применяется у нас для обозначения единиц локального уровня — фаций, урочищ, местностей. И поэтому термин «геосистема» является, следовательно, наиболее удачным в этом аспекте. Но «природный комплекс» по своему звучанию и семантической нагрузке к физической географии более близок, чем «геосистема», даже в силу того, что неопределенная приставка «гео» может трактоваться по-разному. И даже термин «геокомплекс» не так сильно оторван от специфики данной науки, как «геосистема».
Итак, для удобства мы будем пользоваться всеми вышеперечисленными терминами, подразумевая под ними только одно — природный комплекс.
ПК могут существовать только на стыке геосфер. В зоне контакта литосферы и атмосферы распространены наземные ландшафты; атмосферы и гидросферы (в основном, океаносферы) — водные ландшафты; литосферы и гидросферы — донные ландшафты. Следовательно, ландшафтная сфера имеет трехъярусное строение — наземный ярус, водный (аквальный) и донный.
Помимо этих трех вариантов контакта геосфер, есть и еще один: атмосферно-гидросферно-литосферный. В таких зонах развиваются так называемые мелководные ландшафты, которые, по сути, относятся к водным ПК.
Существуют и альтернативные варианты ярусов ландшафтной сферы: зона контакта литосферы и ледника, а также поверхности ледника и атмосферы. Это — протоландшафтные территории, пребывающие сейчас в пассивном состоянии. К ним следует отнести и чрезвычайно иссушенные пустыни, где атмосфера и солнце «безрезультатно» взаимодействуют с обнаженными породами напрямую (без участия почвенно-растительного покрова). По существу, все эти территории являются в каком-то роде запасными вариантами, которые при благоприятных условиях начнут свое развитие в качестве именно наземных ярусов ландшафтной сферы. Пока что такие варианты ярусов являются неразвитыми в силу своих губительных условий по отношению к полноценным формам жизни. И в этой книге они рассматриваются вскользь.
Наземный вариант ландшафтной сферы охватывает всю сушу. Как определить вертикальные границы наземного ландшафта?.. Показателем полноценности какой-либо территории здесь является наличие растительности, из которой максимального развития достигают деревья. Следовательно, нижний предел ландшафтной сферы — глубина наибольшего проникновения корней деревьев в толщу грунта, а верхняя граница — верхушки крон самых высоких деревьев планеты.
Водный (аквальный) вариант ландшафтной сферы включает в себя два типа ландшафтов: поверхностноводные, мелководные.
Поверхностноводные ландшафты формируются на поверхности крупных глубоких водоемов. Такие геосистемы делятся на пресноводные и морские. Горизонтальные границы морских ландшафтов вне связи с берегами определить практически невозможно. Пределы пресноводных ПК этого типа ограничиваются именно берегами водоема (даже если он имеет очень большую площадь водного зеркала — как Байкал или Онежское озеро, например). Вертикальные пределы всех водных геосистем в воде тоже трудноопределимы; в атмосфере граница поднимается примерно до 30 метров от уровня воды.
Мелководные ландшафты формируются на стыке трех геосфер. К ним относят ландшафты шельфа и всех мелководных водоемов. Горизонтальные пределы геосистем, представляющих собой небольшие неглубокие водоемы, определяются по границам самого водоема; шельфовые ландшафты охватывают весь шельф — от среднего уровня воды до бровки шельфа. Нижняя вертикальная граница всех мелководных геосистем — это дно водоема, а верхняя — где-то 30 метров над водной поверхностью.
Донные ландшафты формируются на дне крупных глубоких водоемов. Различают ландшафты морского (океанического) дна и озёрного дна. Горизонтальные границы ландшафтов такого уровня устанавливаются по донным геологическим и биологическим признакам — рельеф, растительность. Вертикальные пределы — само дно и верхняя граница придонной толщи воды. Нельзя точно сказать, являются ли абиссальные и ультраабиссальные области океанического дна природными комплексами, но судя по всему, органическая жизнь в этих частях угнетена настолько, что мы вынуждены в большинстве случаев считать их протоландшафтными участками, наряду с «мертвыми» пустынями и ледниковыми территориями. Хотя всё же оазисы, как выяснилось, встречаются и на таких глубинах. В этом случае, конечно, уже можно говорить о природных комплексах.
Наземный вариант ландшафтной сферы
Определение природного территориального комплекса. Наземная ландшафтная сфера состоит из природных территориальных комплексов различного ранга — от материков до фаций.
Природный территориальный (ландшафтный) комплекс — взаимосвязанная и взаимообусловленная система, состоящая из всех природных компонентов и обладающая высокоразвитым растительно-животным миром.
Под высокоразвитым миром не обязательно подразумеваются влажные экваториальные леса. Например, в некоторых пустынях и полупустынях, не до конца выжженных солнцем и не иссушенных отсутствием дождей, могут повстречаться те или иные пустынные растения, которые не являются примитивными, даже несмотря на свои незначительные размеры.
Визуально ПТК выделяется очень просто: любое различие в растительном покрове или рельефе является природным комплексом. Например, в лесной зоне перелески перемежаются с лугами, а холмы — с понижениями, балками или оврагами. Все перечисленные образования — отдельные геосистемы.
С высоты человеческого роста на глаз можно выделить только фации, урочища, иногда — ландшафты (например, отдельно стоящие горы; что бывает очень редко). Чтобы определить границы более крупных комплексов (как на местности, так и на космических снимках), нужно иметь большой практический и топографический опыт в изучении структуры, генезиса, функционирования, динамики и эволюции ландшафтов.
Структура наземных природных комплексов. Структура наземного ПК — это его внутреннее и внешнее устройство: из каких частей он состоит, как они расположены относительно друг друга. Структуру природных комплексов можно рассматривать на трех уровнях: геокомпонентный, геосферный, геосистемный (геокомплексный).
Геокомпонентный уровень организации ПТК. Геокомпонентный взгляд на структуру природного комплекса очень прост: геосистема мысленно раскладывается на составляющие ее природные компоненты: горные породы и минералы, вода, воздух, растения, животные. Помимо этого, в общую сумму включаются и производные компоненты природы: почва, климат, рельеф. Каждый компонент рассматривается отдельно, без анализа его связи с другими компонентами.
Изучение структуры ландшафта на компонентном уровне начинается с изучения горных пород. Горные породы — это природные минеральные агрегаты. Агрегатом в данном случае называется прочное физическое соединение минералов. Горные породы обладают определенной структурой и текстурой, которые зависят от взаимного расположения минеральных зерен, а также их формы и размеров. Горные породы могут состоять из одного или нескольких минералов.
О понятии «минерал». Природа Земли состоит из различных органических и неорганических веществ. Неорганическое вещество может быть простым (состоящим из атомов одного химического элемента) и сложным (состоящим из атомов двух и более химических элементов). Разграничение простых и сложных веществ заключается в следующем. Если какой-либо химический элемент встречается в природе и в свободном виде, и в составе химического соединения, то он называется простым веществом. Если же элемент встречается в природе только в составе тех или иных химических соединений (в связанном состоянии), то в этом случае он называется элементом в составе сложного вещества.
Простые и сложные вещества могут физически соединяться друг с другом (не вступая в химические реакции), образуя природные смеси или сплавы.
Простые вещества имеют одно общее фундаментальное свойство, которое является решающим в вопросе определения минералов — самородное вещество может существовать во всех агрегатных состояниях (фазах). Агрегатное состояние вещества зависит от температуры и давления (от величин и сочетания). Каждое вещество в этом плане индивидуально. Такое простое вещество, как кислород, при относительно нормальных температурных условиях находится в состоянии газа, но в диапазоне температур от -182° до -218° C является жидкостью голубого цвета; при температуре ниже -218° C кислород становится твердым и существует в виде кристаллов светло-синего цвета. Чистая вода при температуре от 0° до +100° C является жидкостью, выше +100° C закипает и переходит в состояние газа; при температуре ниже 0° C превращается в кристаллы льда, то есть становится твердым веществом. Железо плавится при +1540 градусах C, закипает (переходит в газ) — при +2862° C.
Переходя из одного состояния в другое, простые вещества могут реагировать с другими веществами, образуя сложные вещества. При этом образуются жидкости или газы, которые состоят уже из двух и более элементов и поэтому определяются как сложные вещества.
Вышеперечисленные температурные точки фазовых переходов кислорода и воды имеют силу только при нормальном давлении. При других значениях давления точки переходов отодвигаются в соответствии с величиной давления.
Из этого видно, что любое простое вещество имеет три температурных диапазона фазового состояния: газообразный диапазон, жидкостный диапазон и твердый диапазон. У каждого отдельно взятого вещества все три диапазона имеют свои индивидуальные крайние температурные величины фазовых переходов. В земных условиях кислород — газ, а на другой планете, где температуры опускаются ниже -200 градусов, он существует в жидком или твердом состоянии. Вода существует на Земле в трех состояниях.
Минералом называется твердое (кристаллическое или аморфное) неорганическое вещество естественного происхождения, существующее в виде отдельного образования или в составе горной породы. Но, как мы успели выяснить, агрегатное состояние вещества — понятие относительное. Следовательно, на какой-нибудь ультрахолодной планете любой газ, входящий в состав нашей атмосферы, является минералом. А на планетах с ультравысокими температурами среды известные нам твердые минералы таковыми вовсе не являются, потому как существуют в форме жидкости или газа (самостоятельно или в сочетаниях с другими жидкостями или газами).
С другой стороны, если любое вещество становится минералом при определенных значениях температуры и давления, то всякое вещество нашей планеты потенциально можно рассматривать как минерал. С этой точки зрения на Земле существуют газообразные минералы (газы), жидкие (вода и другие жидкости) и твердые («истинные») минералы.
Горные породы. Минералы редко встречаются в природе в свободном виде, в основном они находятся в соединениях с другими минералами. Физическое соединение минералов называется горной породой. При всём многообразии горных пород их можно разделить на три группы: осадочные, магматические, метаморфические.
Осадочные породы — это слежавшиеся пласты неорганических и биогенных осадков. Все частицы осаждаются из воды или воздуха. В течение длительного времени они заполняют понижения рельефа на суше, дно океанов, морей, озёр, рек, болот. По происхождению осадки бывают: а) физические; б) химические; в) биогенные.
Биогенные осадки — это останки растений и животных, из года в год покрывающие поверхность Земли и со временем оказывающиеся на глубине. Так образуются торф (в болотах), уголь, нефть, известняк, мел, мергель, опока, диатомит, гуано (высохший и слежавшийся помет морских птиц; биогенные осадки особой категории).
Химические породы — соли, осажденные из воды. Это всевозможные соли, гипс, доломит, известняк, кремень и другие.
Обломочные породы образуются в результате механического разрушения магматических, метаморфических и осадочно-сцементированных пород, последующего их перемещения и отложения. В самом начале на породу любого происхождения действует выветривание (физическое, химическое или органогенное), которое разрушает ее на месте возникновения. Это нужно для того, чтобы она раздробилась на мелкие частицы. После этого вода, ветер и ледники без особого труда перемещают обломки на другое место (в углубление или в водоем), где они скапливаются и закрепляются. С течением времени частицы слеживаются, уплотняются, наслаиваются друг на друга и образуют слои обломочных пород — супеси, суглинки, глины, лёсс и т. п.
Слои таких пород содержат в себе и более крупные обломки или даже скопления обломков — дресва (зерна минералов преимущественно магматического происхождения), гравий, щебень, галька, глыбы и валуны. Все эти камни изначально имеют магматическое (например, гранит), гораздо реже — метаморфическое происхождение; еще это могут быть обломки ранее сцементированных осадочных пород. Если осадочная порода лежит очень долго, она цементируется и превращается из рыхлой в скальную — например, песок становится песчаником (разновидность песчаника — граувакка). Если цементируется скопление более крупных обломков, то порода называется брекчией (состоит из угловатых обломков) или конгломератом (состоит из окатанных обломков).
Магматические породы — это застывшая магма. При выходе на поверхность магма становится лавой, застывает и образует эффузивные горные породы: базальт, липарит, андезит. Если магма так и не вышла на дневную поверхность, она затвердевает в трещинах и пустотах осадочного грунта. В этом случае породы называются интрузивными: гранит, габбро, диорит, перидотит.
Метаморфические породы — это осадочные слои, оказавшиеся на большой глубине и претерпевшие кардинальную перестройку структуры. В таких условиях на породу воздействуют высокое давление, высокая температура и горячие водные растворы. В результате порода меняется. Классические примеры: известняк превращается в известный всем мрамор, песок — в кварцит, глина — в гнейс.
Все породы, как видно из сказанного, делятся на скальные и рыхлые.
Скальная порода — это монолитное геологическое образование. Все не разрушенные выветриванием магматические и метаморфические породы являются скальными. Но их обломки (камни) — это уже осадочные обломочные породы, то есть рыхлые. Обломки могут быть любого размера.
Четвертичные отложения. Эти отложения (Q) покрывают наибольшую часть земной поверхности и служат почвообразующими породами практически для всех видов почв.
Все четвертичные породы делят по генезису на 11 рядов: элювиальный ряд, биогенный, коллювиальный, аквальный, субтерральный, гляциальный, эоловый, субаэрально-морской, морской, вулканогенный, техногенный.
1. Элювиальные отложения: собственно элювиальные (е) — продукты выветривания поверхностных горных пород, оставшиеся лежать на месте своего возникновения; почвенные (не обязательные), хемогенные (сh) — не переместившиеся осадки химического происхождения.
2. Биогенные отложения: торфяные (b) — болотные отложения (все виды торфа).
3. Коллювиальные отложения (возникшие в результате обвалов, осыпей и оползней): дерупций (с) — обвальные отложения; десерпций (с) — осыпные отложения (при смещении масс рыхлого материала); деляпсий (с) — оползневые отложения (при смещении масс горных пород); солифлюкционные (s) — отложения, образовавшиеся в результате медленного стекания очень влажных (оттаивающих) горных пород по мерзлому грунту; селевые (sl) — отложения селей (горных потоков воды, перенасыщенных обломками горных пород и минеральными частицами); делювиальные (d) — отложения, скопившиеся у подножий гор в результате плоскостного смыва, сформированного дождевыми и талыми водами.
4. Аквальные отложения: аллювиальные (а) — отложения постоянных водных потоков (рек); пролювиальные (р) — отложения временных водотоков; лимнические (l) — озёрные отложения.
5. Субтерральные (пещерные, или карстовые, отложения): почвы терра-росса и натечные отложения (сталактиты, сталагмиты, сталагнаты, геликтиты).
6. Гляциальные отложения: собственно гляциальные (g) — ледниковые отложения, морена; флювиогляциальные (f) — водно-ледниковые отложения, возникшие при таянии ледников; лимногляциальные (lg) — озёрно-ледниковые отложения, образовавшиеся в ледниковых озёрах — приледниковых и внутриледниковых (возле или внутри тающего ледника в далеком прошлом образовывались озёра).
7. Эоловые отложения (v) — геологические отложения, возникшие в результате деятельности ветра.
8. Субаэрально-морские отложения: дельтовые (m); лагунные (m); приливные (m); гляциально-морские (gm) — отложения морского льда (например, айсбергов).
9. Морские отложения (m) — осадки, выпавшие на дно моря из его водной массы.
10. Вулканогенные (лавовые): эффузивные (vl); экструзивные (vl); грязевулканные (π) — отложения так называемых грязевых вулканов; водно-вулканические (vl) — отложения, состоящие из воды и вулканического материала.
11. Техногенные отложения (t) — любые искусственные отложения, возникшие при строительстве и других видах человеческой деятельности.
Подробнее об осадочных породах обломочного происхождения. Поскольку данная книга имеет ландшафтную специфику, следует подробнее остановиться на обломочных породах. При ландшафтных исследованиях с ними мы имеем дело почти всегда.
Категории обломочных пород различаются в первую очередь структурой. Все породы данного генезиса делятся на: грубообломочные (псефиты) — от 1 мм и больше; среднеобломочные (псаммиты) — от 0,1 мм до 1 мм; тонкообломочные: пылеватые (алевриты) — от 0,01 мм до 0,1 мм и глинистые (пелиты) — меньше 0,01 мм. Разница между алевритами и пелитами невелика, и их целесообразно разделять только при скрупулезном анализе территории.
Все вышеперечисленные категории пород делятся на две большие группы — остроугольные обломки и окатанные обломки. Остроугольные обломки — это камни с угловатой поверхностью, окатанные обломки — камни с округлой поверхностью.
Естественно, все обломки — и остроугольные, и окатанные — различаются размерами. В соответствии с размерами и формой различают следующие типы обломков.
размеры:
более 100 мм
валуны (окатанные)
глыбы (неокатанные)
10—100 мм
галька (окатан.)
щебень (неокатан.)
1—10 мм
гравий (окатан.)
дресва (неокатан.)
0,1—1 мм
песок
0,01—0,1 мм
алеврит
менее 0,01 мм
глина
Песок, алеврит и глина не разделяются на окатанные и остроугольные обломки, поскольку частицы, из которых они состоят, настолько малы, что данный признак здесь не учитывается.
Все вышеперечисленные породы рассматривались нами как рыхлые (то есть не скрепленные между собой). Но те же самые обломки пород встречаются в природе и в скрепленном виде. Этот класс обломочных пород называется скальным, или сцементированным. В некоторых местах Земли такими горными породами сложены целые массивы скал.
Скальные обломочные породы связаны между собой природным цементом, в роли которого могут выступать кальцит, доломит, лимонит, кварц, опал, халцедон и пр.
размеры:
более 100 мм
валунный конгломерат (окатанные)
глыбовая брекчия (неокатанные)
10—100 мм
галечный конгломерат (окатан.)
щебеночная брекчия (неокатан.)
1—10 мм
гравийный конгломерат (окатан.)
дресвяная брекчия (неокатан.)
0,1—1 мм
песчаник
0,01—0,1 мм
алевролит
менее 0,01 мм
аргиллит
В принципе, конгломераты и брекчии можно не различать по размеру обломков. Все они являются крупнообломочными породами, содержащими в себе крупные обломки различных размеров. Но если камни какого-то одного размера значительно преобладают в конгломерате или брекчии, то здесь необходимо точно указать, какие именно обломки в породе превалируют — например, конгломерат гравийный или брекчия глыбовая.
Вода, воздух, растения и животные. Вода — это «кровь» Земли. Эта жидкость пропитывает все сухопутные природные комплексы. Она есть и в почве, и в породах, и в воздухе, и тем более в живом материале. В воздухе вода содержится в виде пара; в почве и в горных породах вода заполняет пустоты (поры) и трещины; живые организмы, как известно, в основном состоят из воды.
В структуру крупных природных территориальных комплексов (например, ландшафтных районов) встроены еще и аквальные комплексы — озёра, реки, пруды и условные ПАК — болота.
К слову сказать, грунтовые воды не находятся всё время под почвой, они иногда (под напором и без напора) выходят и на поверхность, образуя источники (родники, ключи). Горячие ключи называются термами.
Воздух так же, как и вода, пронизывает геосистемы по всему горизонтальному и вертикальному профилю. Растения и животные в геосистемах рассматриваются на уровне видов.
Геосферный уровень организации ПТК. Геосферная организация ПТК — это его вертикальное устройство. Строение геокомплекса при таком подходе рассматривается на уровне геосфер. Любой природный территориальный комплекс имеет в своем составе:
1. Приземный слой воздуха — часть нижней атмосферы. 2. Грунтовые воды, водоемы и водотоки — часть гидросферы. 3. Верхнюю часть земной коры — почвообразующие и подстилающие породы (кора выветривания). 4. Почвенный слой (педосферу). 5. Биосферу, которая в ПТК представлена наиболее активной (центральной) ее частью — биоценозом. Это, своего рода, подсистема природного комплекса.
Геосистемный уровень организации ПТК. При геосистемном подходе изучается морфологическое строение ПТК, то есть его горизонтальное строение. Сущность данного вопроса заключается в том, что все геосистемы, кроме фации, состоят из более мелких («подчиненных») комплексов, связанных друг с другом и составляющих морфологическую структуру ландшафта. При этом изучается типовой набор «подчиненных» комплексов и их пространственная сопряженность.
Природные аквальные комплексы (ПАК) внутри крупных геосистем являются их морфологическими элементами. Например, внутри физико-географического района (собственно ландшафта) есть небольшие озёра, пруды, болота и участки русла. Такие водные геосистемы соизмеримы с фациями и урочищами. Поэтому изучаются они наравне с ПТК такого же ранга, но при этом учитывается их специфика именно как ПАК.
Крупные и крупнейшие озёра относят к аквальным морфологическим элементам физико-географической страны.
Рассмотрим одну главную единицу морфологического строения физико-географического района, которая в аспекте учения о локальных природных закономерностях представляет наибольший интерес и практически не вызывает споров в связи со своей географической четкостью и определенностью (наряду с фацией). Это — урочище. Урочищем называется комплекс фаций, находящийся в пределах одной выпуклой или вогнутой формы мезорельефа. Фации объединяются между собой посредством общего направления наземных и подземных водных потоков, переносящих химические элементы и твердые частицы — от одной фации к другой.
Урочище легко определяется на территории, имеющей расчлененный рельеф. В условиях плоского рельефа урочища выделяются на основе геологического строения местности — состава пород и их мощности. Любое урочище обычно составлено из нескольких десятков фаций; иногда меньше.
В условиях расчлененного рельефа урочища соответствуют моренным холмам, надутым дюнам, грядам, ложбинам, оврагам, балкам, замкнутым понижениям между холмами, лощинам, гривам и межгривным депрессиям пойм и др. Но характер урочища не определяется исключительно на основе геометрической формы поверхности. Большое значение в определении этого элемента ландшафта имеет происхождение мезоформы рельефа, а также ее строение и состав.
На обширных выровненных водораздельных пространствах, где трудно выделить какие бы то ни было различия в рельефе, характер урочища может быть связан еще и с удаленностью от речной долины. Эту особенность необходимо всегда иметь в виду, поскольку положение урочища относительно долины имеет большое значение. От этого зависит и его происхождение, и строение, и петрографический состав. Помимо этого, на формирование урочища на таких трудноопределимых в отношении рельефа участках поверхности оказывает воздействие заселение территории тем или иным типом растительности. Соответственно, на основе разности в растительных формациях урочище здесь и выделяется.
Урочища делятся на простые и сложные, а также на доминантные и субдоминантные. Простое урочище — это форма мезорельефа, каждый элемент которой включает в себя одну фацию. Пример — простой небольшой холм с нерасчлененными склонами и другими однородными элементами его микрорельефа. При этом каждая часть холма сложена каким-то одним типом горных пород и имеет одинаковую мощность отложений. Сложное урочище — это форма мезорельефа, каждый элемент которой занят несколькими фациями. Соответственно, фации обосабливаются на каждом элементе такого урочища по причине разности в микрорельефе и/или в составе субстрата. У однообразной формы микрорельефа на поверхность могут выходить породы разного состава и возраста (четвертичные и юрские глины, например). В некоторых случаях сложное урочище может появиться в результате объединения простых урочищ. Например — несколько слитых небольших водораздельных болот, каждое из которых в этом случае является простым урочищем.
Существует такое специфическое понятие как подурочище. Оно соответствует одной форме микрорельефа, которая включает в себя несколько фаций. Можно сказать, что сложное урочище состоит из нескольких подурочищ. Хотя иногда (в особых случаях) данное представление не является верным, поскольку подурочища могут существовать отдельно от непосредственно сложных урочищ. И в этом смысле подурочище — это промежуточная ступень между фацией и простым урочищем.
Доминантные урочища — это урочища, которые преобладают в ландшафте. Они являются показательными; на их основе характеризуется ландшафт. Субдоминантные урочища — это второстепенные урочища, занимающие небольшую часть поверхности физико-географического района. Они существуют как включения в общую сопряженную систему урочищ.
Рассмотрим доминантные типы урочищ на примере северной и средней части Русской равнины.
I. Урочища моренных равнин московского возраста:
1. Относительно крупные пологие холмы, сложенные валунными суглинками, перекрытыми толщей покровных лессовидных суглинков.
2. Вершинные волнистые поверхности, сложенные валунными суглинками, перекрытыми покровными отложениями; замедленно дренируемые, свежие или сырые.
3. Наклонно-пологоволнистые территории, сложенные покровными суглинками.
4. Волнистые вершинные поверхности, сложенные валунными суглинками; хорошо дренируемые, сухие или сырые с однородно-злаковыми лугами на дерново-среднеподзолистой почве.
II. Урочища моренно-водноледниковых равнин:
5. Пологоволнистые территории, сложенные валунными суглинками, перекрытыми тонким слоем водно-ледниковых песков; замедленно дренируемые, свежие или сырые, с елово-сосновыми лесами на торфяно-подзолисто-глееватых почвах.
III. Водно-ледниковые равнины московского возраста:
6. Пологонаклонные волнистые поверхности, сложенные песками, перекрытыми толщей покровных отложений; свежие или сырые.
IV. Урочища моренных равнин и холмов валдайского возраста:
7. Холмы средних размеров, в основном своем объеме сложенные валунными суглинками.
V. Урочища водно-ледниковых равнин валдайского возраста:
8. Пологоволнистые поверхности, сложенные крупнозернистыми песками; хорошо дренируемые, свежие, с сосняками-зеленомошниками на среднеподзолистых почвах.
VI. Урочища озёрно-водно-ледниковых равнин:
9. Ровные территории, сложенные супесями; замедленно дренируемые, сырые, с закустаренными осоко-влажно-злаковыми лугами на перегнойно-подзолистых почвах.
VII. Урочища аллювиальных равнин:
10. Первая надпойменная терраса.
11. Вторая надпойменная терраса.
12. Третья надпойменная терраса.
Основные субдоминантные урочища, встречающиеся в ландшафтах северной и средней части Русской равнины, имеют следующие типы.
I. Урочища выпуклых форм рельефа:
1. Камы — крутосклонные холмы водно-ледникового генезиса, сложенные слоистым материалом.
2. Дюны — небольшие холмы, сложенные перевеянными песками; характерны слаборазвитые подзолистые почвы.
3. Озы — вытянутые гряды водно-ледникового генезиса.
II. Урочища вогнутых форм рельефа:
4. Ложбины.
5. Ложбинообразные понижения.
6. Полузамкнутые водосборные понижения.
7. Обширные понижения водно-ледниковых равнин валдайского возраста.
8. Старичные понижения.
III. Склоновые урочища
Генезис (происхождение) наземного природного комплекса. Современное представление о превращении ландшафта в природный комплекс должно основываться не только на том факте, что в любом ПК существуют все компоненты природы, но и на том, что среди всех компонентов нет главных или второстепенных — все они равноправные звенья одной цельной сформировавшейся системы. И поскольку, как известно, формирование природного комплекса завершается появлением в его составе животных и растений, то из этого можно сделать вывод, что они как раз и являются тем фактором, который окончательно преобразует простой ландшафт в геосистему.
Генезис любого наземного ПК включает в себя три стадии: протоландшафтная, добиотическая, биотическая. В протоландшафтной стадии ландшафт может просуществовать миллионы лет, и за это время не произойдет заметных сдвигов в алгоритме физико-географических процессов, которые мы наблюдаем в развивающихся и развитых геосистемах. После схода ледника или отступления воды ландшафт освобождается и получает «шанс» на развитие. Хотя это еще не всё. Климат, важнейший фактор, в данном случае расставляет все точки над i. После того, как климатический режим над территорией войдет в рамки благоприятных значений, начинается добиотическая стадия.
В этот период ландшафт готовится к появлению полноценной биотической пленки. Пленка может появиться не сразу, а через много-много лет, если, например, на поверхности оказались не рыхлые, а скальные породы. Освобождение песчаных и глинистых грунтов от воды, ледника и/или сурового климата влечет за собой относительно быстрое восстановление ландшафта до уровня геосистемы. На данном этапе в геосистеме происходят процессы связывания природных компонентов в неразрывную систему. Процессом «сборки» природного комплекса занимаются биотические агенты, которые, развиваясь сами на абиотическом фундаменте, развивают и геосистему, скрепляя природные компоненты, усложняя и совершенствуя связи между ними.
И уже появление высших организмов, которое оканчивает добиотическую фазу, открывает новый этап — биотический, когда ландшафт полностью трансформируется в геосистему и дальше существует в качестве таковой до тех пор, пока новый масштабный природный фактор не превратит ее в ледниковую поверхность, пустыню или дно водоема.
Функционирование наземного природного комплекса. Все компоненты природного комплекса взаимосвязаны. Но за счет чего осуществляется связь между ними?..
Любая система, даже техногенная (например, автомобиль), работает за счет перемещения вещества и энергии. И геосистема — не исключение. Вся совокупность перемещения вещества и энергии внутри геокомплекса называется его функционированием. Функционирование устанавливает между компонентами настолько тесные связи, что при малейшем нарушении структуры хотя бы одного компонента или разрыва его связи с другим компонентом, система частично или полностью разрушается. Особенно это касается растительно-животного мира. Степень разрушения зависит от того, сколько связей или компонентов нарушено, а также от важности разорванных связей.
Ландшафт — это открытая система. Она подвержена воздействию извне, и, в свою очередь, сама оказывает влияние на близлежащие системы. По отношению к ПТК различают, таким образом, входящие потоки вещества и энергии и выходящие потоки. За счет всех потоков — входящих или выходящих — осуществляется связь между геокомплексами и взаимная подпитка. Питая друг друга, относительно мелкие геосистемы соединяются, образуя ПТК более высоких рангов, которые, в свою очередь, таким же образом объединяются в еще более крупные единицы — и так вплоть до географической оболочки.
Выясняется, что существуют две направленности функционирования ландшафтов: межкомпонентная (внутренняя), межкомплексная (внешняя).
Внутреннее функционирование невозможно без входящих потоков; и внешнее функционирование тоже не может осуществляться без межкомпонентных перемещений вещества и энергии. Вот такую цельную, но в то же время очень хрупкую систему представляет собой земная природа.
Динамика наземных природных комплексов. Динамикой ландшафта называют переменное изменение его состояния без нарушения структуры. Под этим понятием подразумевается изменение ландшафта в рамках своего инварианта.
Инвариант — это потенциал ландшафта, или предельно возможные обратимые трансформации ландшафта. Можно сказать по-другому: динамика геосистемы — это такие перестройки ее внутреннего устройства и функционирования, после которых она может восстановиться (и восстанавливается) до прежнего состояния.
Динамика связана с ритмическими воздействиями на природный комплекс. Например, смена дня и ночи, времен года. В течение суток ландшафт несколько раз меняется, но при этом его внутреннее устройство остается прежним. Ночью все процессы замедляются, и ПТК оказывается в условиях, не благоприятствующих его усиленному функционированию.
Зимой в умеренных широтах геосистема находится, можно сказать, в «коматозном» состоянии, но поздней весной быстро восстанавливается до нормального и далее полноценно функционирует.
Существуют и более продолжительные ритмы, чем вышеописанные — от 2 лет до нескольких веков. Они называются циклами. Циклы не имеют строго упорядоченного изменения во времени и могут быть весьма расшатанными. Многолетние и многовековые циклы связаны с колебаниями состояния магнитного поля, которые воздействуют на атмосферу; последняя, в свою очередь, оказывает решающее влияние на ландшафты. Такое непостоянство магнитного поля Земли обусловлено изменениями ядерного поля на Солнце.
Нетрудно догадаться, что динамика ландшафта связана в основном с колебанием климатических факторов, которое обусловлено именно астрономическими движениями планеты. Влияние климата в этом случае на ПТК достаточно мягкое и, следовательно, плавное.
Но если на ландшафт повлиял какой-то внезапный, незапланированный, катастрофический природный фактор, не связанный с суточной или годовой ритмикой и с циклами, то его восстановление становится уже невозможным, поскольку в этом случае компоненты ландшафта разрушаются напрямую. Уничтожению геосистемы могут поспособствовать геологические возмущения земной коры — резкие тектонические движения, переворачивающие грунт «с ног на голову», мощные землетрясения, извержения вулканов. Или же — относительно быстрая (если не сказать молниеносная) смена климата (что случается очень редко, и мы сказали о том, что влияние климата на ландшафт достаточно щадящее). После этого природный комплекс возвращается в протоландшафтное состояние и начинает развиваться с нуля.
Каждый ландшафт обладает своим собственным динамическим потенциалом, который зависит от размеров геосистемы, сложности ее устройства, биогенных запасов. Естественно, что фация более уязвима, чем материк или океан.
Подробнее о ритмических явлениях в ландшафтной сфере. Природные ритмы — это повторяемость того или иного комплекса явлений в ландшафтной сфере. Ритмы делятся на две группы: 1 — периоды (ритмы одинаковой продолжительности); 2 — циклы (ритмы неодинаковой продолжительности).
В зависимости от продолжительности природные ритмы делятся на: суточные (24 часа), годовые (365 дней), гидрологические (2—3 года), одиннадцатилетние (8—13 лет), климатические (30—40 лет), сверхвековые (1800—1900 лет).
Суточный ритм связан с вращением Земли вокруг оси. Он проявляется в смене режима освещенности (в смене дня и ночи). Ночью все ландшафтные процессы замедляются, днем — усиливаются. Особенно ярко такие изменения проявляются летом в умеренных широтах. Годовой ритм связан с вращением Земли вокруг Солнца. Этот ритм выражается в смене времен года. Летом ландшафтные процессы достигают максимума, зимой — минимума. Явная смена сезонов наблюдается в умеренных широтах.
Гидрологический цикл связывают с инерционностью глобальных природных процессов (связанных с годовой ритмикой), которые полностью развиваются в течение 2—3 лет (это означает, что развитие гидрологических процессов не укладывается в рамки одного года). С этим циклом связано повышение и понижение уровня воды, увеличение и уменьшение количества осадков.
Одиннадцатилетние и климатические ритмы изучены слабо, но удалось установить, что связаны они с циклами солнечной активности.
Циклы солнечной активности. Солнечная активность — это состояние солнечной атмосферы, проявляющееся в регулярном возникновении (а также — в изменении мощности) различных нестационарных образований — солнечных пятен, вспышек, протуберанцев и др. Области, где постоянно возникают эти образования, называются центрами солнечной активности.
Атмосфера Солнца включает в себя несколько слоев: фотосферу (нижний слой); хромосферу (промежуточный слой); солнечную корону (внешний слой).
В этих слоях солнечной атмосферы и протекают определенные плазменные процессы, в результате которых возникают следующие нестационарные (т. е. не постоянно существующие — появляющиеся и исчезающие) образования: солнечные пятна и факелы — в фотосфере; флоккулы (хромосферные факелы), спикулы, вспышки — в хромосфере; протуберанцы — в солнечной короне.
Цикл солнечной активности длится в среднем 11 лет (от 8 до 13 лет), и проявляется он в периодическом изменении количества центров солнечной активности.
В годы максимума солнечной активности в атмосфере Солнца возникает много таких активных центров (а следовательно, и большое количество самих нестационарных образований). В годы минимума солнечная атмосфера характеризуется малым количеством центров солнечной активности.
Механизм влияния 11-летнего цикла солнечной активности на земную природу изучен слабо, но очевидность того факта, что в годы солнечных максимумов атмосфера Солнца переходит в состояние возмущенности и начинает усиленно испускать в мировое пространство коротковолновую и корпускулярную радиацию, говорит о том, что именно усиление радиационного потока влияет на Землю в целом и на ландшафтную оболочку в частности. Цепочка причинно-следственных закономерностей в аспекте солнечно-земных связей тоже до конца не ясна, но здесь надо учитывать, что первый «удар» принимает на себя магнитное поле Земли со всеми вытекающими отсюда последствиями (возмущения и искажения магнитного поля, естественно, не могут не отразиться на ландшафтной оболочке).
С 11-летним циклом солнечной активности связана периодичность чуть ли не всех природных явлений в биосфере, гидросфере, атмосфере и даже литосфере. Например, с периодами солнечных максимумов связывают массовое размножение саранчи, увеличение ширины годичных колец деревьев (то есть утолщение стволов), повышение урожаев, возрастание активности вулканов и тектонических движений, вспышки эпидемий, обострение хронических заболеваний, а также — войны и даже государственные перевороты.
Интересно явление, связанное (как предполагают) с циклом солнечной активности, наблюдается в восточной части Тихого океана у берегов Эквадора и Перу, где развивается эпизодическое летнее течение, называемое Эль-Ниньо. Возникает оно при прохождении рядом с экватором циклонов, имеющих периодичность от двух до семи лет.
35-летние циклы (климатические) солнечной активности проявляются в серии сухих теплых сезонов и серии холодных влажных сезонов, которые постоянно сменяют друг друга. Цикл может длиться от 30 до 40 лет.
Развитие (эволюция) наземных природных комплексов. Развитие ландшафта — это его изменение со временем. Все ПТК эволюционируют. Развитие геокомплекса происходит по причине его функционирования и динамики. Без них геосистема застыла бы в своем развитии и в конечном итоге распалась на составные части. Перемещение вещества и энергии внутри комплекса сообщает ему те или иные динамические качества. Динамика же — основной двигатель эволюции ландшафтов.
Никакой динамический скачок не проходит бесследно для наземного ПК. Каждый раз из года в год какие-то элементы комплекса постепенно меняются. Это происходит незаметно для человека. Но многолетнее наблюдение за любым природным комплексом позволяет выявить его развитие. Процессы зарастания озера или пруда, размыв берегов речной водой, образование оврага — даже такие, казалось бы, незначительные изменения территории и то невозможно увидеть сразу. Должно пройти какое-то время: минимум десять лет.
Если посмотреть, например, старые фотографии изучаемой местности, то можно сравнить, как за пятьдесят лет изменилась ее природа.
Развитие любого полноценного наземного ПК оканчивается тогда, когда он покрывается ледником, становится пустыней или дном водоема (в основном морского). Это крайние точки развития ландшафтов рассматриваемого типа.
Эволюция уже сформировавшего комплекса может прекратиться после внезапного деструктивного воздействия на ПТК (об этом уже говорилось ранее) и начаться заново после затухания того фактора, который вызвал остановку развития.
Но в основном наземная геосистема плавно подходит к своей «гибели». Такое происходит, когда на геокомплекс в течение нескольких сотен или тысяч лет оказывает влияние какой-нибудь медленный и четко направленный фактор. Это постепенная, но основательная смена климатических условий, а также — медленные эпейрогенические тектонические движения на платформах.
Так усиливающееся похолодание приводит к мощному оледенению территории, которое может продолжаться сотни лет. Это называется ледниковым периодом. Ледник почти полностью уничтожает уже развитый ландшафт и приводит его к протоландшафтному состоянию. В итоге ПТК вынужден развиваться по-новому — и только после того, как ледник растает. Так произошло когда-то, например, с европейской территорией. В современную геологическую эпоху оледенением затронуты острова Арктики и Антарктида. И они будут пребывать в этом состоянии до тех пор, пока не начнется интенсивная абляция (уменьшение объема и массы ледников и снежных полей) вследствие нарастающего потепления климата (что уже наблюдается).
В таких же условиях находятся и высокогорные территории альпийского возраста. Они точно так же, как Арктика и Антарктика, существуют в инертном состоянии, но в качественно ином. Покрытые ледниками вершины высоких эпигеосинклинальных (первичных) гор — это как бы начальная ландшафтная стадия, предваряющая развитие природных комплексов. Полярные же регионы прежде обладали всей природной полнотой, свойственной развитым ПК (и это доказано многочисленными исследованиями), но в силу тектонических и климатических трансформаций оказались в том состоянии, в котором они находятся сейчас. Но в том и в другом случае как горные, так и полярные территории находятся в протоландшафтной стадии.
Заведомо известно, что перестройка структуры атмосферной циркуляции может превратить те или иные территории в жаркие безжизненные пустыни. Эти местности могут долго находиться в таком состоянии, пока в циркуляции воздушных масс (а значит и в климате) не появятся благоприятные изменения.
Медленные эпейрогенические тектонические движения на платформах, которые были упомянуты выше, приводят к трансгрессиям и регрессиям. Опускание прибрежных участков (или же повышение уровня воды в море, что вызвано опять-таки в основном климатическими сдвигами в сторону потепления климата) постепенно год за годом «отбирает» у суши несколько миллиметров земли. И через несколько тысяч лет прибрежный ПТК оказывается полностью под водой и начинает функционировать как мелководный природный комплекс. Впоследствии он снова может подняться над уровнем моря и с течением времени восстановиться до состояния наземной геосистемы.
Переход наземного ландшафта в мелководный не означает, что эта местность перестает быть природным комплексом: она просто перестраивается на другой уровень развития — водный. Но если мелководный участок продолжит опускаться, то через тысячи лет он перестанет быть ПК и перейдет в застывшее протоландшафтное состояние — то есть станет абиссальной пустыней. В масштабе геологических эпох крупные участки наземной ландшафтной сферы были не раз уничтожены и восстановлены заново. Наиболее «удачливыми» в этом отношении являются экваториальные и приэкваториальные регионы. По крайней мере, оледенением они затронуты не были. Об этом свидетельствуют их мощные коры выветривания.
Классификация наземных ландшафтов (физико-географических районов). Представленная ниже схема классификации, применимая только к физико-географическим районам, разработана для того, чтобы:
1. Систематизировать ландшафты суши. 2. Дать название каждому наземному ландшафту (т. е. охарактеризовать его).
Для достижения этих целей мы должны разделить работу, направленную на классификацию геосистем данного уровня, на два этапа.
На первом этапе происходит классификация ландшафтов в соответствии с геолого-тектоническими различиями земной поверхности — постепенно сверху вниз (то есть от региональных азональных особенностей поверхности до локальных). В конце данного этапа на основе составленной азональной классификационной схемы приводятся примеры названий каких-либо абстрактных ландшафтов.
На втором этапе наземные ландшафты классифицируются на основе почвенно-растительных различий земной поверхности — аналогично сверху вниз (от региональных зональных особенностей до локальных). В конце этапа приводятся примеры названий ландшафтов по зональным признакам.
I. Как известно, вся земная суша делится на два типа — материковая суша и островная. По этим критериям все ландшафты можно разделить на две надгруппы: 1) материковые ландшафты; 2) островные ландшафты.
Это первичное разделение всех наземных ландшафтов — само собой разумеющееся. Далее определяется форма макрорельефа, на которой расположен ландшафт. По этому критерию все геосистемы делятся на две группы: 1) равнинные; 2) горные.
Если рассматриваются равнинные территории, то обязательно учитывается их происхождение. Среди ландшафтов равнин выделяют две подгруппы: 1) ландшафты аккумулятивных равнин; 2) ландшафты денудационных равнин.
Денудационные равнины делятся на цокольные и пластовые; в соответствии с этим внутри подгруппы денудационных равнин мы различаем: 1) ландшафты цокольных равнин; 2) ландшафты пластовых равнин.
Такие характеристики геосистем хорошо подчеркивают и их высоту над уровнем моря. Цокольные равнины, например, всегда возвышенные.
Горные ландшафты не классифицируются по происхождению гор, которые могут иметь глыбовый, складчато-глыбовый и складчатый генезис. За основу выделения берется высота горного яруса. По гипсометрическому положению ландшафты гор делятся на три подгруппы: 1) низкогорные ландшафты; 2) среднегорные; 3) высокогорные.
Каждая подгруппа горных ландшафтов существенно отличается от другого, поскольку высота горного яруса — это весомое условие для формирования ПТК данного уровня.
В особых условиях находятся ландшафты плато, плоскогорий, нагорий, эрозионных (денудационных) гор. Этот класс занимает промежуточную ступень между равнинными и горными ландшафтами.
Далее необходимо выявить особенности морфолитогенного строения внутри самого физико-географического района. При этом на практике (в полевых условиях) учитываются все качества его геологического фундамента: петрографический состав поверхностных пород и особенности морфоскульптурного комплекса. В конечном итоге на основе всех выявленных геолого-тектонических признаков можно охарактеризовать любой ландшафт.
Пример для Русской равнины: материковый равнинно-аккумулятивный холмистый супесчано-суглинистый ландшафт. Или (для острова): островной низкогорный ландшафт.
II. После геолого-геоморфологических свойств земной поверхности мы приступаем к рассмотрению разностей почвенно-растительного покрова — чтобы составить зональную классификацию ландшафтов.
Весь растительный покров Земли делится на: 1) лесной покров; 2) полулесной покров (условная промежуточная категория); 3) нелесной покров.
Соответственно, можно выделить три группы ландшафтов: 1) лесные ландшафты; 2) полулесные ландшафты: лесостепи, саванновые леса, редколесья и др. (условная группа); 3) нелесные ландшафты.
Леса различаются по составу древостоя. На основании этих различий существуют следующие подгруппы лесных ландшафтов: 1) таежные ландшафты; 2) ландшафты смешанных лесов; 3) ландшафты широколиственных лесов; 4) ландшафты тропических дождевых лесов; 5) ландшафты тропических сухих листопадных лесов; 6) горные ландшафты хвойных лесов; 7) ландшафты мангровых лесов; 8) ландшафты галерейных лесов и рощ.
Группа полулесных (лесостепных) ландшафтов не делится на подгруппы.
Леса существуют, конечно, не везде. Во многих местах Земли леса уничтожены человеком или климатом. Нелесные травянистые территории называются степями. Другие участки нелесной поверхности Земли, которые называются пустынями, не имеют даже сплошного травянистого покрова. В пустынях наземный покров крайне разрежен (мертвые пустыни в классификации не участвуют). Между пустынями и степями находятся полупустыни. Соответственно, мы можем выделить такие подгруппы нелесных ландшафтов, как: 1) степные ландшафты; 2) полупустынные ландшафты; 3) пустынные ландшафты.
Далее следует обратиться к внутреннему почвенно-растительному устройству ландшафта. Растительность внутри самих физико-географических районов (т. е. ландшафтов) лучше всего изучать отдельно по каждой фации. При этом учитывается видовой состав фациальных фитоценозов.
Название лесных фитоценозов (и, следовательно, самих фаций) определяют по доминантным (преобладающим) видам растений двух ярусов — древесного и травяного. Если это чистый еловый лес, в котором в наземном покрове преобладают, допустим, зеленые мхи, то фитоценоз будет называться ельником-зеленомошником. Примеси в древесном и травяном ярусе тоже вносятся в название. Например: лес елово-сосновый чернично-сфагновый (это название говорит о том, что в древесном ярусе леса преобладают сосны, а в наземном ярусе — сфагновые мхи). Иногда к двойному названию приставляют и третье, если растительный состав фации отличается разнообразием: елово-сосновый черничный лес с березой.
Таксономическая классификация природных территориальных комплексов. Целью данной классификации является построение так называемых таксономических рядов. Различают следующие типы таксономических рядов: азональный, зональный, зонально-азональный, провинциальный.
Для того чтобы построить азональный ряд, необходимо:
1. Выделить на региональном уровне азонально однородные единицы ландшафтного районирования суши (на основании различий в геолого-тектоническом строении земной поверхности).
2. Выстроить в правильном порядке полученные азональные единицы по принципу «сверху вниз» (в последовательности: от высшей региональной единицы до низшей региональной единицы).
Пример азонального ряда в пределах материков: ландшафтная страна — ландшафтная область — ландшафтный район.
Зональный ряд строится по такому же принципу. На первом этапе выделяются зонально однородные единицы (на основании различий в почвенно-растительном покрове Земли), затем полученные единицы выстраиваются в таксономический ряд.
Пример зонального ряда в пределах материков: ландшафтный пояс — ландшафтный сектор — ландшафтная зона — ландшафтная подзона — ландшафтный район.
Зонально-азональный ряд строится по принципу обычного чередования зональных и азональных единиц — тоже по схеме «сверху вниз».
Пример зонально-азонального ряда в пределах материков: ландшафтный пояс — (ландшафтный сектор) — ландшафтная страна — ландшафтная зона — ландшафтная область — ландшафтная подзона — ландшафтный район.
От соприкосновения азонально однородных региональных единиц с зонально однородными образуются так называемые провинции, которые тоже относятся к геосистемам регионального уровня.
Пример провинциального таксономического ряда в пределах материков: провинция 1-го порядка — провинция 2-го порядка — провинция 3-го порядка — (провинция 4-го порядка) — ландшафтный район.
О провинциальном таксономическом ряде будет сказано позднее — в главе «Зональность и азональность ландшафтной сферы».
Все таксономические ряды сходятся в одной узловой точке, в роли которой выступает ландшафт (ландшафтный район). Ландшафт далее не делится по зональным или азональным признакам.
Полные таксономические ряды. Рассмотренные выше примеры таксономических рядов не являются полными: они строились только на региональном уровне организации ПТК. Но этот уровень — не единственный.
Различают три уровня организации ПТК: глобальный, региональный, локальный. На глобальном уровне выделяют такие единицы, как географическая оболочка, материки и океаны, а также — географические пояса, опоясывающие всю поверхность Земли и пересекающие несколько материков и океанов. Хотя в пределах только материка или только океана часть географического пояса относится к единице регионального уровня.
Единицы регионального уровня уже были рассмотрены выше. Локальный уровень представлен местностями, урочищами и фациями. Местность, в отличие от урочища и фации, — ландшафтная единица, которая существует не во всех ландшафтных районах.
Пример полного зонального таксономического ряда: геооболочка — ландшафтный пояс — ландшафтный сектор — ландшафтная зона — ландшафтная подзона — ландшафтный район — (местность) — урочище — фация.
Пример полного азонального таксономического ряда: геооболочка — материк — ландшафтная страна — ландшафтная область — ландшафтный район — (местность) — урочище — фация.
Пример полного провинциального таксономического ряда: провинция 1-го порядка — провинция 2-го порядка — провинция 3-го порядка — (провинция 4-го порядка) — ландшафтный район — (местность) — урочище — фация.
Пример полного зонально-азонального таксономического ряда: геооболочка — материк — ландшафтный пояс — (ландшафтный сектор) — ландшафтная страна — ландшафтная зона — ландшафтная область — ландшафтная подзона — ландшафтный район — (местность) — урочище — фация.
Классификация ландшафтов по В. А. Николаеву
Русский ученый Владимир Александрович Николаев разработал замечательную подробную классификацию ландшафтов, применимую к любому региону Земли. Его классификация, дополненная и другими учеными, заслуживает отдельного внимания. Сегодня схема классификации ландшафтов Земного шара выглядит следующим образом.
I. Отдел ландшафтов. Выделяется на основании типа контакта и взаимодействия геосфер в географической оболочке: наземные ландшафты, земноводные, водные, подводные.
Особый тип контакта геосфер — взаимодействие поверхности ледников и атмосферы. В связи с этим можно выделить еще и ледниковые ландшафты, представленные наиболее ярко в Антарктиде, а также в Гренландии и ряде других крупных полярных островов.
II. Разряд ландшафтов. Выделяется на основании различия в энергетической базе ландшафтов (поясно-зональные различия водно-теплового баланса). Т. е. учитывается принадлежность ландшафта к тому или иному географическому поясу (альтернатива — климатическому поясу):
1. Арктические (антарктические) ландшафты: а) ледниковые; б) внеледниковые. 2. Субарктические (субантарктические) — в основном тундровые. 3. Субарктическо-умеренные ландшафты: а) бореально-субарктические континентальные (лесотундровые); б) бореально-субарктические приокеанические (луговые и лесо-луговые ландшафты).
4. Ландшафты умеренных поясов: а) бореальные (таёжные); б) бореально-суббореальные (подтаёжные, т. е. смешанные леса); в) суббореальные:
— суббореальные гумидные (широколиственные леса);
— субсредиземноморские, или полусубтропические. Существуют на западе Евразии, между зоной широколиственных лесов и средиземноморскими ландшафтами. В Тасмании и Новой Зеландии, на берегах Тихого океана в Северной и Южной Америке есть аналоги таких ландшафтов, которые называются суббореальными муссонными — это переходные к субтропическим природным комплексам;
— суббореальные семигумидные (лесостепные);
— суббореальные семиаридные (степные);
— суббореальные аридные (полупустынные);
— суббореальные экстрааридные (пустынные).
5. Субтропические ландшафты: а) субтропические гумидные (влажные леса); б) субтропические зимнегумидные (средиземноморские); в) субтропические семигумидные (субтропическая лесостепь); г) субтропические семиаридные (субтропическая степь); д) субтропические аридные (субтропические полупустыни); е) субтропические экстрааридные (субтропические пустыни).
6. Тропические ландшафты: а) тропические экстрааридные (тропические пустыни); б) субэкваториально-тропические аридные (опустыненные саванны); в) субэкваториально-тропические семиаридные (саванны); г) субэкваториально-тропические семигумидные (ландшафты влажных саванн, лесо-саванновые ландшафты); д) тропические гумидные (влажные леса); е) субэкваториальные сезонно-гумидные (переменно-влажные леса).
7. Экваториальные ландшафты (влажные леса).
III. Подразряд ландшафтов. Выделяется на основании секторных различий климатических поясов, степени континентальности климата. Например: приокеанические ландшафты; бореальные муссонные; бореальные умеренно-континентальные; бореальные континентальные; бореальные резко континентальные и др.
В любом поясе можно выделить четыре основных подтипа климата. На материках: материковый, приокеанический, климат западных побережий, климат восточных побережий (в основном — муссонный). Над океанами: океанический климат. От этих подтипов климата и стоит отталкиваться, классифицируя ландшафты по данному признаку.
IV. Семейство ландшафтов. Выделяется на основании размещения ландшафта в пределах той или иной физико-географической страны: бореальные восточно-европейские; таежные гималайские и др. В некоторых вариантах классификации ландшафтов В. А. Николаева этот таксон (классификационная группа) не рассматривается.
V. Класс ландшафтов. Выделяется на основании различий положения ландшафтов в системе морфоструктур высшего порядка — то есть по типу природной зональности (равнинная зональность, горная зональность): равнинные ландшафты, горные ландшафты.
VI. Подкласс ландшафтов. Выделяется на основании различий в ярусной дифференциации равнин и гор (по абсолютной высоте): Равнинные: ландшафты отрицательных равнин (впадин) — ниже уровня моря; низинные ландшафты (от 0 до 150 м); низменные (150—200 м); возвышенные (выше 200 м); предгорные. Горные: низкогорные, среднегорные, высокогорные, межгорно-котловинные (межгорные котловины).
VII. Группа ландшафтов. Выделяется на основании различий в типе водного режима, который зависит от соотношения всех видов увлажнения ландшафта (атмосферного, грунтового, натечного): элювиальные, полугидроморфные (элювиально-гидроморфные), гидроморфные.
Элювиальные ландшафты находятся в условиях средних значений увлажнения (для той зоны, в которой они сформировались). Полугидроморфные ландшафты формируются в условиях, которые близки к избыточному увлажнению. Гидроморфные ландшафты — это ландшафты избыточно увлажненные (например, болота в лесных зонах умеренного пояса). Элювиальные ландшафты размещаются преимущественно на возвышенных равнинах, остальные типы ландшафтов — в основном на низменных частях равнин. Этот таксон является логическим включением в классическую схему рассматриваемой классификации, так как группа — очень важный признак, которым не следует пренебрегать. Хотя всё же он практически применим к ландшафтам не всех поясов, а только тех климатических зон, где грунтовое увлажнение может сыграть решающую роль.
VIII. Тип ландшафтов. Выделяется на основе почвенных биоклиматических признаков на уровне типов почв и классов растительных формаций (принадлежность к природной зоне): тундровые ландшафты, таежные, подтаежные, широколиственные, лесостепные, степные, полупустынные, пустынные и др., а также луговые и пр.
IX. Подтип ландшафтов. Выделяется на основании подклассов растительных формаций и подтипов почв (принадлежность к природной подзоне): ландшафты северной тайги; средней тайги; южной тайги; опустыненной степи и пр.; болотные ландшафты; пойменно-луговые; материковые луговые.
X. Род ландшафтов. Выделяется на основании различия в генетическом типе рельефа (типе геоморфологической поверхности): грядовые ландшафты конечно-моренных возвышенностей; пологовсхолмленные или холмистые ландшафты донно-моренных равнин; слабобугристые и дюнные ландшафты водно-ледниковых (зандровых) равнин; ландшафты плоских озёрно-ледниковых равнин; ландшафты камовых полей, озовых гряд и др.
XI. Подрод ландшафтов. Выделяется на основании механического состава слагающих горных пород: песчаные ландшафты, супесчаные, суглинистые, глинистые, карбонатные, лёссовые, каменистые (обломки различной величины и окатанности) и пр.
Этот таксон учитывает петрографический состав почвообразующих и подстилающих пород. Классический пример: ландшафты волнистых моренных равнин на покровных суглинках, подстилаемых мореной.
XII. Вид ландшафтов. Выделяется на основании доминирующих в ландшафтах урочищ.
Пример: ландшафты моренно-водноледниковых равнин, сложенных валунными суглинками, перекрытыми тонким слоем водно-ледниковых песков, замедленно дренируемые, с елово-сосновыми лесами на торфяно-подзолисто-глееватых почвах.
Все таксоны являются самостоятельными. Это не означает, конечно, что любой ландшафт можно охарактеризовать только по какому-то одному признаку. Но и все двенадцать признаков применить к ландшафту мы не сможем, потому что в этом случае название ПК получится излишне громоздким и, следовательно, непонятным и запутанным.
Необходимо выбрать средний путь — то есть дать название ландшафту по нескольким близстоящим относительно друг друга таксонам. Такой подход будет и внятным, и в то же время достаточно полноценным.
Данная классификация разработана для физико-географических районов и даже в определенной степени для урочищ, но, например, к фациям, природным зонам или ландшафтным странам ее уже нельзя применить в полной мере.
Классификация природных комплексов (ПТК и ПАК) по степени антропогенного изменения
На Земле в наше время практически невозможно обнаружить ландшафты, по которым «не ступала нога» человека. Все земные ландшафты прямо или косвенно затронуты человеческой деятельностью. По степени изменения в результате человеческой деятельности все ландшафты делятся на четыре группы:
1. Условно-коренные (слабо или очень слабо измененные человеком): высокогорные ландшафты, донно-океанические, пустынные ландшафты — то есть труднодоступные территории). 2. Вторично-производные (ландшафты, возникшие на месте естественных природных комплексов в процессе уничтожения коренной растительности и хозяйственного использования почвенного покрова: высокотравные саванны, средиземноморские леса и кустарники). 3. Антропогенно-модифицированные (ландшафты, преобразованные человеком в сильной степени). 4. Техногенные (практически полностью созданные человеком: городские ландшафты, крупные промышленные зоны и др.). В больших городах даже такой, казалось бы, незыблемый ландшафтный ярус, как морфолитогенная основа, почти полностью изменен в результате прокладки подземных инженерных коммуникаций: тепловых, водопроводных, дренажных и канализационных труб, газопроводов, электрических кабелей, линий связи.
Глава 4. Зональность и азональность ландшафтной сферы Земли
Источники энергии для природных процессов. Ни одна планета Солнечной системы не имеет возможности «похвастаться» столь необычайным разнообразием естественных ландшафтов, как Земля. Вообще, само наличие ландшафтов по умолчанию является удивительным фактом. Никто не может дать исчерпывающего ответа, почему разнородные природные компоненты при благоприятных условиях объединяются в единую неразделимую систему. Но попытаться объяснить именно причины такого пестрого ландшафтного ансамбля — задача вполне посильная.
Как известно, природная система Земли живет и развивается в основном за счет двух видов энергии:
1. Солнечной (экзогенной). 2. Внутриземной (эндогенной).
Данные виды энергии одинаковы по силе, но оказываются полезными в различных аспектах эволюции географического пространства.
Так солнечная энергия, взаимодействуя с земной поверхностью, запускает цепочку глобальных природных механизмов, ответственных за формирование климата, который, в свою очередь, влияет на почвенно-растительные, гидрологические и внешние геологические процессы.
Внутриземная же энергия, воздействуя на всю толщу литосферы, затрагивает, естественно, и ее поверхность, вызывая ощутимые нами тектонические движения земной коры и тесно связанные с ними сейсмические и магматические явления. Конечный результат тектонических движений — расчленение земной поверхности на морфоструктуры, которые определяют континентально-океанический рисунок (распределение суши и моря) и крупные различия в рельефе суши и дна Мирового океана.
Все процессы и явления, обусловленные контактом солнечной радиации с дневной поверхностью, называются зональными. Они охватывают в основном поверхность, проникая на незначительную глубину (в масштабе всей Земли). Противоположные им азональные процессы — это результат воздействия на земную кору энергетических потоков, образующихся вследствие внутреннего геологического развития (функционирования) Земли. Как уже говорилось, эти потоки, имея глубинное происхождение, охватывают своим влиянием всю тектоносферу и приводят ее в движение, которое непременно передается и земной поверхности.
К главнейшим внутриземным процессам, дающим энергетическую пищу для азональности, относятся следующие: гравитационная дифференциация земного вещества (когда более легкие элементы поднимаются вверх, а более тяжелые опускаются вниз; этим объясняется строение Земли: ядро состоит практически целиком из железа, а атмосфера, внешняя земная оболочка, является физической смесью газов); попеременное изменение радиуса Земли; энергия межатомных связей в минералах; радиоактивный распад химических элементов (в основном тория и урана).
Если бы каждая точка земной поверхности получала одинаковое количество энергии (как внешней, так и внутренней), то природная среда в зональном и азональном плане была бы однородной. Но фигура Земли, ее размер, вещественный состав и астрономические особенности исключают эту возможность, и поэтому энергия по поверхности распределяется крайне неодинаково. Одни части Земли получают больше энергии, другие — меньше. Вследствие этого вся поверхность разбивается на более или менее однородные территории. Однородность эта — внутренняя, но сами участки разнятся между собой по всем параметрам. В классической отечественной науке о природе Земли зонально однородные единицы регионального районирования суши называются ландшафтными зонами; азонально однородные — ландшафтными странами, и в общих чертах границы стран совпадают с границами морфоструктур.
Реальное существование таких природных образований не вызывает сомнений, но в естественных условиях их пространственная структура, конечно, гораздо сложнее, нежели в современном научном понимании.
Помимо вышеописанных видов энергии, на Землю оказывают влияние и другие не менее сильные, но в дифференциации природной среды они не играют основополагающей роли. Их значение состоит в регуляции природных механизмов на глобальном уровне. Еще они вносят существенные отклонения в зональные и азональные процессы, изменяя направление движения воздушных и водных масс, вызывая смену времен года, приливы и отливы в Океане и даже литосфере. То есть вносят некоторые поправки в структуру вещественно-энергетических потоков, устанавливают ритмичность и цикличность всех природных явлений. К таким видам энергии относятся энергия осевого и орбитального вращения Земли, гравитационного взаимодействия с другими небесными телами, в основном с Луной и Солнцем.
Зональность
Поверхность планеты Земля характеризуется двумя противоположными качествами — зональностью и азональностью. Зональностью в физической географии называется совокупность взаимосвязанных явлений на поверхности Земли, обусловленных взаимодействием солнечной радиации с дневной поверхностью и приводящих к формированию ландшафтных зон на суше и поясов на поверхности и дне Мирового океана.
Зональность на суше (наземной ландшафтной сфере). На суше зональность выражается в существовании ландшафтных зон, внутренне однородных территорий с определенным климатическим режимом, почвенно-растительным покровом, экзогенными геологическими процессами и гидрологическими особенностями — густотой гидрографической сети (общей обводненностью территории), а также режимом водных объектов и подземных вод.
Ландшафтные зоны на суше, как было сказано выше, формируются под непосредственным влиянием климата на земную поверхность. Из всех климатических элементов (температура, осадки, давление, влажность, облачность) в данном разделе нас будут интересовать только два — температура воздуха и осадки (фронтальные, конвективные, орографические), то есть тепло и влага, которыми в течение года снабжается ландшафтная зона. Для формирования ландшафтной зоны имеет значение как абсолютное количество тепла и влаги, так и их сочетание. Идеальным считается сочетание близкое 1:1 (испаряемость приблизительно равна количеству осадков), когда тепловые особенности (теплообеспеченность, испаряемость) зоны позволяют испарить все выпадающие за год осадки. При этом они не просто испаряются без какой-либо пользы, а совершают определенную работу в природных комплексах, «оживляя» их. Вообще, сочетание тепла и влаги характеризуется пятью вариантами:
1. Осадков выпадает немного больше, чем может испариться — развиваются леса.
2. Осадков выпадает ровно столько же, сколько может испариться (или немного меньше) — развиваются лесостепи и естественные саванны.
3. Осадков выпадает значительно меньше, чем может испариться — развиваются степи.
4. Осадков выпадает намного меньше, чем может испариться — развиваются пустыни и полупустыни.
5. Осадков выпадает намного больше, чем может испариться. В этом случае «лишняя» вода, не имея возможности полностью испариться, стекает в углубления (которые существуют даже там, где рельеф определяется как «плоский») и вызывает заболачивание — если позволяют геологические особенности местности. Такое явление наблюдается в тундре. Хотя болота и заболоченные земли встречаются и в лесных, и даже в сухих зонах. Это связано уже с внутренними гидрогеологическими качествами ландшафтов.
Таким образом, от сочетания этих климатических элементов (тепло и влага) зависит тип зоны (лесная, лесостепная, степная, полупустынная, пустынная). От абсолютного количества осадков и среднегодовых температур, а также температур самого холодного и теплого месяца года зависит конкретный характер зоны (лесная экваториальная, лесная умеренная, тропическая пустынная, умеренная пустынная и т. п.). Итак, при всём разнообразии ландшафтных зон суши их можно разделить на пять типов: пустынные зоны, полупустынные, степные (включая тундровые), лесостепные, лесные.
Именно сочетание тепла и влаги определяет тип зоны. Конкретный характер зоны зависит от того, в каком географическом поясе она расположена. Всего на Земле существует семь геопоясов: арктический, антарктический, умеренный пояс Северного полушария, умеренный пояс Южного полушария, субтропический пояс Северного полушария, субтропический пояс Южного полушария, тропический (включая области субэкваториального и экваториального климата).
В каждом поясе формируются все типы природных зон. Именно по этому критерию географический пояс и выделяется — по полноценному развитию зональности.
Варианты зональности на суше. Климат, от которого зависят тип и характер природной зоны, формируется под действием трех основных факторов: 1) количества солнечной радиации; 2) циркуляции воздушных масс; 3) характера подстилающей поверхности (например, арктические и антарктические территории являются таковыми во многом благодаря именно своей белой поверхности, отражающей практически всю поступающую за год солнечную радиацию).
Количественные и качественные характеристики всех трех факторов претерпевают существенные изменения по широте, долготе и в вертикальном направлении. Это обуславливает изменение показателей и главных климатических элементов (температура воздуха и осадки). Вслед за температурой и осадками меняются и природные зоны, а также их внутренние качества.
Так как смена термических условий и атмосферного увлажнения происходит во всех направлениях по поверхности Земли, следовательно, на суше существуют два основных варианта зональности:
1. Горизонтальная зональность. Существует в двух видах: а) широтная зональность; б) меридиональная зональность. 2. Вертикальная зональность. Представлена высотной зональностью.
Зональность в Мировом океане. В Мировом океане зональность выражается в существовании поверхностноводных и донных океанических поясов.
Варианты зональности в Мировом океане. В Мировом океане тоже наблюдаются все варианты и виды зональности, представленные выше. Вертикальная зональность в океаносфере существует в виде глубинной зональности дна (провинциальной зональности).
Горизонтальная зональность
Явление горизонтальной зональности обнаруживает себя в виде широтной и меридиональной зональности.
Широтная зональность. Широтной зональностью в физической географии называется комплексное изменение зональных природных явлений и компонентов (климата, почвенно-растительного покрова, гидрографических условий, литогенеза) в направлении от экватора к полюсам. Это общее представление о широтной зональности.
Помимо такого комплексного подхода к данному варианту зональности, можно говорить о зональности какого-то одного компонента природы или отдельного явления: например, зональность почвенного покрова, зональность атмосферных осадков, донных илов и др.
Помимо этого, в физической географии существует ландшафтный подход к широтной зональности, который рассматривает ее как изменение природных зон на суше (и их ландшафтов в частности) и/или океанических поясов в Мировом океане от экватора к полюсам (или в обратном направлении).
Широтная зональность на суше. Количество поступающей солнечной радиации изменяется с широтой. Чем ближе территория находится к экватору, тем больше она получает радиационного тепла на каждый квадратный метр. С этим в общих чертах и связано явление широтной зональности, которая с ландшафтной точки зрения проявляется в том, что природные зоны сменяют друг друга по широте. Внутри каждой зоны тоже заметны широтно-зональные изменения — в связи с этим любая зона делится на три подзоны: северную, среднюю и южную.
От полюсов к экватору средняя годовая температура воздуха с каждым градусом широты увеличивается примерно на 0,4—0,5 градуса по Цельсию.
Если говорить о нагревании земной поверхности солнечной радиацией, то здесь необходимо сделать некоторые уточнения. Не само количество полученной от Солнца радиации устанавливает температурный режим местности, а радиационный баланс, или остаточная радиация, — то есть количество солнечной энергии, оставшейся после вычета земных излучений, которые покидают поверхность, не принося ей пользы (т. е. не расходуясь на ландшафтные процессы).
Вся радиация, поступающая от Солнца на поверхность Земли, называется суммарной коротковолновой радиацией. Она состоит из двух частей — прямой радиации и рассеянной. Прямая радиация поступает непосредственно от солнечного диска, рассеянная — со всех точек небосвода. Поверхность Земли еще получает радиацию в виде длинноволнового излучения земной атмосферы (встречного излучения атмосферы).
Некоторая часть суммарной солнечной радиации отражается (отраженная коротковолновая радиация). Следовательно, не вся суммарная радиация участвует в нагреве поверхности. Способность к отражению (альбедо) зависит от цвета поверхности, шероховатости и других физических характеристик. Например, альбедо чистого сухого снега — 95%, песка — от 30 до 40%, травы — 20—25%, леса — 10—20%, а чернозема — 15%. Общее альбедо Земли приближается к 40%. Это значит, что планета в целом «возвращает» Космосу меньше половины приходящей к ней суммарной солнечной радиации.
Поверхность, нагретая оставшейся частью суммарной радиации (поглощенной радиацией), а также встречным длинноволновым излучением атмосферы, начинает сама испускать длинноволновое излучение (земное излучение, или собственное излучение земной поверхности).
В итоге после всех «потерь» (отраженная радиация, земное излучение) деятельному слою Земли остается некоторая часть энергии, которая и называется остаточной радиацией, или радиационным балансом. Остаточная радиация расходуется на все ландшафтные процессы: нагрев почвы и воздуха, испарение, биологическое возобновление и др.
Солнечные лучи способны воздействовать на грунт максимум до 30-метровой глубины. Это общий максимум для всей Земли, хотя в разных климатических зонах наблюдается свой максимум проникновения солнечного тепла в грунт. Данный слой земной коры называется гелиотермическим, или деятельным. Ниже максимальной подошвы деятельного слоя находится слой постоянной годовой температуры (нейтральный слой). Он имеет толщину в несколько метров, а иногда — десятков метров (в зависимости от климата, теплопроводности пород и их сырости). После него начинается самый обширный слой — геотермический, распространяющийся на всю земную кору. Температура в нем определяется внутренним (эндогенным) теплом Земли. От максимальной подошвы нейтральной зоны температура повышается с глубиной (в среднем — 1 градус Цельсия на 33 метра).
Широтная зональность имеет циклическую пространственную структуру — типы зон в каждом поясе повторяются, сменяя друг друга в направлении с юга на север (или наоборот — в зависимости от исходной точки). То есть в каждом поясе можно наблюдать постепенную смену ландшафтных зон — от лесных до пустынных. Существованию такой цикличности (особенно в тропическом географическом поясе) в основном способствует межширотная (зональная) циркуляция атмосферы. Механизм такой циркуляции прямо или косвенно разбивает всю поверхность Земли на сухие и влажные (или относительно влажные) пояса, которые чередуются от экватора к полюсам. Экваториальная полоса оказывается влажной, чисто тропическая — в целом сухой, умеренная — относительно влажной, и приполюсные пояса — относительно сухими. Этим поясам атмосферного увлажнения в целом соответствуют крупнейшие природные зоны (обширные леса и пустыни) основных климатических поясов (экваториального, тропических, умеренных, полярных).
Арктический пояс характеризуется двумя типами пустынь (ледяные и арктические), тундрой (северный аналог степи), лесотундрой (по аналогии с лесостепью) и даже лесной зоной — северной и отчасти средней тайгой. Последний тип лесных ландшафтов представляет собой угнетенный тип леса, который развивается в условиях довольно низких температур в течение всего года. Разница между северной тайгой и лесами умеренных широт приблизительно такая же, как разница между лесами последних и экваториальными лесами.
В умеренном поясе природная зональность наблюдается уже в полноценном виде (в отличие от арктического пояса, тип ландшафтов которого регулируется не сочетанием тепла и влаги, а температурным фактором; именно низкие температуры арктического пояса и мешают развитию классических природных зон в этом полярном регионе).
Субтропический пояс вычленяется из умеренного и тропического, и существует как самостоятельный только потому, что в нем зональность тоже развита по классической схеме — от пустынь до лесов (сухих средиземноморских и влажных муссонных). Это очень интересное явление, потому что в целом субтропики — переходная полоса, существующая на стыке двух крупнейших регионов, разнящихся между собой географическими типами воздушных масс. Например, регионы с экваториальным климатом нельзя объединить в самостоятельный ландшафтный пояс только по причине неполноценного развития зональности.
Широтная зональность в Мировом океане. Поверхность Мирового океана и его дно, впрочем, тоже не свободны от влияния климата. В Океане в соответствии с климатическими поясами формируются океанические поверхностноводные ландшафтные пояса (отличающиеся друг от друга в первую очередь температурой воды, а также — режимом движения водных масс, соленостью, плотностью, органическим миром и др.), сменяющие друг друга в широтном направлении.
Названия океанических поясов соответствуют названиям климатических поясов, пересекающих океан: океанический умеренный пояс, океанический тропический пояс и др.
Физическое и химическое состояние океанической воды проецируется и на дно (подобно воздействию атмосферы на сушу). Так формируются донные океанические пояса, которые тоже сменяют друг друга по широте и выделяются на основании различий в донных отложениях.
Таким образом, пояса в Океане (поверхностные и донные) можно сравнить с географическими поясами на суше.
Причины нарушения горизонтальной структуры широтной зональности на суше. Мировой закон широтной зональности, казалось бы, должен устанавливать на Земле четкую широтно-зональную смену ландшафтных поясов и зон. Этому должны благоприятствовать, во-первых, вполне правильное зональное распределение солнечной радиации и, во-вторых, межширотный обмен воздухом, определяющий чередования сухих и влажных поясов. Однако реальная картина чередования ландшафтных зон далека от такой безупречной схемы. И если пояса хоть как-то «стараются» соответствовать параллелям, то большинство зон не простираются идеальными полосами вдоль параллелей, чтобы пересечь весь материк с запада на восток; они представлены разорванными ареалами, часто обладают неправильной формой, а в некоторых случаях вообще имеют субмеридиональное (вдоль меридианов) простирание. Одни зоны тяготеют к восточным частям материков, другие — к центральным и западным секторам. Да и сами зоны в целом лишены внутренней однородности. Одним словом, мы имеем достаточно сложный зональный рисунок, лишь отчасти соответствующий теоретически правильной схеме.
Причина такой «неидеальности» кроется в том, что поверхность Земли в известной степени не однообразна в азональном плане. Существуют три фундаментальные геологические причины, влияющие на «неправильное» расположение и простирание природных зон:
1. Деление земной поверхности на материки и океаны, причем неравномерное.
2. Деление земной поверхности на крупные морфоструктурные формы рельефа.
3. Разнообразный вещественный состав поверхности, выражающийся в том, что она сложена различными горными породами.
Первый фактор способствует развитию меридиональной зональности; второй фактор — вертикальной зональности (в частности, высотной поясности); третий фактор — «петрографической зональности».
Меридиональная зональность (на суше). Поверхность Земли разделена на материки и океаны. В глубочайшей древности суши не было, вся планета была покрыта морской водой. После появления первого континента сосуществование материков, островов и океанов не прерывалось, менялось только их взаимное расположение. В дальнейшем континентально-океанический рисунок будет, безусловно, меняться по причине никогда не прекращающихся тектонических движений (горизонтальных и вертикальных), а вместе с ним — и картина зональности.
Меридиональная зональность — смена ландшафтных зон от океанических побережий по направлению к центральным частям материков. Внутри зон тоже прослеживаются долготные изменения природы. Это явление существует благодаря континентально-океаническому переносу воздушных масс и морским течениям.
Имеет смысл рассматривать меридиональную зональность только на суше, поскольку на поверхности океана это явление лишено выразительности.
Роль континентально-океанического переноса воздушных масс в развитии меридиональной зональности на суше. Континентально-океанический перенос воздушных масс ярко проявляет себя в муссонах — мощных потоках воздуха, движущихся летом с океана на материк. Механизм образования и развития муссонов очень сложен, но его основополагающие принципы можно изложить в упрощенной схеме, которая выглядит следующим образом.
Поверхность воды и суши отличается физическими характеристиками, в частности, теплопроводностью и отражательной способностью. Летом поверхность океанов нагревается медленнее, чем поверхность суши. В результате воздух над океаном оказывается холоднее, чем над сушей. Возникает разница в плотности воздуха, а значит и в атмосферном давлении. Воздух всегда движется в сторону меньшего давления.
По способу и месту образования муссоны можно разделить на два типа — тропические и внетропические. Первый тип является неотъемлемой частью механизма межширотной (зональной) циркуляции атмосферы, второй тип представляет собой континентально-океанический перенос воздушных масс в чистом виде.
Зимой наблюдается прямо противоположный процесс. Суша быстро остывает, и воздух над ней сильно охлаждается. Океан, медленно нагревавшийся в течение всего лета, так же медленно отдает тепло атмосфере. В результате атмосфера над океаном зимой оказывается теплее, чем над сушей.
Такова общая картина меняющегося по сезонам переноса воздуха с океана на материк и в обратном направлении. Для нас важнее первое.
Воздух, движущийся с океана на материк, несет огромное количество влаги и в большинстве случаев утепляет области материков, приближенные к побережьям. Поэтому прибрежные части, где наблюдается такой перенос воздуха, в целом оказываются влажнее и немного теплее, чем центральные территории (в частности, разница между летними и зимними температурами сглаживается).
Из этого положения можно сделать вывод: чем дальше оказывается местность от океана, тем меньше ей достается морской влаги. Однако такое утверждение справедливо только в отношении Евразии, которая имеет «чрезвычайную» вытянутость с запада на восток. В большинстве же случаев продвижению влаги морского воздуха с океана к срединным частям материка мешают высокие горные хребты (на характер распределения осадков морского происхождения по поверхности материка оказывают влияние не только размеры материка и его рельеф, но и конфигурация материка; об этих факторах будет сказано позднее).
Как было сказано, зимой направление воздуха меняется на противоположное; следовательно, в холодное время года прибрежные территории материка оказываются во власти сухого и холодного континентального воздуха (который приходит с самого материка).
Роль морских течений в развитии меридиональной зональности на суше. Океан влияет на материки не только своими воздушными массами, формирующимися над одними и теми же акваториями (в постоянных и сезонных барических системах) и перемещающимися при помощи механизма общей циркуляции атмосферы. Континенты затрагиваются еще и воздухом морских течений.
Географический подход к анализу климатических нюансов обязывает нас все течения, наблюдающиеся в Мировом океане, делить в первую очередь на: теплые, холодные, нейтральные. Теплые течения, продвигающие относительно теплый морской воздух вдоль береговой линии материка, провоцируют усиление конвекции (восходящих потоков воздуха) и тем самым способствуют выпадению обильных осадков над прибрежными регионами континентов и сглаживанию разницы в температуре воздуха между зимой и летом. В этом абзаце стоит упомянуть о знаменитом Гольфстриме, который зарождается в теплых водах Мексиканского залива и двигается вдоль западного побережья Европы — вплоть до Мурманска.
Западная Европа своим мягким теплым влажным морским климатом во многом обязана этому течению, атмосферное действие которого ослабевает в восточном направлении (к Уралу). Для сравнения: холодное Лабрадорское течение, опоясывающее одноименный канадский полуостров, делает его климат намного холоднее и суше европейского, хотя этот регион Канады лежит на тех же широтах, что и страны северной и центральной Европы.
Холодные течения, продвигающие относительно холодный морской воздух вдоль материкового побережья, провоцируют ослабление конвекции и тем самым способствуют иссушению прибрежного воздуха и усилению температурного контраста между зимой и летом.
Нейтральные течения не вносят каких бы то ни было существенных поправок и дополнений в зональную климатическую картину материков.
Факторы, влияющие на характер распределения морской влаги по поверхности материка. На характер распределения влаги морского воздуха (осадков морского происхождения) по поверхности материка (и, в частности, на то, как далеко влажный морской воздух продвинется по направлению к срединным частям материка) влияют три главных фактора: 1 — рельеф материка (особенно высокие периферийные хребты); 2 — размер материка; 3 — конфигурация материка.
Всё сказанное ниже относится не только к влажному морскому воздуху, который движется с океана на материк, но и к теплым океаническим течениям, усиливающим конвекцию и тем самым увлажняющим климат.
Периферийным рельефом называется рельеф окраинных частей материков. Влажный морской воздух, движущийся с океана на материк, может быть задержан высоким горным хребтом, который протягивается вдоль (параллельно) береговой линии. Это называется барьерным эффектом.
Довольно редко и в ограниченных масштабах встречается обратный эффект, когда горные хребты, расположенные относительно друг друга параллельно (субмеридионально или субширотно), выступают в роли проводников влажного морского воздуха по направлению к центру континента. По отношению к береговой линии такие хребты должны быть расположены перпендикулярно или под небольшим углом.
Размер материка — существенный фактор, но его всё же стоит рассматривать как исключительный. Один-единственный материк на Земле характеризуется огромными размерами — Евразия. Само собой разумеется, что морской воздух по пути к его срединным частям теряет практически всю влагу. Суть этого фактора заключается в том, что морская влага не может дойти до территорий материка, оказывающихся на очень далеком расстоянии от океанов.
Конфигурация материка определяется как его очертание, которое складывается из двух составляющих:
1. Общего очертания (всевозможные сужения и расширения континента в определенных частях, степень вытянутости в широтном или меридиональном направлении и др.). 2. Периферийного очертания (общая изрезанность непосредственно береговой линии континента).
Фактор конфигурации не самостоятельный; он подчиняется двум предыдущим условиям (в особенности фактору размера материка), а также многим другим уникальным физико-географическим «нюансам» (региональным и локальным), характерным для того или иного региона Земли. Естественно, что влажный морской воздух может дальше продвинуться к центру материка в тех местах, где материк сужается или где имеется обширное горизонтальное углубление в виде окраинного или полузамкнутого моря, океанического залива.
Меридиональная зональность на суше выражается в существовании так называемых ландшафтных секторов. В связи с континентально-океаническим переносом воздушных масс все географические пояса, кроме экваториального, разбиваются на ландшафтные сектора, которые соответствуют климатическим областям.
В каждом географическом поясе существуют приокеанические (западные и восточные), центральные сектора и промежуточные. И, как уже говорилось, тот или иной тип природной зоны тяготеет к соответствующему сектору. Поскольку восточно-приокеанические сектора материков увлажнены больше (в связи с явно выраженной деятельностью муссонов и прохождением теплых течений), чем западно-приокеанические сектора, лесные ландшафты тяготеют именно к восточным окраинам континентов (а в западно-приокеанических и центральных частях наблюдается преобладание пустынных и степных ПК). Исключением является только Евразия, где и западные, и восточные окраины практически одинаковы по степени атмосферного увлажнения.
Хотя и такая схема не может считаться всеобщим единственно правильным законом.
Вертикальная зональность
Вертикальная зональность (или ландшафтная ярусность) — это изменение свойств и компонентов ландшафтной сферы (наземной и донно-океанической) в зависимости от рельефа. На Земле данный вариант зональности существует в двух видах:
1. Высотная зональность (характерна для суши). 2. Глубинная зональность (характерна для океанического и морского дна).
Гипсометрическая роль крупных форм рельефа в зональной дифференциации суши. Причина высотной зональности — разделение поверхности суши на морфоструктуры (крупные формы рельефа, обусловленные эндогенными процессами).
Высотная (гипсометрическая) зональность — это изменение свойств и компонентов наземной ландшафтной сферы в зависимости от рельефа, то есть с изменением положения местности относительно среднего уровня Океана.
Высотная зональность напрямую связана с изменением температуры воздуха и количества осадков по мере возрастания абсолютной высоты. При увеличении высоты местности температура понижается, а количество осадков в определенных местах и до определенной высоты возрастает. В целом с высотой приход солнечной радиации увеличивается, но еще в большей степени увеличивается и длинноволновое эффективное излучение. С этим и связано уменьшение температуры на 0,5—0,6 градусов на каждые сто метров высоты. Увеличение осадков происходит из-за того, что воздух, продвигаясь вверх, охлаждается и таким образом освобождается от влаги.
Гипсометрический (высотный) эффект прослеживается уже на равнинах. На возвышенностях по этой причине отодвигаются границы ландшафтных зон на север. Низменности же благоприятствуют продвижению их границ в обратном направлении. Таким образом, возвышенности и низменности во многом способствуют изменению границ ландшафтных зон, увеличению или уменьшению их площади.
В горах горизонтальная зональность исчезает; ее сменяет высотная поясность. Высотные пояса можно условно назвать аналогами классических природных зон. Явление высотной поясности является частью всеобщей географической закономерности — высотной зональности, которая выражается в общем изменении природы с изменением абсолютной высоты.
Идеальной схемой высотной зональности является плавный переход от горизонтальной зональности к высотной поясности — и далее до последнего горного пояса, характерного для определенной горной страны. В упрощенном виде такую трансформацию можно представить следующим образом. Та или иная часть какой-либо природной зоны, достигнув определенной высоты (несколько сотен метров) над уровнем моря, начинает постепенно «превращаться» в высотный (горный) пояс — в связи с неизбежным уменьшением температуры воздуха (а иногда — и с увеличением осадков). В конечном итоге зону сменяет высотный пояс. Территория продолжает стремительно «набирать высоту», и первый пояс сменяется следующим (и так далее до самого последнего горного пояса).
На обширных равнинах, где чередуются низменности и возвышенности (например, на Русской равнине) природные зоны, конечно, не могут «перешагнуть» ту границу, после которой зона могла бы превратиться в высотный пояс. Но в любом случае высотная зональность — это общее изменение наземной природы с понижением и/или повышением высоты местности. И в этом плане, собственно говоря, не важно, трансформировалась ли природная зона в высотный пояс или нет.
С другой стороны, мы вправе говорить и о том, что «полноценная» высотная зональность начинается там, где определенная часть зоны перешла некую границу, за которой абсолютная высота может оказать серьезное охлаждающее воздействие на ландшафты. В пределах первых сотен метров от уровня моря такой эффект почти не заметен, хотя всё же фиксируется.
Развитию высотной зональности способствует разделение земной поверхности на морфоструктуры — на равнины и горы разной высоты. Суша, следовательно, имеет многоярусное строение. Равнинам принадлежат два высотных яруса — возвышенности и низменности (включая впадины). Горы имеют трехъярусную структуру: низкогорный ярус, среднегорный, высокогорный. Под данную структуру земной поверхности и подстраиваются природные зоны, которые в связи с этим постепенно изменяются; и в определенном случае, достигнув какой-то существенной климатической черты, трансформируются в высотные пояса.
Орографическая роль крупных форм рельефа в зональной дифференциации суши. Выше была рассмотрена гипсометрическая роль крупных форм рельефа в ландшафтной дифференциации природной среды. Но морфоструктуры оказывают влияние на изменение свойств зональной структуры земной поверхности не только с помощью гипсометрического (высотного) фактора, но и с помощью трех дополнительных эффектов: барьерного эффекта, «тоннельного» эффекта, ориентировки склонов.
Суть орографической роли заключается в том, что морфоструктуры «по своему усмотрению» перераспределяют атмосферное и радиационное тепло, а также атмосферные осадки по поверхности Земли.
Строго говоря, орографические особенности крупных форм рельефа к явлению высотной зональности, как к таковому, практически не имеют никакого отношения. Анализ орографического фактора можно было бы вынести за пределы темы, в которой изучается непосредственно сама высотная зональность. Но, с другой стороны, ограничиться только лишь рассмотрением фактора абсолютной высоты при изучении роли крупных форм рельефа в зональной дифференциации суши мы, по понятным причинам, не можем.
Барьерный эффект (равнины тоже обладают барьерным эффектом, но в гораздо меньшей степени) проявляется в том, что высокие и средневысотные горные хребты препятствуют проникновению теплых или холодных, влажных или сухих воздушных масс на какую-либо территорию. Эффект преграды зависит от высоты горных хребтов и их простирания. В Северном полушарии субширотное (вдоль параллелей) простирание препятствует наступлению воздушных масс со стороны Арктики (например, Крымские горы, задерживающие холодные воздушные массы и делающие климат Южного берега Крыма субтропическим). Субмеридиональное (вдоль меридианов) простирание препятствует проникновению воздуха, например, с океанов.
Однако не всегда высокие горы выступают в роли только преград. В некоторых случаях они служат проводниками, или тоннелями, для тех или иных воздушных масс (об этом было сказано ранее, в другой теме). Этому способствует параллельное расположение хребтов относительно друг друга. И здесь опять же можно вспомнить о Кордильерах Северной Америки. Хребты этой горной системы в общем параллельны друг другу, и это благоприятствует проникновению холодного арктического воздуха далеко на юг, вплоть до Мексики. Поэтому климат центральных штатов США в целом холоднее Средиземноморья, а ведь эти регионы имеют одинаковую удаленность от полюсов. Такая особенность рельефа Северной Америки во многом способствует субмеридиональному простиранию ландшафтных зон в центре материка.
Дополнительным фактором дифференциации самих гор (и в меньшей степени равнин) служит ориентировка склонов по отношению к сторонам света — то есть инсоляционная и циркуляционная ориентация. Наветренные склоны, как правило, получают больше осадков, а южные склоны — больше солнечного света.
Подробнее о высотной поясности (горной зональности). Явление высотной поясности является частью высотной зональности.
Высотную поясность можно наблюдать только в горах. Поскольку абсолютная высота точек поверхности какой-либо горной системы изменяется довольно быстро, смена климатических элементов происходит там резко и стремительно. Это обуславливает быструю смену высотных поясов в вертикальном направлении. Иногда достаточно пройти или проехать несколько километров, чтобы оказаться в другом высотном поясе. В этом заключается одно из главных отличий горной зональности от равнинной зональности.
Горные системы отличаются друг от друга: количеством высотных поясов и характером смены высотных поясов.
Ландшафтные типы поясов одинаковы для всех гор. Количество (набор) высотных поясов зависит от нескольких факторов: 1) положения горной системы в зонально-поясной структуре; 2) высоты гор; 3) горизонтального профиля (плана) горной страны.
Положение горной системы в зонально-поясной структуре — основополагающий фактор. Проще говоря, это положение горной системы в определенном географическом поясе и зоне. Если, например, горы находятся в лесной зоне тропического географического пояса и если они достаточно высокие, то, естественно, в этом случае горная страна обладает всем набором высотных поясов. В умеренном географическом поясе, даже если горы очень высокие, не наблюдается всех стадий смены типов горных ландшафтов, поскольку отсчет поясов начинается от той или иной природной зоны умеренного пояса (в зонально-поясной структуре умеренного пояса по определению не может быть ни тропическо-субтропических лесов, ни других типов природных комплексов, свойственных горам тропического пояса).
Таким образом, набор поясов изначально зависит от того, в каком географическом поясе, географическом секторе и географической зоне находятся горы.
Высота гор тоже является немаловажным фактором. В той же самой экваториальной или субэкваториальной полосе древние низкие горы никогда не обретут, например, горных хвойно-широколиственных лесов и уж тем более нивального пояса — зоны «вечных» снегов и ледников.
Горизонтальный профиль (план) горной системы — это взаимное расположение хребтов и ориентировка их по отношению к солнцу и преобладающим ветрам. Но от этого фактора зависит в большей степени характер смены высотных поясов, под которым мы подразумеваем следующие особенности: а) «скорость» смены поясов; б) характер их взаимного расположения; в) абсолютные высоты верхней и нижней границы поясов; г) очертания поясов; д) их размеры; е) наличие пропусков в классической последовательности (и другие особенности).
Если разные горы расположены в одинаковых условиях зонально-поясной структуры, обладают схожими высотными характеристиками, но сильно отличаются горизонтальным профилем (планом), то характер смены поясов и общая контрастность ландшафтно-поясного рисунка у них будут отличаться. В меньшей степени от горизонтального профиля зависит число высотных поясов.
Вышеописанный фактор даже в пределах одной горной системы сильно влияет на ландшафтную дифференциацию. В разных частях горной страны наблюдается свой спектр поясов, свой характер их смены.
Помимо этого, горная страна может пересекать несколько природных зон и даже несколько природных поясов. Всё это серьезно усложняет дифференциацию ландшафтов в пределах одной горной системы.
Высотную поясность можно рассматривать как высотно-зональную надстройку в общей схеме горизонтально-зонального ряда какого-либо региона Земли.
Типы высотных поясов условно тождественны типам равнинных ландшафтных зон, и сменяются они в той же последовательности, что и зоны. Но в горах есть высотные пояса, не имеющие аналогов на равнинах — альпийские и субальпийские луга. Эти ландшафты свойственны только горам — в силу климатической и геологической уникальности горных стран.
Названия типов высотных поясов, в принципе, соответствуют названиям типов равнинных зон, только к обозначению горного пояса приписывается слово «горно»: горно-лесной пояс, горно-степной, горно-тундровый, горно-пустынный и пр.
Провинциальная зональность океанического дна
Частью вертикальной зональности (ландшафтной ярусности) является провинциальная зональность океанического дна (донная провинциальность). Донной провинциальностью называется изменение природы океанического дна в направлении от материковых (или островных) побережий к срединным частям Мирового океана. Это явление существует в основном благодаря двум взаимосвязанным факторам:
1. Возрастающему удалению дна от поверхности океана (увеличению глубины). 2. Возрастающему удалению дна непосредственно от материков или островов.
Рассмотрим сущность первого фактора. Чем больше глубина, тем меньше проникает солнечного света и атмосферного тепла ко дну океана (или моря). Свет и тепло имеют огромное значение для донно-океанического варианта ландшафтной сферы. С их количеством связаны все зональные физико-географические процессы (биологические, гидрологические, литологические и др.), происходящие на дне Океана и в придонном слое морской воды.
Но донная провинциальность не есть результат исключительно увеличения глубины. Во многом она связана с другими причинами — в частности, с тем, как далеко находится участок океанического дна от ближайшего континента или крупного острова. От этого фактора в большей степени зависят особенности донного осадконакопления, которые существенно изменяются по мере удаления дна непосредственно от материковых побережий. Океаническое дно имеет пять глубинных ярусов: литораль, сублитораль, батиаль, абиссаль, ультраабиссаль.
Литораль — это приливно-отливная зона; она может колебаться в широких пределах — в зависимости от степени крутизны берега. Сублитораль — это зона, расположенная ниже уровня отлива и соответствующая шельфу материка. Это самая активная и органически разнообразная часть дна Мирового океана. Она достигает глубины от 200 до 500 метров. Батиаль — зона морского дна, примерно соответствующая материковому склону (пределы глубины — 200—2500 метров). Органический мир гораздо беднее предыдущей области. Абиссаль — глубоководная поверхность океанического дна. По глубине она соответствует ложу океана. Здесь придонные воды передвигаются не так быстро, как поверхностные. Температура держится круглый год около 0 градусов по Цельсию. Солнечный свет практически не доходит до этих глубин. Из представителей органического мира можно обнаружить только некоторые бактерии, а также сапрофитные водоросли. Толща геологических отложений этой части океанов состоит в основном из различных органогенных илов (диатомовый, глобигериновый) и красной глины. Ультраабиссальные части дна находятся в желобах. Эти глубины изучены очень слабо.
Выражение донной провинциальности. На региональном уровне эта закономерность выражается в существовании донных океанических провинций, каждая из которых приблизительно соответствует определенному глубинному ярусу океанического дна (так как фактор глубины является решающим).
Донные провинции не следует путать с донными поясами, сменяющими друг друга по широте, формирование которых связано с влиянием взаимосвязанных факторов широтной зональности на дно Мирового океана.
Важно: донная провинция — это часть донного океанического пояса. Но коренное различие между ними заключается в том, что донные провинции (в отличие от донных поясов) различаются не только характером литогенеза и отложениями, но и особенностями органического мира, физическими и химическими свойствами придонного слоя воды.
Итак, в каждом донном океаническом поясе в приблизительном соответствии с глубинными ярусами формируются следующие донные провинции: сублиторальные, батиальные, абиссальные, ультраабиссальные.
Донные провинции сменяют друг друга в направлении от материковых побережий к срединным частям Океана. Это явление и называется провинциальной зональностью океанического дна.
Донная провинциальность — явление, которое присуще только дну Мирового океана. С некоторой долей относительности ее можно определить как глубинную зональность. Продолжая эту мысль, мы можем констатировать, что с ландшафтной точки зрения неправомерно говорить о глубинной зональности водной толщи океана или моря. Хотя с чисто гидрологических позиций такое явление имеет право на существование.
«Петрографическая зональность»
Все рассмотренные выше факторы воздействовали на тот или иной район посредством климата — солнечной радиации и потоками воздуха с определенными метеорологическими качествами (влажность, температура и т. д.). То есть имели климатическую природу.
Но, оказывается, вещественный состав и геологическое строение приповерхностной толщи земной коры тоже имеют большое значение в ландшафтной дифференциации. Здесь играют роль все химические и физические свойства горных пород, от которых зависят и гидрогеологические особенности территории. Только словосочетание «петрографическая зональность» не является полноценным в аспекте самой зональности, поскольку это явление не играет решающей роли в размещении по земной поверхности природных зон, а всего лишь изменяет конфигурацию последних. И общий зональный рисунок, благодаря разнообразному петрографическому составу, обретает еще более сложный вид, чем если бы вся поверхность была сложена какой-либо одной горной породой (например, глиной или песком). Очень ярко эта закономерность прослеживается в горах, где горные породы сменяют друг друга очень быстро и, порой, непредсказуемо.
На равнинах ландшафты, имеющие в своем составе, помимо классических песчаных и глинистых пород, более питательные (карбонатные) породы способны значительно отодвигать границы зон умеренного пояса в северном направлении и тем самым расширять их площадь. За примерами далеко ходить не надо. Ижорское плато под Санкт-Петербургом сложено известняками ордовикского периода, на которых образовались плодородные почвы и впоследствии сформировался смешанный лес, свойственный более южным областям.
Пески могут продвигать таежную зону далеко на юг, вплоть до южной границы лесостепной зоны, в которую по речным террасам «языками» врезаются самые настоящие хвойные леса.
Если посмотреть на это явление немного с другой стороны, то выяснится, что любая зона обладает таким качеством, как ландшафтное предварение. Суть его заключается в том, что никакая зона не начинается и не заканчивается резко, она всегда появляется в виде изолированных вкраплений или ответвлений в соседней северной зоне и исчезает похожими вкраплениями в соседней южной. Например, в тайге существуют вкрапления смешанных лесов; в степях же есть перелески, состоящие из хвойных и лиственных пород деревьев. В смешанных лесах можно наблюдать степные ландшафты, которые постепенно исчезают в полупустынях. И тому подобное. В любой зоне можно отыскать островки соседних регионов. Такое явление называется еще экстразональностью. Причины ее, помимо петрографических свойств поверхности, могут объясняться и разной экспозицией макро- и мезосклонов, которыми обладают и крупные равнины.
По силе воздействия на общую схему зональности вещественный состав оказывается равным гипсометрическому фактору на равнинах.
Азональность
Процессы, наблюдаемые непосредственно на поверхности Земли, имеют не только экзогенную (солнечную) природу. В верхней части земной коры обнаруживается целый ряд явлений, которые являются внешним продолжением глубинных геологических процессов, протекающих в недрах нашей планеты. Такие поверхностные возмущения называются азональными потому, что они не относятся к категории зональных процессов, которые запускаются коротковолновой электромагнитной солнечной радиацией (при соприкосновении ее с дневной поверхностью).
Азональность в физической географии определяется как совокупность взаимосвязанных геологических явлений на поверхности Земли, обусловленных энергией эндогенных процессов.
Конкретика азональных явлений. Азональных явлений не так уж и много. К ним целиком и полностью относятся тектонические движения. Их можно делить по разным критериям.
По направленности тектонические движения делятся на: вертикальные, горизонтальные. По воздействию на изначальное залегание горных пород: медленные эпейрогенические (не приводят к существенному нарушению залегания пород); дислокационные движения (вызывают различные разрывные и складчатые деформации горных пород — горсты, грабены, сбросы, надвиги, орогенные синклинали и антиклинали).
Тектонические движения служат пусковым механизмом для возникновения сейсмических и магматических (интрузивных и эффузивных, или вулканических) явлений, которые тоже относятся к азональным.
В глубинах Земли геологические процессы по некоторым причинам протекают с разной интенсивностью. Из-за этого одни участки земной коры получают больше энергии для дальнейшей эволюции, другие (относительно сформировавшиеся) — значительно меньше. Следовательно, тектонические движения земной коры в разных ее частях отличаются друг от друга по силе, скорости и направленности. Такое различие в конечном итоге приводит к образованию на суше (и дне океана) крупных форм рельефа (равнин и гор), которые называются морфоструктурами.
Существует такое понятие, как порядок морфоструктуры. Позже мы убедимся, что именно это понятие имеет большое значение для азонального физико-географического районирования суши.
Морфоструктуры различных порядков. Не будет лишним повториться: морфоструктуры — это крупные формы рельефа, генезис которых продиктован внутриземной энергией. Они являются составными частями тектонических структур (геоструктур). При морфоструктурном районировании поверхности суши следует учесть то обстоятельство, что порядок морфоструктуры должен совпадать с порядком тектонической структуры.
Материковые выступы и океанические впадины — тектонические структуры наивысшего порядка. Если их рассматривать с морфоструктурной точки зрения, то данные формы мегарельефа Земли называются геотектурами.
Морфоструктуры 1-го порядка на материках. Древние платформы. Материки составлены из геоструктур 1-го порядка: платформ (древних и молодых), подвижных поясов.
Сообразно с этим делением, на платформенных участках морфоструктурами 1-го порядка являются обширнейшие равнины, которые на древних платформах охватывают как плиты, так и щиты (и, соответственно, занимают практически всю площадь древних платформ).
На древних платформах встречаются в основном равнины; горы — достаточно редко. Можно выделить три категории платформенных гор:
1. «Реликтовые» горы: а) останцы (изолированные резкие выступы пород, оставшиеся после разрушения менее устойчивых пород местности) — древние одиночные остаточные горы. Пример: тепуи (Латинская Америка) — столовые останцы в Мексике, Венесуэле, Аргентине. Подобные останцы существуют и на других материках; б) древние потухшие вулканы.
2. Денудационные горы: а) эрозионные — столовые и сводовые горы, возникшие при эрозионном расчленении плато и различных сводовых поднятий на щитах и антеклизах. Пример столовых гор: горы «Долина памятников» в Северной Америке (США, штаты Аризона и Юта). Пример сводовых гор: горы Виндхья (центральная Индия), горы Генри (США, штат Юта); б) отпрепарированные («обнаженные») магматические образования (структурно-денудационные горы). Например, Хибины на Кольском полуострове (Россия).
3. Эпиплатформенные (глыбовые горы). Делятся на: а) остаточные (неактивные, разрушающиеся). Примеры: горы Мак-Доннелл (центр Австралии), горы Хиджаз (Аравийский полуостров), горы Западные Гаты и горы Восточные Гаты (в Индии), Гвианское плоскогорье и Бразильское плоскогорье (Южная Америка), нагорья Тибести и Ахаггар (в Африке); б) активные глыбовые горы эпиплатформенных поясов.
Эпиплатформенные горы существуют и на молодых платформах. На палеозойских структурах это складчато-глыбовые горы, на мезозойских структурах — глыбово-складчатые (омоложенные) горы. Эпиплатформенные горы молодых платформ тоже можно разделить на остаточные сооружения (Урал, Аппалачи, Драконовы горы, Капские горы, Большой Водораздельный хребет, Скандинавские горы, Казахский мелкосопочник, горы центральной части Западной Европы — Вогезы, Гарц и др.) и на активные орогены эпиплатформенных поясов (Алтай, Саяны, Верхоянский хребет, Эфиопское нагорье, Скалистые горы, Каскадные горы, Сьерра-Мадре, Сьерра-Невада, Аляскинский хребет, Береговой хребет Канады и др.).
Таким образом, на древних платформах к «реликтовым» горам относятся одиночные потухшие вулканические конусы (редко) и останцы. Останцы и вулканы чаще всего входят в состав платформенных нагорий, о которых речь пойдет ниже. Помимо этого, докембрийским платформам свойственны денудационные (эрозионные и отпрепарированные) горы.
Но существует и другая (третья) категория гор на древних платформах. Это — глыбовые горы, о которых было сказано ранее. Участки некоторых древних платформ, испытавшие эпиплатформенный орогенез в кайнозое, характеризуются горным рельефом, который представлен короткими низкими глыбовыми хребтами. Такие хребты сочетаются с возвышенными равнинами (плато, плоскогорьями и др.). Морфологический комплекс глыбовых хребтов и возвышенных равнин часто осложнен отдельно стоящими горами (потухшими или действующими вулканами, а также останцами). То есть в горизонтальном плане эти территории имеют достаточно «хаотичную», неправильную форму. Из-за этого их называют нагорьями (или плоскогорьями). Горы древних платформ встречаются преимущественно на щитах.
Морфоструктуры 2-го порядка на древних платформах. Древние платформы состоят из тектонических структур 2-го порядка: плит, щитов.
Как правило, вся площадь какой-либо плиты занята обширной равниной — системой возвышенностей и низменностей, слитых в один равнинный комплекс. Такой комплекс называется равнинной страной (например, Русская равнинная страна, занимающая одноименную плиту Восточно-Европейской платформы и являющаяся морфоструктурой второго порядка).
Любому массивному щиту той или иной древней платформы (например, Балтийскому щиту Восточно-Европейской платформы) в большинстве случаев тоже соответствует в целом разновысотный равнинный комплекс, который может состоять из возвышенных цокольных равнин, нагорий и плоскогорий. Такой обширный равнинный комплекс считается платформенной морфоструктурой 2-го порядка.
Морфоструктуры 3-го порядка на плитах древних платформ. Та или иная плита древней платформы распадается на синеклизы, антеклизы, авлакогены и некоторые другие тектонические структуры 3-го порядка. Синеклизы — это обширные прогибы земной коры. Им соответствуют низменности. Антеклизы — обширные поднятия земной коры. В рельефе они выражены возвышенностями. Низменности на синеклизах и возвышенности на антеклизах — морфоструктуры третьего порядка.
Морфоструктуры эпигеосинклинальных подвижных поясов. В пределах материков существуют подвижные пояса трех типов: эпигеосинклинальные, эпиплатформенные и рифтовые (современные активные рифты).
Любой эпигеосинклинальный пояс сам по себе является подвижной геоструктурой 1-го порядка. Его можно разделить на эпигеосинклинальные области — тектонические структуры второго порядка, которым соответствуют подвижные морфоструктуры 2-го порядка — горные страны. Например, Альпийско-Гималайский пояс делится на следующие области: Альпы, Пиренеи, Большой Кавказ, Гималаи, Карпаты и др. В морфоструктурном отношении они являются горными странами.
Выражение азональности на суше. Если зональность на суше находит выражение в существовании ландшафтных зон, то азональность полноценно проявляет себя в виде ландшафтных стран.
При выделении на поверхности суши ландшафтной страны нам не следует забывать о том, что такая единица должна обладать более или менее однообразными азональными характеристиками на региональном уровне. Это значит, что территория должна находиться в пределах одной формы макрорельефа, иметь более или менее одинаковое геологическое строение, происхождение, а также однообразный тектонический режим.
Таким требованиям на древней платформе отвечают морфоструктуры 2-го порядка, которые могут быть представлены: равнинной страной — на плите; комплексом разновысотных цокольных равнин, нагорий и плоскогорий — на массивном щите.
В пределах эпигеосинклинального пояса таким требованиям отвечают горные страны, являющиеся подвижными морфоструктурами 2-го порядка.
Непосредственно ландшафтные страны определяются как азональные физико-географические единицы первого порядка.
Так как морфоструктуры представляют собой единое целое по всем азональным характеристикам, они хорошо подходят для азонального ландшафтного районирования суши.
Ландшафтные страны — основные единицы азонального районирования материковой поверхности, которые на древней платформе и в пределах эпигеосинклинального пояса практически всегда выделяются на основе морфоструктур именно 2-го порядка.
На равнинах ландшафтные страны включают в себя отрезки различных природных зон (зоны тоже могут пересекать несколько стран), а в горах — набор высотных поясов.
Ландшафтные страны по азональным признакам делятся на определенные районы, из которых довольно четко выделяются азональные физико-географические единицы второго порядка — ландшафтные области, границы которых на древних платформах в большинстве случаев совпадают с границами морфоструктур 3-го порядка (отдельных возвышенностей, низменностей и др.). Ландшафтные области, в свою очередь, состоят из более мелких геосистем азонального ряда.
Некоторые особенности азонального ландшафтного районирования Восточно-Европейской платформы. Тектоническое районирование докембрийской Восточно-Европейской платформы, приемлемое для адекватного физико-географического районирования Российской Федерации и сопредельных с ней государств, предусматривает разделение ее на несколько крупных подчиненных геоструктур 2-го порядка — Русскую плиту, Балтийский щит и Украинский щит.
Русской плите соответствует равнинная страна, называемая Русской равниной. В ее пределах находится одноименная ландшафтная страна.
Обширный Балтийский щит, занимающий значительную часть площади Скандинавского полуострова, всю Карелию и Кольский полуостров, в физико-географическом отношении является ландшафтной страной, которая называется Фенноскандией.
Сравнительно небольшой Украинский щит, который хоть и является геоструктурой 2-го порядка, не выделяется в самостоятельную физико-географическую страну. В теории и на практике этот щит рассматривается как ландшафтная область, являющаяся частью Русской ландшафтной страны. Таким образом, мы видим, что в азональном районировании материков щит древней платформы не всегда может послужить основой для выделения ландшафтной страны.
В пределах Российской Федерации и сопредельных с ней государств Русская равнина включает в себя около двадцати ландшафтных областей. Некоторые из них: Среднерусская, Верхневолжская, Печорская, Полесская, Донецкая, Днепровско-Приазовская (Украинский щит) и др.
Фенноскандия в пределах Российской Федерации называется Кольско-Карельской ландшафтной страной. Как видно из самого названия, она делится на две области — Кольскую и Карельскую.
Интразональность
Суть вопроса. Физико-географический район (ландшафт), являясь стопроцентно однородным в отношении климата, тектонического режима и размещаясь в пределах одной макроформы рельефа, имеет разнообразную, мозаичную горизонтальную структуру, как и все остальные единицы районирования более высоких рангов.
Человек, хорошо чувствующий природу, при пересечении любой местности, может обратить внимание, что, к примеру, растительные сообщества (и вообще природные комплексы) сменяют друг друга буквально через каждые несколько сотен метров пути. И каждый из них уникален и неповторим. Это объясняется разнообразием морфоскульптурной основы (геологического фундамента, или морфолитогенной основы) каждого отдельно взятого района.
В процессе геологического развития ландшафт приобретает неповторимый и, что главное, неоднородный морфолитогенный ансамбль, под который с течением времени подстраиваются биоценозы (в частности — фитоценозы). Морфолитогенная основа — это комплекс различных морфоскульптур (холмов, балок, гряд и др.).
Каждая морфоскульптура в ландшафте состоит из более мелких форм микрорельефа (например, вершина холма, его склоны, подножие и др.)
Любая форма микрорельефа характеризуется: микроклиматом, увлажнением, питательностью (трофикой) почвы и горных пород.
Тот или иной фитоценоз «выбирает» в пределах одной морфоскульптуры определенную форму микрорельефа, или экотоп (местообитание), условия которого соответствуют потребностям всех растений в климате, увлажнении и питательности грунта. Следовательно, экотоп складывается из: 1) климатопа (условия микроклимата); 2) гигротопа (условия увлажнения); 3) эдафотопа (почвенные условия).
Например, известно, что болотная растительность селится в избыточно увлажненных местах, сосны — на бедных сухих песчаных и супесчаных почвах (а береза вообще растет в любых условиях). Этим и объясняется столь пестрая картина природных комплексов на сравнительно небольшой площади ландшафта. Мало того, любой физико-географический район обладает своим собственным, индивидуальным морфоскульптурным комплексом. Это делает картину природы еще более разнообразной.
Микроклимат. Каждые отдельно взятые части морфоскульптуры (в физической географии называемые фациями) — например, склоны холма, его вершина, подножие — имеют свой микроклимат. Различия в микроклимате таких относительно небольших природных образований заключаются в неодинаковой ориентировке частей морфоскульптуры по отношению к солнечным лучам и ветру — то есть к сторонам света. Склоны, обращенные к югу, всегда теплее противоположных склонов. Следовательно, на разных участках холма или балки все микрогеографические процессы протекают по-разному.
Увлажнение территории. Складывается из трех статей: 1 — атмосферное увлажнение; 2 — грунтовое; 3 — натечное.
Атмосферное увлажнение — это продукт климата, и оно было рассмотрено в предыдущих главах.
Грунтовое определяется уровнем грунтовых вод, который меняется в зависимости от: а) геологического строения и механического состава фундамента ландшафта (механический состав всей толщи пород, характер и последовательность их залегания); б) формы мезорельефа, на которой расположена фация.
Горные породы, хорошо пропускающие воду, называются водопроницаемыми. К ним относятся в основном пески и супеси. Водонепроницаемые породы, плохо пропускающие воду (глины и тяжелые суглинки) или не пропускающие вовсе, задерживают ее у поверхности, вызывая избыточную увлажненность местности. В таких местах уровень грунтовых вод всегда намного выше, чем в тех, где песчаные породы пропускают через себя почти все осадки, которые, пройдя сквозь толщу песка, быстро удаляются вместе с подземным стоком (если позволяет общий уклон местности).
Отрицательные морфоскульптуры (овраги, балки, впадины, замкнутые понижения между холмами и пр.) почти всегда имеют высокий уровень грунтовых вод, иногда выходящих на поверхность. Следовательно, растения, испытывающие потребность в большом количестве влаги, селятся именно в этих местах. Мало того, отрицательные мезоформы рельефа в силу своей вогнутости «забирают» воду с окружающих территорий (вода всегда стекает в понижения). Это повышает увлажненность местности. На таких местах обычно возникают болота или заболоченные земли.
Положительные морфоскульптуры (холмы, гряды и др.) имеют низкий уровень грунтовых вод, и там обычно формируются неприхотливые по отношению к влаге биоценозы. Положительные мезоформы рельефа из-за своей выпуклости постоянно освобождаются от «лишней» воды». И это еще больше иссушает местность.
В зависимости от потребности во влаге все растения разделились на три группы: гигрофиты, мезофиты, ксерофиты. Гигрофиты очень требовательны к влаге. Мезофиты растут в условиях умеренного увлажнения (это большинство растений средней (умеренной) полосы России и других стран). Ксерофиты могут существовать в условиях крайнего недостатка воды (в пустынях).
Натечное увлажнение связано с натеком воды, который может быть вызван поверхностным стоком дождевых и талых вод (под действием силы тяжести), пойменным разливом водотоков (во время половодий и паводков), наплывом воды в результате приливов. В зависимости от этого натечное увлажнение делится на три типа: делювиальное (поверхностно-стоковое), пойменное, приливное. Следовательно, натечное увлажнение зависит от рельефа, близости водоемов и водотоков.
Питательность грунта. Трофические (питательные) свойства морфоскульптурного комплекса ландшафта связаны с минеральным составом почвообразующих и подстилающих их горных пород. К питательным горным породам относятся глины, суглинки, лёсс и содержащие известняк. К бедным в отношении питательности относятся пески и супеси, а также скальные породы.
Растения имеют разную потребность в питательных веществах. Некоторые из них достаточно требовательны к грунту, другим — «всё равно», где расти; а третьи — довольствуются малым. В связи с этим все растения делятся на три группы:
1. Требовательные к питательным веществам — мегатрофы (эвтрофы). 2. Умеренно требовательные к питательным веществам — мезотрофы. 3. Не требовательные к питательным веществам — олиготрофы.
Среди деревьев к мегатрофам относятся ясени, клены, вязы, белые ивы, орехи, грабы, буки, пихты; к мезотрофам — осины, березы пушистые, черная ольха, черешчатые дубы, рябины, лиственницы и другие; к олиготрофам — сосны обыкновенные, можжевельники, белые акации, березы бородавчатые и пр.
Питательность грунта может быть связана и с химическим составом грунтовых вод.
Выбрав себе местообитание (экотоп), растительно-животный мир начинает развиваться по своим неповторимым законам, образуя уникальные сочетания и формы. Более того, биота (совокупность видов растений, животных и микроорганизмов на определенной территории), эволюционируя, сильно воздействует на компоненты природного комплекса. Вот почему на фациях, полностью идентичных друг другу, не может быть полного совпадения. Два совершенно одинаковых по внешнему виду ельника окажутся разными по параметрам микро- и нанорельефа, набору и группировке растений, образу жизни насекомых, животных и птиц и т. д.
Интразональность. Теперь следует перейти к собственно интразональности. Каждый ландшафт содержит в себе такие природные комплексы, которые отражают его положение в зональной системе земной поверхности. То есть по этим геосистемам можно сразу определить, какой зоне принадлежит ландшафт. Такие геосистемы в ландшафте называются плакорными (автоморфными), или типично зональными. Они характерны для территорий, где микроклимат, условия увлажнения и трофические свойства поверхности находятся в пределах средних, нормальных значений, характерных для конкретной ландшафтной зоны. Все остальные геосистемы, развивающиеся в условиях, значительно отклоняющихся от «нормальных», называются интразональными. Обычно плакорные ПК в ландшафте преобладают над интразональными. Но случается и наоборот. И такое явление далеко не редкое.
В принципе, для каждой зоны характерны свои интразональные комплексы, которые присущи только ей. Следовательно, любая зона обладает своим интразональным рядом. Нигде на Земле мы не встретим интразональных геосистем тропической пустыни (оазисов) в лесах умеренного пояса. И наоборот, болота, характерные для средней полосы Евразии и Северной Америки, невозможно повстречать в Сахаре или хотя бы Каракумах. То же самое можно сказать и про мангры, которые не свойственны ландшафтам Гренландии и Огненной Земли.
Зато природные комплексы, характерные для соседней (более северной или южной) природной зоны — явление частое и вполне закономерное, и называется оно экстразональностью, которая уже была рассмотрена выше. В первом приближении она в чем-то схожа с интразональностью, но функциональные причины и следствия этих двух интересных явлений различные.
О физико-географическом районировании
В реальной обстановке ландшафтные зоны и страны, конечно же, не существуют отдельно, они функционально и территориально дополняют друг друга во всех отношениях. Поэтому главная задача теоретических изысканий физической географии — соединить их. Совмещая эти регионы, можно выделить производные единицы.
К таким единицам можно отнести так называемые провинции, образующиеся от пересечения зон и стран.
При дальнейшем районировании внутри провинции от «соприкосновения» оставшегося отрезка зоны с разными ландшафтными областями, «заходящими» на ее территорию, получаются провинции второго порядка. Внутри провинции второго порядка азональные характеристики уже достаточно однородны, но в зональном плане она может состоять из отрезков подзон. Отрезок подзоны внутри провинции второго порядка определяется как провинция третьего порядка.
Далее совмещение становится неопределенным и непредсказуемым. В одних случаях провинцию третьего порядка можно еще поделить на некие региональные «азональные» территории. При этом она распадается, следовательно, на провинции 4-го порядка. Но так бывает, конечно, не всегда. Иногда азональные критерии разбивают провинцию 3-го порядка непосредственно на ландшафты (самый яркий пример — это отдельные вулканы или любые другие вулканические образования такого масштаба; все они представляют собой самостоятельные ландшафты).
Последняя провинция, таким образом, является факультативной единицей, существующей в одних регионах и отсутствующей в других. Следующая ступень после нее — это ландшафтный район (или просто ландшафт), выделяемый, как мы выяснили, тоже на основании именно азональных различий внутри провинций 3-го или 4-го порядка.
Внимательно анализируя такое районирование, можно заметить, что для расчленения провинции высшего порядка на подчиненные ей провинции более низких рангов, необходимо использовать подход чередования зональных и азональных показателей. Так внутри главной провинции выделяется часть ландшафтной области; после этого уже внутри образовавшейся провинции второго порядка определяются границы отрезка подзоны, которые позволят нам установить пределы провинции третьего порядка. Далее снова ищутся азональные различия…
Итак, самое приемлемое для нас ландшафтное районирование, пригодное как для теории, так и для практики, имеет не разрозненную двухлинейную, а зонально-азональную структуру. Выглядит оно очень просто: провинция 1 порядка — провинция 2 порядка — провинция 3 порядка — (провинция 4 порядка) — ландшафтный район.
Такая схема показывает, что, постепенно сужая площадь районирования, мы спустимся от провинции высшего порядка к ландшафтному району, на всём пространстве которого не существует ни зональных, ни азональных различий. Далее остается только установить адекватные границы ландшафтного района. В этом как раз и состоит главнейшая конечная практическая цель отечественного и зарубежного ландшафтоведения.
