Географическая оболочка

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение  образования 

«Белорусский  государственный педагогический университет 

имени Максима  Танка»

 

 

 

Кафедра физической географии

Факультет естествознания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д.А. ПАЦЫКАЙЛИК

 

 

ОСНОВЫ ОБЩЕГО ЗЕМЛЕВЕДЕНИЯ

 

/курс лекций/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МИНСК, 2009

Лекция 1

Введение.  Место курса «Основы общего землеведения»

в системе географических наук.

 

Общее землеведение – раздел физической географии, изучающий географическую оболочку как самостоятельную планетарную систему, ее вещественный состав, структуру, и общие закономерности развития. Таким образом, объектом изучения общего землеведения является географическая оболочка Земли.

Географическая  оболочка – сложное комплексное образование, состоящее из ряда компонентных оболочек (литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы), между которыми происходит обмен веществом и энергией, объединяющий эти разнокачественные оболочки в новое целостное единство, в особую планетарную систему. Продуктом взаимодействия компонентных оболочек, точнее, следствием этого взаимодействия являются разнообразные формы рельефа, осадочные породы и почвы, возникновение и развитие живых организмов, в том числе человека.

Важнейшими  интегральными свойствами географической оболочки являются:

1. Способность аккумулировать и трансформировать солнечную энергию.
2. Насыщенность различными видами свободной энергии, обеспечивающими многообразие протекающих в ее пределах природных процессов.
3. Способность продуцировать биомассу и служить природной средой для существования и развития человеческого общества.

Частными  свойствами географической оболочки являются:

• пребывание вещества в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном;
• присутствие всех химических элементов, существующих на планете Земля;
• разнообразие форм движения вещества;
• усвоение и преобразование материи и энергии, поступающих как из внутренних частей планеты Земля, так и из Космоса, преимущественно от Солнца;
• наличие феномена жизни – живых организмов и их колоссальной энергии;
• наличие условий, делающих возможным существования человека и развитие общества.

Географическая оболочка характеризуется также определенными  законами  и закономерностями.

В философии и географии  принято четко различать понятия  «закон» и «закономерность». Закон – это, как известно, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями в природе  и обществе. Закономерность – совокупность законов. В географии мы имеем дело преимущественно с закономерностями, имеющими системную обусловленность.

Основными закономерностями географической оболочки являются: целостность, ритмичность, круговорот веществ и широтная зональность (высотная поясность), развитие (нарастание сложности структуры).

Остановимся на развитии географической оболочки более подробно. С философской точки зрения, развитие – это необратимое, направленное, закономерное изменение материи и сознания, их универсальное свойство. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта – его состава и структуры. Различают следующие две формы развития: 1) эволюционное развитие (постепенность) и 2) революционное развитие (скачок). Выделяют также две линии развития: а) прогрессивное (восходящее) развитие и б) регрессивное (нисходящее) развитие.

История развития географической оболочки насчитывает несколько  миллиардов лет. Возраст планеты Земля определяется величиной в 4,5 – 5 млрд. лет.  

Отмеченные свойства и закономерности географической оболочки характеризуют ее как самостоятельную  целостную систему, свойства которой  не сводятся к сумме свойств слагающих  ее частей. Однако целостность этой системы отнюдь не означает ее внутреннего  однообразия. Напротив, она характеризуется чрезвычайно сложной структурой, являясь неоднородной как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.

В вертикальном направлении географическая оболочка распадается на ряд компонентных (частных) оболочек, в каждой из которых преобладает вещество в определенном агрегатном состоянии или форме ее организации. Эта дифференциация вещества произошла в процессе развития Земли как одной из планет Солнечной системы. Вещество частных оболочек формирует различные компоненты природы: рельеф с образующими его горными породами, почвы с корой выветривания, сообщества растений и животных (биоценозы), водные и воздушные массы и т.д.

Горизонтальная  неоднородность географической оболочки обусловлена, прежде всего, территориальной дифференциацией энергии, связанной с формой и происхождением планеты Земля: различным количеством лучистой энергии, поступающей из Мирового пространства, и внутренней энергии Земли, получаемым тем или иным участком оболочки. Она также образовалась в процессе длительного развития географической оболочки и выражается в существовании природных территориальных и природных аквальных комплексов (соответственно – ПТК и ПАК) – исторически обусловленных и территориально ограниченных закономерных сочетаний взаимосвязанных компонентов природы. Эти комплексы и являются основным объектом комплексных физико-географических исследований.

Как вертикальная, так  и горизонтальная неоднородность географической оболочки возникла в процессе ее формирования и развития, но вертикальная обусловлена исключительно дифференциацией вещества, а горизонтальная связана главным образом с пространственной дифференциацией энергии. Так как подавляющая часть энергии поступает в географическую оболочку извне  и подвержена значительным изменениям в пространстве и во времени, горизонтальная дифференциация менее устойчива, более динамична и постоянно усложняется в процессе эволюции географической оболочки. В результате этого в пределах географической оболочки сформировалось большое количество ПТК разной величины и различной степени сложности, как бы вложенных друг в друга и представляющих собой систему соподчиненных единиц. Определенную иерархическую лестницу, так называемую единую таксономическую систему.

Единая таксономическая  система природных комплексов. В единой иерархической системе таксономических единиц намечаются три уровня организации ПТК: планетарный (глобальный), региональный и топологический (локальный), обусловленные разными закономерностями дифференциации географической оболочки на каждом из этих уровней.  

Топологические (локальные) природные комплексы. Каждый более мелкий комплекс возникает и обособляется в процессе развития вмещающего его более крупного ПТК, поэтому, чем мельче комплекс, тем он моложе, тем проще устроен и тем более динамичен.

Простейшим, элементарным ПТК является фация. Основным диагностическим признаком фации служит пространственная однородность слагающих ее компонентов. Фация обладает в своих пределах одинаковой литологией слагающих пород, однообразным рельефом, получает одинаковое количество тепла и влаги на всем своем протяжении. Это обусловливает на всем ее пространстве  однообразного микроклимата, а следовательно, и формирование одного коренного биоценоза. На местности фации обычно занимают часть формы микрорельефа. Примерами фаций могут служить: вершина песчаного вала на речной террасе с бором-беломошником на среднеподзолистых песчаных почвах; верхняя часть склона моренного холма северной экспозиции с ельником-зеленомошником на среднеподзолистых среднесуглинистых почвах; наклонная поверхность междуречья, сложенная покровными с дерново-слабоподзолистыми среднесуглинистыми почвами и т.д.

Обычно фации закономерно  сменяют друг друга по профилю рельефа. Сочетание фаций, приуроченных к одному элементу рельефа, характеризуется некоторыми общими признаками: определенным единством и направленностью современных процессов (гравитационных, поверхностного стока, оподзоливания и т.д.), сходным гидрологическим режимом, сходством в отношении поступающей солнечной энергии и т.д.  Это позволяет группировки фаций, объединенных общностью местоположения на каком-либо элементе формы мезорельефа, выделить в качестве самостоятельного, более сложного ПТК – подурочища. Примерами подурочищ могут служить группировки фаций, расположенных на склоне оврага, холма или балки, на вершинной поверхности холма или на днище балки, на поверхности поймы или надпойменной террасы и т.д.

Более сложным ПТК, представляющим собой определенную систему генетически, динамически и территориально взаимосвязанных фаций и подурочищ, является урочище. Как правило, урочища бывают четко обособлены в пространстве, т.к. каждое из них обычно целиком занимает всю форму мезорельефа. В связи с тем, что каждая форма мезорельефа служит причиной обособления занимающего ее ПТК от соседнего, в равнинных условиях каждый овраг, холм, западина, пойма, речная или озерная терраса – это не только геоморфологические образования, но и обязательно отдельные ПТК, чаще всего урочища. Урочища могут быть 1) простыми, состоящими из одних лишь фаций, и 2) сложными, в которых хотя бы один элемент рельефа занят подурочищем. Характерные сочетания закономерно повторяющихся урочищ образуют более крупные ПТК – ландшафты.

Ландшафт – это генетически однородный природный территориальный комплекс, имеющий одинаковый геологический фундамент, один тип рельефа, одинаковый климат и состоящий из свойственного только данному ландшафту набора динамически сопряженных и закономерно повторяющихся в пространстве основных и второстепенных урочищ. Основным диагностическим признаком ландшафта является его морфологическая структура, т.е. набор и пространственное размещение слагающих его более мелких ПТК 9морфологических единиц). Морфологическая структура ландшафта раскрывается через различные морфологические единицы, однако наиболее ярко ее выражают урочища.

Представляя собой систему  взаимосвязанных сравнительно простых  ПТК, ландшафт в то же время сам  является составной частью более  сложных ПТК и в конечном счете – частью географической оболочки.

Ландшафт, с одной стороны, венчает ряд ПТК топологического  уровня, с другой – ландшафтом начинается ряд единиц регионального уровня. 

Таким образом, в единой иерархической системе таксономических  единиц вычленяются следующие три уровня организации ПТК: планетарный (глобальный), региональный и топологический (локальный).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекция 2

Земля во Вселенной

1. Современные представления о строении и эволюции Вселенной.
2. Строение и состав Солнечной системы.
3. Гипотезы о происхождении Солнечной системы.

 

2.1. Современные представления о строении и эволюции Вселенной.

Земля — частица безграничной нестационарной Вселенной (Космоса), подчиняющаяся  общим законам, взаимодействующая  с бесчисленным множеством космических объектов. Изучение Земли как планеты невозможно без рассмотрения ее положения во Вселенной, без учета космических влияний.

Вселенная состоит в  основном из водорода (80 %) и гелия (18 %), присутствие других элементов  незначительно. Основная масса вещества Вселенной (98 %) содержится в звездах и представляет собой горячий ионизированный газ — плазму.

В Метагалактике («видимой»  части Вселенной) насчитывают более 10²¹ звезд. Предполагают, что многие звезды могут иметь планетные системы. Однако общая масса вещества Вселенной, заключенная в планетах, очень невелика и, вероятно, не достигает 0,1 %. Межзвездное пространство заполнено чрезвычайно разреженным газом и мелкой пылью, образующими местами гигантские «облака» — газовые и пылевые туманности. Все межзвездное пространство пронизано заряженными частицами — космическими лучами. Вселенная пронизана полями гравитационных, магнитных и электрических сил, связывающих воедино космические объекты. Все во Вселенной находится в движении.

Звезды. Важнейшие космические объекты — звезды. Они весьма разнообразны, возможно, потому, что находятся в разных стадиях развития. О химическом составе, температуре, светимости, диаметре, массе, плотности звезд, движениях и расстояниях до них судят по их излучению. Различие звездных спектров зависит главным образом от температуры поверхностных слоев звезды. Температура эта определяет и цвет звезды. «Холодные» звезды (3500° — 6000°) излучают преимущественно в длинных волнах (красная часть спектра), горячие (25 000° — 35 000°) — в коротких (фиолетовая часть спектра).

По светимости¹ различают звезды-гиганты и звезды-карлики. Первые обладают высокой светимостью, большой площадью излучения (большим объемом) при малой плотности вещества. Вторые, наоборот, имеют низкую светимость, малый объем и большую плотность. Так, красные гиганты в 5 — 10 тысяч раз ярче красных карликов. Диаметр больших звезд в сотни раз больше диаметра Солнца (например, диаметр звезды Бетельгейзе — в 360 раз). Звезды-карлики могут быть меньше Земли.

По массе звезды различаются сравнительно мало. Считают, что масса звезд редко превосходит массу Солнца более чем в 50 раз или бывает меньше ее в 10 раз. Плотность звезд, наоборот, очень различна: у звезд-гигантов она может быть в миллион раз меньше плотности воды, у звезд-карликов — в сотни тысяч раз больше средней плотности солнечного вещества (1,4 г/см³), масса 1 см³ вещества таких звезд больше 10 000 т.

Единой, общепринятой точки  зрения на происхождение звезд нет. Многие десятилетия (более 150 лет) постепенно складывалась, казалось бы, стройная система представлений об образовании звезд путем уплотнения (сгущения) газово-пылевой материи под действием сил тяготения и магнитного поля. Предполагается, что в какой-то момент (?) масса межзвездного вещества переходит критическую величину и начинает сжиматься (гравитационная конденсация). Частицы и молекулы газа падают к центру образовавшегося «облака»; при этом энергия гравитационная переходит в кинетическую, кинетическая — в тепловую. «Облако» нагревается, начинает светиться — это протозвезда (звезда в начальной стадии).