Междисциплинарная кафедра ТПУ. Доцент, кандидат географических наук А.Е. Тябаев.

* Закономерная смена природных условий и ландшафтов с высотой или с глубиной получила название вертикальной поясности (ярусности, зональности), или стратификации.

* Наиболее наглядно вертикальная стратификация проявляется в горах, где изменение типов ландшафтов происходит по закону высотной поясности, установленному В.В. Докучаевым. * Здесь соотношение тепла и влаги меняется в зависимости от высоты ме­ стности: понижается температура, изменяется количество осадков (обычно растет до определенных высот, а затем уменьшается). * Имеют значение крутизна и экспозиция склонов, а также облачность. * Соответственно этому изменяются и водно-тепловые условия, что приводит к смене ландшафтных зон с высотой и замещению их элементов, например, растительности. Высотная поясность на Кавказе

* Зоны на равнинах и на высотах формируют своеобразные системы с соответствующими элементами ландшафтов. * Например, зона арктических (полярных) пустынь на уровне моря находится на широте 65 – 85°, а в более низких широтах она возможна лишь на определенной высоте в горах. * В реальности сплошного распределения зон от уровня моря до снеговой границы не существует, имеются лишь фрагменты такой картины в разных горных системах. Высотная поясность на Тянь-Шане

* Сочетания высотных ландшафтных зон и поясов, их набор на склонах горных хребтов бывают различны и существенно зависят от возвышения в определенной широтной зоне, в том или ином долготном секторе. * На суше по характеру рельефа выделяют ярусы низменных равнин, низкогорный, среднегорный, высокогорный, нивальный. Суммарно их взаимодействие и создает хорошо наблюдаемую высотную поясность ландшафтов, в разных вариантах видимую практически на всех возвышениях земного рельефа. * Ярусность атмосферы проявляется в высотном изменении температур, влажности и давления, воздушных масс, которые воздействуют на процессы выветривания и денудации горных пород, а также контролируют типы почв и растительности.

* В основе построения мира находится симметрия – правильное расположение объектов, поскольку первоосновы мира – поля, тела, потоки – симметричны. * Но так как интенсивность связей в различных частях Географической оболочки неодинакова, в ней наблюдаются очаги взаимодействия, в пределах которых связанность явлений больше, чем за их пределами. * Наблюдается также несимметричность взаимодействий: в некотором направлении воздействие сильнее, чем в противоположном. * Таким образом, другой закономерностью строения географической оболочки является асимметрия, обусловливающая азональность географических явлений и процессов на Земле.

* Глобальная асимметрия. Глобальная асимметрия является следствием неравномерного распределения различных масс вещества и их разных состояний, влияющих на значительные объёмы Географической оболочки. * Главная особенность строения земной по­верхности состоит в характере распределения суши и моря на Земном шаре: суша концентрируется преимущественно в Северном полушарии, где она занимает 39% всей поверхности земного шара. В Южном полушарии на её долю приходится всего 19%. * Центр тяжести Земли не совпадает с её геометрическим центром, а смещен в северное полушарие. * Распределение в обоих полушариях вод, геологическая история формирования, строение и литолого-петрографический состав литосферы полушарий также различны. Распределение суши и моря

* Асимметричность полушарий в расположении материков и океанов Северного и Южного полушарий находит свое выражение в распределении не только материков и океанов, но и типов земной коры, географических зон, высот и глубин (один из примеров представления высот и глубин характеризует гипсографическая кривая. * Суммарная площадь Земного шара 513 млн км 2 или 100%; поверхность суши составляет 149,1 млн км 2 или 29,2%; поверхность моря – 363,9 млн км 2 или 70,8%. Средняя высота суши – 870 м, средняя глубина Мирового океана – 3700 м. * Более 50% дна приходится на ложе океана; глубоководные впадины с глубинами более 6000 м занимают менее 10%. Наивысшая точка земной поверхности – г. Джомолунгма (Эверест) – 8848 м; самое глубокое место в океане – Марианская впадина (11034 м)

* Другими наглядными примерами асимметрии планеты являются: * полярная асимметрия Земли, * асимметрия фигуры Земли, * планетарные распределения барического поля и систем ветров, * температуры воздуха, воды, * океаническая циркуляция.

* Контактные зоны – это зоны взаимодействия различных сред или состояний, для которых характерны определенные процессы и явления, связанные с изменением свойств вещества. * Географическая оболочка – это гигантская контактная зона, с одной стороны, твёрдой части Земли, с другой – атмосферы, океана сферы и Космоса. * Внутри географической оболочки существуют контактные зоны разного пространственного уровня – от глобальных (граница материк –океан и др.) до локальных (берега рек, края ледников и др.).

* В зонах контактов повышается интенсивность процессов (в сотни и тысячи раз по сравнению с центральными частями тел) и возникает избыточная поверхностная энергия разной природы и формы. * Граничная поверхность «вода – твёрдое вещество», особенно «вода – измельченное твёрдое вещество», составляет самую большую по суммарной площади поверхность раздела фаз в океане. * Второе место по площади занимает граница «вода – живое вещество».

* Одной из самых активных контактных зон географической оболочки является береговая зона – побережье с прилегающими частями океанов, морей, рек и других водоёмов. * Берег в целом следует назвать множественной границей, на которой контактируют тела разной вещественной природы: «вода – воздух», «вода – суша», «вода–дно», «вода – взвешенные вещества», «суша – воздух», «вода – живое веще­ство» и др. * Для береговой зоны свойственно большое разнообразие растительного и животного мира, форм рельефа, геологических отложений. * Продолжением побережья в море является шельф. В его пределах до­бывается основная масса морепродуктов, большое количество нефти, газа, серы, железной руды, россыпных полезных ископаемых, песка, гравия, ракушечников. * Побережье привлекательно в эстетическом отношении и приносит существенный доход многим странам за счёт туристической и рекреационной деятельности.

* На границе океана и атмосферы в верхнем, миллиметровом слое океана происходит множество сложных процессов. * С его поверхности осуществляется испарение воды, и теплоперенос скрытой теплоты парообразования в атмосферу. * Здесь возникает наибольший во всем оке­ане градиент плотности за счёт выпаривания и концентрации солей. * Через верхний слой поступает в океан СО 2. * Здесь же сосредоточено максимальное количество простейших живых организмов – нейстона (часть планктона), основного продуцента биомассы океана. * Установлено, что нейстон, перемешивая воду своими жгутиками, может троекратно увеличивать испарение воды с поверхности. Нейстон поглощает часть потока СО 2 для фотосинтеза, выделяет и частично использует на дыхание О 2, способствует активизации химических и биогеохимических процессов.

* Своеобразными контактными зонами являются при ледниковые области и кромки льда в океанах. * Для них характерны скопления жизни. Так, концентрация организмов в ледовом пограничном слое океана в 10 – 1000 раз выше, чем в подледной воде. * У кромки льда развитие фитопланктона начинается гораздо раньше, чем в открытом океане.

* Некоторые районы Мирового океана при вполне благоприятных для развития жизни условиях почти безжизненны. * Однако искусственное создание поверхности раздела может привести к вспышке жизни, что широко используется в марикультуре. Искусственный риф из покрышек

* К активным зонам относятся и очаги взаимодействия энерго- и влагообмен, осуществляемые разными природными процессами и явлениями. * Это реки, эстуарии, сейсмически активные районы, промышленные сбросы, атмосферные и океанические фронты. * Активными можно назвать участки интенсивного взаимодействия тел различной природы: это подземные и подводные источники, гейзеры, вулканы, устья рек, каньоны, некоторые приливы. Гейзер

* Интенсивность химического и физического взаимодействия между телами в области контакта убывает, удаляясь от поверхности контакта. * Наибольшая контрастность и многообразие условий свойственны слою в несколько десятков сантиметров в травянистых ландшафтах и в несколько десятков метров – в лесных. * Чем дальше от контактной зоны расположена область, тем меньшим раз­нообразием процессов она характеризуется. * Контактным зонам свойствен краевой эффект, проявляющийся в обогащении их природных ресурсов (флоры, фауны) за счёт проникновения объектов из соседних зон.

* Любая геосистема обладает свойствами дискретности и континуальности. * Дискретность геосистемы состоит в том, что каждая геосистема занимает определённую площадь или объём, имеет свои свойства и отделена от соседних систем границами, которые могут быть чётко выраженными или неотчётливо, стабильными или мобильными. * Континуальность геосистем проявляется в непрерывнос­ти их распространения, особенно в тех случаях, когда между ними или их подразделениями существуют более или менее широкие области перехода для обмена веществом и энергией.

* С проблемой границ напрямую связана иерархия геосфер, подразделения которых должны иметь географический смысл. * Охарактеризовать и выделить какой-либо географический ландшафт можно лишь тогда, когда мы установим границы, отделяющие один ландшафт от другого. * Для географических выделов используют многие группы индикаторов: геологические, геоморфологические, гидрометеорологические, биологические.

* Границы в природе выполняют двойную роль. * Во-первых, они очерчивают контуры объекта, фиксируя его место в пространстве. * Во-вторых, они исполняют роль препятствий- барьеров, которые являются характерными элементами окружающего мира. * Барьерами называют участки географической оболочки, которые оказывают сильное влияние на потоки вещества и энергии, задерживая, изменяя, усиливая или ослабляя их. * По своей природе барьеры принято подразделять на механические, физико-химические и техногенные.

* Механические барьеры разделяют географический объект или препятствуют его распространению. К ним принадлежат, в частности, горные системы, представляющие наиболее масштабные и заметные естественные барьеры. * Такие барьеры изменяют воздушные массы, расчленяют почвенно- растительный покров, вследствие разной экспозиции скло­нов определяют тепловой режим территории. * Любое повышение рельефа и даже небольшой перегиб склона изменяют скорость ветра, что, в свою очередь, обусловливает перераспределение снега; понижения рельефа служат ловушкой для снежного покрова. * Осевые линии горных хребтов и даже водораздельные линии пологих междуре­чий выполняют барьерные функции иным образом: они вынуждают выпадающие атмосферные осадки растекаться в противоположные стороны.

* Физико-химические барьеры изменяют свойства контактирующих объектов, вызывая появление новых свойств или служат препятствием для обмена веществом и энергией по причине их различий. * Среди физико-химических барьеров наиболее известны эффекты, связанные с геохимическими барьерами, т. е. такими участками земной коры, где на коротком расстоянии происходит смена природной обстановки с изменением свойств среды (окислительная – восстановительная, кислая – щелочная и т. д.), что определяет интенсивность миграции химических элементов, их возможные концентрации. * Прикладной аспект этой проблемы состоит в понимании закономерности размещения полезных ископаемых, распространения загрязнителей. Нередко на барьерах формируются рудные месторождения, месторождения серы и др.

* Техногенные барьеры отражают результат антропогенного вмешательства, представленные повсеместно в виде плотин, дамб и прочих конструкций. * Барьеры возникают также при смене типов подстилающей поверхности (смена суши морем и наоборот, степной растительности – лесной, орошаемого поля – неорошаемым и др.), которая приводит к трансформации и изменению структуры геокомплексов. * Специфическим барьером является экватор – невидимая граница, от которой отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса) направлена в разные стороны: в Северном полушарии – вправо, в Южном – влево. Слабая выраженность силы Кориолиса вблизи экватора определяет отсутствие здесь тропических циклонов. Железнодорожная насыпь

* Биота наиболее чувствительна к изменчивости окружающей обстановки. * На пути неограниченного увеличения численности популяций и стремления расширить ареал встают внешние факторы: географические, экологические и биологические, которые могут представлять для биоты естественные барьеры.

* В качестве географических факторов выступают крупные элементы строения земной поверхности, которые играют роль преград на пути расселения организмов. * Для сухопутных растений и животных такими преградами являются горные хребты, океаны и моря, проливы; для водных организмов барьером служат, например, обширные пространства суши или опресненные участки в морях и эстуариях.

* Физико-химические параметры внешней среды влияют следующим образом. * Главное это распределение тепла, определяющего своеобразие биоты в географических поясах и природных зонах. * Соотношения тепла и влаги оставляют свой отпечаток: так, биологические виды тропических лесов, живущие в условиях теплого и влажного климата, не переходят в жаркие и сухие пустыни. * Преградой на пути распространения деревь­ев на север в основном является изотерма самого тёплого месяца в 10°С.

* Аналогичные барьеры можно встретить в океане, где они носят названия гидрологических фронтов, определяемых по распределе­нию температуры воды, солёности и других элемен­тов. * Многие промысловые виды рыб скапливаются вблизи океанических фронтов или мигрируют по их конфигурациям, придерживаясь определенной изотермы. * В роли биологических барьеров выступают видовые, главным образом, конкурентные отношения и хищничество (. * Ряд природных барьеров организмы преодолевают, другие – нет. Преодоление естественных барьеров происходит за счет повышения сопротивляемости организма, его адаптации (например, клопа к дусту) либо за счет физического разрушения препятствия. Морской лев атакует косяк рыб