Основные этапы формирования оболочек земли. Основные этапы развития географической оболочки: добиогенный, биогенный, антропогенный

Географическая оболочка прошла долгий и сложный путь развития. В се развитии выделяют три качественно различных этапа: добиогенный, биогенный, антропогенный.

Добиогенный этап (4 млрд - 570 млн лет) - самый длительный период. В это время происходил процесс увеличения мощности и усложнения состава земной коры. К концу архея (2,6 млрд лет назад) на обширных пространствах уже сформировалась континентальная кора мощностью около 30 км, а в раннем протерозое произошло обособление протоплатформ и протогеосинклиналей. В этот период гидросфера уже существовала, но объем воды в ней был меньше, чем сейчас. Из океанов (и то лишь к концу раннего протерозоя) оформился один. Вода в нем была соленой и уровень солености скорее всего был примерно таким, как сейчас. Но, по-видимому, в водах древнего океана преобладание натрия над калием было еще большим, чем сейчас, больше было и ионов магния, что связано с составом первичной земной коры, продукты выветривания которой сносились в океан.

Атмосфера Земли на этом этапе развития содержала очень мало кислорода, озоновый экран отсутствовал.

Жизнь, скорее всего, существовала с самого начала этого этапа. По косвенным данным, микроорганизмы обитали уже 3,8-3,9 млрд лет назад. Обнаруженные остатки простейших организмов имеют возраст 3,5- 3,6 млрд лет. Однако органическая жизнь с момента зарождения и до самого конца протерозоя не играла ведущей, определяющей роли в развитии географической оболочки. Кроме того, многими учеными отрицается присутствие органической жизни на суше на этом этапе.

Эволюция органической жизни в добиогенный этап протекала медленно, но тем не менее 650-570 млн лет назад жизнь в океанах была достаточно богатой.

Биогенный этап (570 млн - 40 тыс. лег) длился в течение палеозоя, мезозоя и почти всего кайнозоя, за исключением последних 40 тыс. лет.

Эволюция живых организмов на протяжении биогенного этапа не была плавной: эпохи сравнительно спокойной эволюции сменялись периодами быстрых и глубоких преобразований, во время которых вымирали одни формы флоры и фауны и получали широкое распространение другие.

Одновременно с появлением наземных живых организмов стали формироваться почвы в нашем современном представлении.

Антропогенный этап начался 40 тыс. лет назад и продолжается в наши дни. Хотя человек как биологический род появился 2-3 млн лег назад, его воздействие на природу длительное время оставалось крайне ограниченным. С появлением человека разумного это воздействие значительно усилилось. Произошло это 38-40 тыс. лет назад. Отсюда и берет отсчет антропогенный этап в развитии географической оболочки.

Этапы формирования географической оболочки Земли. Исследователи выделяют три этапа формирования географической оболочки Земли: добиогеновый, биогеновый и антропогеновый.

Добиогеновый этап (4,6 млрд лет - 570 млн лет). На рассматриваемом этапе сформировались такие компоненты географической оболочки Земли, как лито-, гидро- и атмосферы.

Наиболее простейшие микроорганизмы (бактерии) появились на Земле примерно 3,8-3,5 млрд лет назад и не могли оказать должного влияния на процесс формирования географической оболочки Земли.

Биогеновый этап начался 570 млн лет назад и характеризуется развитием органического мира. В результате на этом этапе сформировались биосфера и основные черты современной географической оболочки.

Антропогеновый этап охватывает период продолжительностью 3 млн лет.

В настоящее время хозяйственная деятельность человека оказывает серьезное воздействие на развитие географической оболочки Земли.

В результате появились экологические и демографические проблемы, в частности, проблема Аральского моря. Это вынудило человечество обратить особое внимание на вопросы охраны окружающей среды.

Общие законы развития географической оболочки Земли. Развитие географической оболочки Земли и природных комплексов подчиняется строгим законам. Законы о развитии географической оболочки нередко называют общегеографическими.

Знание общегеографических законов помогает человеку рационально пользоваться природными ресурсами, эффективно охранять окружающую среду, сохранять естественное экологическое равновесие и др.

В систему общегеографических законов входят: закон сохранения энергии; периодичность, или ритмичность повторяемости событий; закон географической зональности и азональности и др.

Единство географической оболочки Земли. Закон обмена веществ обеспечивает единство всех территориальных природных комплексов и географической оболочки в целом.

Территориальные комплексы независимо от размеров пребывают в одном из трех физических состояний (твердом, жидком или газообразном) и образуют единое целое благодаря сложным динамичным связям.

Компоненты географической оболочки Земли, будь то рельеф, климат, воды, растительность, животный мир и т.д., подчиняются одним и тем же географическим законам.

Обмен веществ. Энергетический обмен свойствен всем компонентам географической оболочки.

Процесс энергетического обмена представляет собой не что иное, как движение. Например, влага, которая содержится в атмосфере, перемещается вместе с воздушными массами из одной точки в другую, т.е. в вертикальном и горизонтальном направлениях. Воды Мирового океана так же, как и воздушные массы, перемещаются не только горизонтально, но и вертикально.

Подвижность свойственна и твердой оболочке Земли, или литосфере. На это, в частности, указывает вулканическая деятельность. Во время извержения вулкана на поверхность в виде лавы изливается не только внутреннее вещество (магма), но и происходит как горизонтальное, так и вертикальное перемещение горных пород.

Ритмичность. Каждому из нас приходилось сталкиваться с таким природным явлением, как ритмичность. Простейший тому пример - суточная ритмичность, т. е. последовательная смена дня и ночи. То же самое относится и к смене времен года.

Суточная и сезонная ритмичность отражается в смене погодных и климатических условий, в режиме поверхностных вод (смена половодья меженью), а также в поведении растений и животных.

Географическая зональность. Закономерное изменение природных (физико-географических) условий или территориально-природных комплексов от экватора к полюсам (горизонтальная или широтная зональность) и по мере поднятия вверх, в горы (вертикальная или высотная зональность), называется зональностью.

Закон географической зональности придает каждой точке на Земле присущие ей закономерные черты.

Внимание! Если Вы нашли ошибку в тексте, выделите её и нажмите Ctrl+Enter для уведомления администрации.

Географическая оболочка Земли и входящая в нее ландшафтная сфера находятся в непрестанном изменении и развитии. Одной из важнейших причин этого развития Л.А. Григорьев считает процесс постоянного обмена веществом и энергией между компонентами географической оболочки, между географической оболочкой и внешним миром.

В развитии географической оболочки и ландшафтной сферы можно выделить три основных этапа.

I этап — абиогенный— период с момента образования земной поверхности до появления жизни. Он охватывает допалеозойское время в истории Земли (архейскую и протерозой скую эры). Это время становления географической оболочки и зарождения ее биологического фокуса - ландшафтной сферы. Состав отдельных компонентов географической оболочки и ее вертикальные границы были тогда иными, чем сейчас. Поэтому говорить о географической оболочке в современном ее понимании в то время неправомерно. Первоначально существовало лишь два исходных компонента — горные породы и солнечная радиация, взаимодействие между которыми проявлялось в поглощении и отдаче горными породами тепла, а также в некоторой аккумуляции солнечной радиации поверхностными и, возможно, более глубокими слоями. Важнейшую роль в жизни планеты сыграло появление атмосферы и воды.

В первичной атмосфере господствовали восстановительные условия, в ней преобладали водород и гелий при низком содержании кислорода и относительно высоком содержании углекислоты. Образование водяного пара могло осуществляться двумя путями: за счет выделения из недр и в результате реакции водорода с двуокисью углерода, который наряду с другими газами также выделялся из недр. С появлением воды (с низкой соленостью) возникают моря, океаны, внутренние водоемы, развиваются круговорот воды, эрозионно-аккумулятивные и другие процессы. Покров осадочных пород имел очень небольшую мощность. По-видимому, под действием солнечной радиации водяной пар разлагался на водород и кислород. Однако подавляющая часть кислорода тратилась на окисление аммиака в азот и воду и на окисление метана СН 4 в СО 2 и воду. Таким образом, свободного кислорода в атмосфере практически не было и окисления химических соединений не происходило.

Жизнь в наиболее примитивных ее проявлениях возникла, очевидно, еще в архее, но воздействие ее на ландшафтную сферу и тем более географическую оболочку в целом было ничтожным. Даже к концу добиогенного этапа на суше обитали лишь бактерии и водоросли, поэтому ландшафтной зональности в современном представлении тогда не было, как и не было развитого почвенного покрова.

II этап —биогенный — включает палеозой, мезозой и значительную часть кайнозоя (палеоген, неоген).Моря и сушу завоевывают растения и животные, состав и строение которых все более усложняется с течением времени. С начала палеозоя биологический компонент оказывает решающее влияние на состав и структуру географической оболочки. Благодаря живым организмам возросло содержание кислорода в атмосфере, более энергично пошел процесс накопления осадочных пород, сформировались почвы — этот важнейший компонент ландшафтной сферы. Жизнь, по словам В.И. Вернадского (1926), «теснейшим образом связана со строением земной коры, входит в ее механизм и в этом механизме исполняет величайшей важности функции, без которых он не мог бы существовать».

С появлением жизни как формы существования материи зародилась полноценная географическая оболочка - сложная, качественно своеобразная материальная система. Ландшафтная сфера в этот второй период приобрела зональную структуру, тип которой неоднократно менялся на протяжении палеозоя и мезозоя.

В развитии географической оболочки второго этапа можно выделить два наиболее крупных подэтапа — доантропогенныйи антропогенный, качественные различия которых предопределяются воздействием разумного человека на природные процессы.

А) Доантропогенный подэтап.По современным представлениям жизнь возникла около 3 млрд. лет назад и в горных породах того возраста сохранились остатки примитивных бактерий. О появлении жизни в то время свидетельствует также наличие известняков, железистых кварцитов и других пород, возникновение которых связывают с жизнедеятельностью организмов. Всю необходимую информацию о замене катализатора или его восстановлении вы сможете найти на сайте https://www.glushiteli-1.ru/catalizatori.aspx . Также здесь вы сможете купить глушители, катализаторы, пламегасители и многое другое.

Органическая жизнь первоначально, по-видимому, была сосредоточена в мелководной прибрежной, хорошо освещенной полосе морей и океанов. Уже в протерозоев водоемах и на суше значительное развитие получили бактерии, синезеленые и меньше красные водоросли, а к концу протерозоя сформировались все типы беспозвоночных животных. Появление жизни — крупнейший эволюционный скачок в развитии, планеты, когда организмы стали великим, постоянным и. непрерывным нарушителем химической косности нашей планеты. Они участвовали в образовании многих осадочных пород и руд, с их помощью атмосфера из восстановительной постепенно стала окислительной.

Для первой половины палеозоя в целом характерна псилофитная флора — травянистые или деревянистые растения, переходная группа между водорослями и папоротникообразными. В животном мире в кембрийское время господствовали археоциаты, появились трилобиты, древнейшие панцирные рыбы, в ордовике развивались кораллы, головоногие ортоцератиты, в силуре появились первые жители суши — скорпионы и многоножки. Большим разнообразием отличалась органическая жизнь девона и карбона. Широко развитые в девоне псилофиты к концу периода вымерли и уступили место древовидным хвощам, плаунам, папоротникам (архиоптерисовая флора), которые достигли расцвета в карбоне. Зеленые растения, обогащая, атмосферу свободным кислородом, создали благоприятную среду для быстрой эволюции животных. Вслед за пышным развитием архиоптерисовой флоры началось быстрое развитие земноводных и.пресмыкающихся, представленных звероподобными рептилиями. В пермский период в результате большей сухости флора приобрела ксерофильный облик, господство начали завоевывать голосемянные. Богатый животный мир был представлен крупными фораминифéрами, морскими ежами и лилиями, хрящевыми рыбами, земноводными и пресмыкающимися.

В мезозойскую эру появились первые млекопитающие, предки птиц (триас), в мелу началось обеднение голосемянных, появились и широко развились покрытосемянные. Непрерывное, поступательное развитие органической жизни, переход от одних форм к другим, от низших к высшим характерен и для кайнозойской эпохи.

Непрерывному изменению состава и структуры подверглась литогенная основа географической оболочки. Первоначально земная поверхность представляла сплошную геосинклиналь, а в дальнейшем соотношение площадей платформ и геосинклина.льных областей менялось следующие образом по подсчетам М.С. Точилина (1960; Юренков, 1982; табл. 1):

Таблица 1 - Соотношение площадей платформ и геосинклинальных областейЗемного шара

Одновременно литогенная основа пополнялась веществом за счет внедрения изверженных масс и поступления его из космического пространства; увеличивалась масса осадочных пород, происходили и другие изменения.

На протяжении геологической истории сильно менялось положение полюсов Земли. Согласно П.С. Хромову, в протерозое Северный полюс находился в центре Северной Америки, откуда мигрировал на юго-запад и в кембрии располагался в середине Тихого океана. Уже в палеозое полюс переместился на северо-запад и достиг в триасе побережья Охотского моря, затем начал смещаться к северо-востоку. В неогене он мигрировал по Северному Ледовитому океану в направлении к Гренландии и в антропогене занял современное положение.

Взаимодействие всех непрерывно, поступательно развивающихся компонентов географической оболочки предопределяло постоянное ее изменение во времени и пространстве как целостной материальной системы, естественно-историнеское усложнение ее территориальной дифференциации. С полным основанием можно говорить о наличии природных зон в карбоне, перми и других периодах. Так, в пределах Евразии в среднем и верхнем карбоне существовали три климатические зоны с характерной для них растительностью. По данным Н.М. Страхова (1962; Юренков, 1982) неширокой полосой от Молого-Шекснинской низменности через Южный Урал, Тургай, к Заилийскому Алатау протягивалась засушливая; зона, которая сильно расширилась к перми; севернее ее располагалась умеренно влажная (тунгусская) зона с растительным покровом из древовидных плауновых, каламитов, а в перми к ним присоединились гинкговые; к югу от аридной зоны располагалась тропическая влажная зона с пышной вестфальской растительностью из крупных каламитов и кордаитов, лепидодендронов, сигиллярий, древовидных плаунов, папоротников, хвощей и др.

Зонально-провинциальные различия природы еще больше проявились в мезозойское время. Согласно А. А. Борисову (1965; Юренков, 1982), в пределах территории России на протяжении всей мезозойской эры существовали три климатические зоны. В триасе на севере Дальнего Востока выделялась субарктическая зона, северную половину европейской части и север Сибири занимала умеренно теплая континентальная, а на юго-западе располагалась тропическая зона, которая затем сменилась влажной субтропической. Эти же зоны, но несколько иного простирания, отмечались в юре и мелу. К концу мела произошла дифференциация субтропической зоны на влажные субтропики (современный Крым, Черное море, Кавказ, юг Каспия) и сухие (территория Средней Азии).

В палеогене происходила дальнейшая дифференциация природных условий. Юг Русской равнины занимала субтропическая (полтавская} зона с растительностью из вечнозеленых пальм, мирты, фикусов, лавров, дубов, древовидных папоротников, секвой, болотных кипарисов, широколиственных листопадных (тополь, грецкий орех и др.). К северу от широты Волгограда простиралась умеренная теплая тургайская зона с господством листопадных широколиственных древесных и кустарниковых пород с участием хвойных (ель, тис и др.) и мелколиственных (береза, крушина и др.) пород.

Как отмечают многие исследователи, динамичность всех природных процессов усиливалась с возрастом Земли, от одной геологической эпохи к другой. Наибольшей эволюционной изменчивостью обладают природные зоны, расположенные в более высоких широтах. Природные зоны более низких широт обнаруживают относительно большую устойчивость, более консервативны.

Интенсивные горообразовательные движения в неогене, резкое увеличение площади суши и сокращение морских бассейнов, быстрое смещение полюсов и другие факторы обусловили усиление континентальности климата, дальнейшую дифференциацию природных условий. С территории нынешней России отступила палеогеновая полтавская флора, а ее место заняла листопадная тургайская. В миоцене-плиоцене в Средней и Восточной Сибири формировались ядра новой фитогеографической области, где получили господство сосна, ель, пихта, лиственница. Усиление континентальности обусловило в Средней Азии смену лесных биоценозов степными и пустынными. С похолоданием климата хвойные леса из Средней Сибири продвинулись на север Восточно-Европейской равнины, на юге они сменились лиственными лесами. К плейстоцену тургайская флора почти полностью мигрировала в убежища, на территории Евразии существовали все природные зоны, за исключением зон арктических пустынь и тундровой, но очаги тундровой растительности на севере и в горах Сибири к этому времени уже существовали. Тундровая зона сформировалась в позднем плейстоцене (гляциоплейстоцене), современное свое положение она заняла в конце голоценового и поэтому является самой молодой из природных зон.

Наибольшей динамичностью всех природных процессов по сравнению с остальными периодами Земли характеризовалось четвертичное время. В период неоднократных плейстоценовых оледенений происходило сокращение площадей, занятых лесом, перед краем наступавших ледников формировалась своеобразная холодная «лесостепь» (перигляциальная зона), которая включала в себя группировки лесной, степной и элементы формирующейся тундровой растительности. Спускавшиеся горные ледники теснили книзу в предгорья лесную растительность, ее место занимали представители формирующихся альпийских комплексов. В межледниковые эпохи природные зоны и высотные пояса стремились занять свои прежние положения. Вместе с зональными видами растительного мира к северу продвигались и не свойственные этим зонам представители. Так, вследствие переселений в лесной и тундровой зонах в альпийском поясе гор появились степные представители — Центральноякутские, Яно-Оймяконские, Колымские и другие луго-степи, сохранившиеся и до настоящего времени. Их существование здесь в настоящее время вполне соответствует современным экологическим особенностям этих территорий. Все эти перемещения способствовали перемешиванию различных видов растительного и животного мира, дальнейшему усложнению морфоструктуры географической оболочки.

Б) Антропогенный подэтап — III этап — отвечает четвертичному периоду (антропогену, или плейстоцену и голоцену).В это время географическая оболочка Земли становится местом обитания — географической средой — человека, ареной его хозяйственной деятельности. За сравнительно короткий промежуток времени географическая оболочка оказалась под сильнейшим воздействием человека. Особенно большие изменения, связанные с деятельностью человека, произошли в структуре и строении ландшафтной сферы. Девственный растительный покров многих географических зон нарушен человеком или полностью замещен культурной растительностью; вследствие распашки земель резко возросли эрозионные процессы; плотины электростанций изменили режим рек.

Современный облик ландшафтной сферы есть в значительной мере результат хозяйственной деятельности человека. Именно этот современный облик ландшафтной сферы, в сильной степени преоразованный человеком, и составляет объект исследований ландшафтоведческой науки.

В своей практической деятельности человек выходит далеко за пределы ландшафтной сферы, а отчасти переходит и за пределы географической оболочки. Однако преобразующее воздействие его пока ограничивается в основном рамками ландшафтной сферы.

С появлением человека разумного (Homo sapiens ) географическая оболочка вступила в качественно новый этап своего развития, в котором принято выделять четыре основных периода:

1)древнейший (верхний палеолит) — 40-10 тыс. лет назад;

2)древний (мезолит, неолит, бронзовый век) — 10-3 тыс. лет. назад;

3)новый (железный век, историческое -время) — 3 тыс.- 30 лет назад;

4)новейший — с середины 40-х годов XX в. до наших дней.

Первые периоды антропогенного этапа характеризовались сравнительно незначительным воздействием человечества на географическую оболочку. В древнейший период это воздействие проявлялось главным образом в постепенном освоении новых территорий, в количественном изменении некоторых видов растительного и животного мира. Более существенное и разнообразное влияние оказывало человечество на природные процессы во второй, древний период в связи с возникновением скотоводства и земледелия, с активным вмешательством человека в такие компоненты природной среды, как почва, растительный покров. Первыми антропогенными урочищами, созданными человеком в этот период, стали курганы — могильники, сохранившиеся до наших дней. Обработка почвы, пастьба домашнего скота явились причиной.усиления эрозионных процессов, качественного из.менения растительных сообществ, смены одних ценозов другими.

Вместе с тем нельзя забывать о поступательном общенаправленном развитии географической оболочки и недооценивать естественно-исторические процессы этого времени.

В послеледниковое время (голоценовое межледниковье) (с 10300 лет до нынешнего этапа) также были значительные колебания климатических условий, особенно в высоких широтах. Это подтверждается данными палинологических анализов отложений озер и болот (Нейштадт, 1957; Еловичева, 2001). Так, в отложениях древнего голоцена (арктический и субарктический периоды — 14000-10300 лет назад) на территории Беларуси отмечалось последовательное преобладание пыльцы сосны и березы при большой роли трав (раунисский интерстадиал), березы с участием сосны и ели, трав (ранний дриасовый-I стадиал), сосны и березы, трав (беллингский интерстадиал), сосны с участием березы и трав (средний дриасовый-II стадиал), ели (30-90%) с сосной и травами (аллередский интерстадиал), сосны и березы с травами (поздний дриасовый-III стадиал) при отсутствии пыльцы широколиственных пород. В раннем голоцене (пребореальный и бореальный периоды) климат стал теплее с разной степенью увлажненности. В пребореале-1 (10300-10000 лет назад) господствовала сосна, пребореале-2 (10300-9200 лет назад) — ель и сосна, бореале-1 (9200-8800 лет назад) — береза, бореале-2 (8800-8400 лет назад) — сосна с участием термофильных пород, бореале-3 (8400-8000 лет назад) — сосна и береза с елью. Средний голоцен объединяет атлантический и суббореальный периоды (8000-2500 лет назад. В атлантике (8000-5000 лет назад) отмечается максимум распространения пыльцы широколиственных пород (до 40%), ольхи и орешника. В суббореале содержание термофильных пород существенно снижается, для суббореала-1 (5000-4000 лет назад) характерен максимум сосны, а суббореалу-2 (4000-2500 лет назад) свойственны максимумы ели и сосны. В позднем голоцене (субатлантический период — 2500 лет назад-современность) растительный покров слагали хвойно-лиственные породы, наряду с участием представителей синантропической растительности. В отложениях субатлантики-1 (2500-1600 лет назад) отмечалось максимальное содержание пыльцы сосны, субатлантики-2 (1600-750 лет назад) — ели и сосны, а субатлантики-3 (750-современность) — вновь сосны, а количество пыльцы широколиственных пород в отложениях снизилось до 5%.

Смена лесов (сукцессия растительности) в поозерском позднеледниковье и голоцене связана с изменением климатических условий, а в субатлантический период на естественный ход природных процессов уже накладываются и изменения, вызванные хозяйственной деятельностью человека. В постоптимальное время голоцена (суббореальный и субатлантический периоды) явно выражена тенденция к общему похолоданию климата на фоне кратковременных климатических колебаний в сторону некоторого его потепления и некоторому усилению жизнедеятельности широколиственных древесных пород.

Согласно В.Н. Сукачеву (1938), ельники с участием дуба и других широколиственных пород — это одна из стадий смены широколиственных лесов еловыми, но это процесс медленно идущий, и в победе ели над дубом играют роль не только ее теневыносливость, но и другие свойства, в частности влияние на почву, которое проявляется в усилении подзолистого процесса. В.Н. Сукачёв совершенно правильно указывал, что ельники с примесью дуба и других широколиственных пород могут оставаться в течение нескольких поколений без резких изменений и даже с временными изменениями в силу случайных причин (рубка, действие вредителей, пожары) в сторону господства дуба с его спутниками. Кроме того, на фоне общего похолодания и увеличения влажности после атлантического времени отмечались и кратковременные климатические колебания в сторону некоторого потепления. Временные потепления способствовали усилению жизнедеятельности широколиственных древесных пород. Колебания климата в течение послеледникового времени — одна из причин изменений пространственных положений ПТК. Согласно М.И. Нейштадту (1957), М.И. Лопатникову, А.И. Попову (1959), в голоцене подвергались изменениям границы природных зон. Наиболее значительные изменения отмечались в высоких широтах, т. е. проявилась одна из важнейших закономерностей географической оболочки — большая динамичность природных условий в высоких широтах и относительный консерватизм — в низких. Как установлено, в атлантическое время лесная зона занимала нынешнюю территорию лесотундры и часть тундровой зоны, местами выходила к морям Северного Ледовитого океана. Современное положение природные зоны заняли только в позднем голоцене. Изменения климатических условий, особенно увлажненности, в последние десятилетия повлекли за собой изменение морфоструктуры ПТК, которое наиболее ощутимо сказалось в пределах территорий с близким от поверхности залеганием уровня грунтовых вод. Так, по П.С. Погребняку (1967), за истекшее сорокалетие в пределах Украинского Полесья влажные и сырые местообитания осушились примерно на один гидротоп: т. е. черничники-долгомошники превратились в черничники-зеленомошники, последние — в брусничники, а некоторые брусничники — в лишайниковые боры.

Историческое время антропогенного этапа развития географической оболочки характеризуется значительными изменениями ее в результате хозяйственной деятельности человека. Роль человеческой деятельности далеко не всегда позитивная. Ф. Энгельс писал в «Диалектике природы»: «Людям, которые в Месопотамии, Греции, Малой Азии, и в других местах выкорчевывали леса, чтобы, получить таким путем пахотную землю, и не снилось, что они этим положили начало нынешнему запустению этих стран, лишив их, вместе с лесами, центров скопления и сохранения влаги. Когда альпийские итальянцы вырубали на южном склоне гор хвойные леса, так заботливо охраняемые на северном, они не предвидели, что этим подрезаывают корни высокогорного скотоводства в своей области; еще меньше они предвидели, что этим они на большую часть года оставят без воды свои горные источники, с тем, чтобы в период дождей эти источники могли изливать на равнину тем более бешеные потоки».

Наиболее сильные изменения в географической оболочке произошли в связи с научно-технической революцией. Современное человечество, вооруженное мощной техникой, стало одним из важнейших факторов развития географической оболочки и ее геосистем. В сегодняшнюю науку прочно входит понятие «техносфера» — сфера проявления деятельности техники. В природе нет ни одного компонента, который не подвергался бы изменениям под влиянием техногенных процессов.

Хозяйственная деятельность человека в течение нового периода существенно сказывается даже на таком относительно консервативном компоненте, как литогенная основа. Неузнаваемо меняется облик горно-рудных районов, где в результате горных разработок из промышленного и сельскохозяйственного использования изымаются тысячи гектаров земель. Согласно А.М. Рябчикову (1976), в настоящее время человеком освоено и эксплуатируется 56% поверхности суши, на интенсивную эксплуатацию суши приходится около 15% площади планеты. Из недр Земли ежегодно извлекается более 100 млрд. т руды, горючих ископаемых и строительных материалов.

Интенсивное строительство в городах, добыча нефти и газа вызывает просадку грунтов, изменение условий увлажнения и ряд других последствий.

Наивысшая степень освоенности территории в Европе, где наибольший процент земельного фонда используется в качестве пахотных угодий, большие площади заняты травяно-кустарниковыми пастбищами и лугами, которые в основном имеют вторичное происхождение. Достаточно большие площади земель вовлечены в сельскохозяйственное производство в Азии, Северной и Центральной Америке, Африке.

Интенсивное вовлечение земель в сельскохозяйственное производство должно сочетаться со строгим выполнением научно обоснованной системы мероприятий по их охране, рациональному использованию и повышению производительности. Даже на склонах относительно небольшой крутизны при неправильной пахоте интенсивно развивается водная эрозия, смывается плодородный гумусовый горизонт. На склонах большей крутизны возможно появление промоин, оврагов, которые делают пахотные угодья непригодными для использования. В аридных областях серьезную опасность представляет ветровая эрозия. Известны случаи, когда в пыльную бурю сносился слой почвы толщиной 7-10 см (Юренков, 1982). В результате пыльных бурь на планете в атмосферу ежегодно попадает до 500 млн. тонн пыли (Никитин, Новиков, 1980).

Хозяйственная деятельность человека, быстрый технический прогресс вызвали существенное изменение воздушного океана. В результату сжигания большого количества угля, нефти, газа в атмосферу ежегодно добавляется по данным разных авторов от 10 до 20 млрд. т СО 2 , т.е. примерно в 3000-6000 раз больше, чем выдыхает все человечество. По данным Ф.Ф. Давитая (1975) за 50 лет (30-70-е годы ХХ в.) концентрация двуокиси углерода повысилась на 12-15%, наряду с одновременным сокращением содержание кислорода. При современной тенденции изменения концентрации этих газов, еще через 50 лет (с 80-х гг. ХХ в. по 2030 г. ХХI в.) может быть безвозвратно израсходовано 0,8% свободного кислорода, а через 100 лет количество израсходованного свободного кислорода может приблизиться к 67%. Уже сейчас в США техника потребляет не только весь кислород, который производит растительный покров этой страны, но и часть кислорода, производимого за ее пределами. В Токио и в ряде других крупных городов Японии и США кислородные автоматы и маски входят в повседневный быт жителей.

В результате техногенных процессов в атмосфере значительно увеличилось содержание пыли, вредных веществ. Согласно Д.П. Никитину, Ю.В. Новикову (1980), ежегодно в атмосферу выбрасывалось 200-250 млн. т золы, до 60 млн. т сернистого газа. Общее аэрозольное загрязнение атмосферы за последние десятилетия увеличилось примерно в 20 раз (Будыко, Давитая, 1976). Особенно загрязнены приземные слои воздуха в крупных городах и промышленных центрах. Так, в Нью-Йорке в результате задымленности атмосферы солнечная радиация снижена вдвое.

Повышение концентрации СО 2 в атмосфере, увеличение массы атмосферного аэрозоля, увеличение производства энергии в недалеком будущем могут вызвать существенные изменения климата планеты, все последствия которого еще трудно представить. По подсчетам Ф.Ф. Давитая (1972), М.И. Будыко (1976), при бурном росте традиционных видов энергии количество выделяемого тепла в XXI в. может оказаться сравнимым с энергией, получаемой от Солнца. Это существенно нагреет Землю и может вызвать нежелательные последствия (таяние льдов Антарктиды и Гренландии, повышение уровня Мирового океана, затопление обширных участков суши, загрязнение воздуха и др.). Последствием хозяйственной деятельности человека является уменьшение на Земле площадей, покрытых лесом. Если 1,5-3 тыс. лет назад лесистость суши составляла 47%, то к настоящему времени эта цифра уменьшилась до 26%. Только за последние 200 лет площадь лесов уменьшилась в два раза (Рябчиков, 1976). Некоторые страны (Англия, Греция, Китай), ранее в значительной степени покрытые лесами, сейчас почти безлесны. Это результат интенсивных рубок и лесных пожаров. Наряду с резким уменьшением лесистости существенно изменился и состав лесов. На больших площадях коренные леса сменились производными, вторичными, уменьшилось количество ценных пород, снизилась роль спелых насаждений и возросла — молодых.

Претерпела сильные изменения структура земельного фонда. В ней возросла доля лугов и пастбищ, пахотных угодий. Материковые луга в лесной зоне, как правило, вторичные, возникшие на месте сведенных человеком лесов. Очевидно, большинство пойменных лугов этой зоны также возникли в результате хозяйственной деятельности человека.

Не меньшие изменения, чем растительный покров, претерпел животный мир. Согласно Л.К. Шапошникову (1971; Юренков, 1982), за последние 400 лет было уничтожено в мире более 500 видов зверей и птиц, под угрозой истребления сейчас находится около 600 видов. Исчезли дикий бык тур (Bos primigenius ) — предок крупнорогатого скота, дикая лошадь тарпан (Equus gmelini ), последняя морская корова (Rhytina stelleri — стеллерова корова)была убита через 27 лет (в 1768 г.) после ее открытия и описания участником экспедиции В. Беринга Стеллером. В результате чрезмерной охоты полностью уничтожены странствующий голубь (Ectopistes migratorius ), дронт (Raphus cocullatus ), дадо (Raphussolitarius )и другие виды животных. Сильно уменьшилось количество особей ценных видов охотничье-промысловых животных. Лось, антилопа сайгак, речной бобр и другие ценные животные, которые некогда в большом количестве водились в России, в предреволюционные годы были почти на грани истребления. Неумелое применение ядохимикатов и удобрений, вырубка лесов, загрязнение водоемов и некоторые другие аспекты человеческой деятельности могут отрицательно сказаться на рыбном хозяйстве. Причем это приводит не только к уменьшению рыбопродуктивности, но и к сокращению количества ценных видов рыб (осетр, белуга, севрюга, лосось, судак и др.) и увеличению доли малоценных видов.

Человек преднамеренно или случайно способствует изменению ареала разных видов животных. Примером преднамеренного расселения животных является их акклиматизация к реакклиматизация. Так, речной, бобр вновь поселился в своих прежних местах, в России «прописалась» североамериканская ондатра (Ondatra zibethica ), байкальский омуль (Coregonus migratorius ) прижился в Онежском озере, приморская енотовидная собака (Nyctereuntes procyonoides ) в большом количестве размножилась на Восточно-Европейской равнине и т. д. Непреднамеренные изменения ареала животных происходили с изменением природных угодий деятельностью человека. Так, вслед за расширением посевных площадей стали расширяться ареалы грызунов, уменьшение лесов способствовало расширению ареала птиц, местами обитания которых являются луга и др.

Большим изменениям подверглись водные ресурсы. По данным М.И. Львовича, А.А. Соколова (1976; Юренков, 1982) на все нужды человечества ежегодно расходуется около 2600 км 3 воды, в том числе безвозвратно 1600 км 3 . К 2000 г. эти показатели возросли более чем в два раза. Существенные изменения претерпел естественный режим речного стока. В результате создания крупных водохранилищ ресурсы устойчивого стока рек мира увеличились на 1850 км 3 или на 15%. Большие успехи в целенаправленном изменении водного режима рек достигнуты в странах СНГ. В результате сооружения всех гидроузлов меженный сток рек СНГ возрос на 33% (Алпатьев, 1973; Юренков, 1982).

В то же время наблюдаются и неблагоприятные изменения в водном режиме. Еще в конце IX в. было отмечено уменьшение воды в реках и их обмеление. Многие сравнительно небольшие реки к настоящему времени утратили свое былое транспортное значение. Одной из причин сильного обмеления рек в летнее время является уменьшение лесистости территории. Как известно, лесной покров повышает средний годовой сток на 17-20%. Одновременно увеличивается доля грунтового и уменьшается доля поверхностного стока в году, перераспределяется сток внутри года (уменьшается весной и увеличивается в остальное время года). Взаимосвязь между распределением годового стока и разной степенью лесистости бассейнов (при прочих примерно одинаковых физико-географических условиях) иллюстрируется во многих работах.

Актуальнейшей проблемой нашего времени является вопрос о пресной воде. По данным ООН, уже сейчас недостаток пресной воды испытывают 47 стран мира. Недопустимо загрязнение вод отходами промышленности и коммунального хозяйства. Растворенные в воде химикаты, сильно нагретые сточные воды пагубно влияют на органический мир водоемов. Загрязненные воды не могут быть использованы для бытовых нужд населения, усиливают износ гидротехнических сооружений, становятся непригодными для промышленных нужд.

В результате хозяйственной деятельности человека меняется природа морей и океанов. В воды Атлантики ежегодно сбрасывается свыше 30 млн. т различных отходов (Никитин, Новиков, 1980). Считается, что около 10% площади Атлантического океана загрязнено отходами нефти. Ежегодно в Мировой океан поступает от 5 до 10 млн. т нефти, что наносит серьезный ущерб органическому миру и другим компонентам природы океана. Охрана морей и океанов — общенародная задача, которой все больше внимания уделяют ученые и государственные деятели многих стран.

Степень использования природных ресурсов человеком, характер отношения человека к природе зависят от характера и уровня материального производства, меняются с переходом от одной общественно-экономической формации к другой. В дореволюционной России эксплуатация природных богатств носила ярко выраженный хищнический характер. В корне изменилось отношение к природным богатствам в нашей стране после Октябрьской революции 1917 г., и в пределах территории бывшего Союза огромное внимание стало уделяться охране природы, природные богатства используются планомерно и целесообразно. Ныне в Конституциях Стран Содружества независимых государств записано, что в интересах настоящего и будущих поколений принимаются необходимые меры для охраны и научно обоснованного, рационального использования земли и ее недр, водных ресурсов, растительного и животного, мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшения окружающей человека среды.

Одними из первых были приняты следующие документы:

— декрет «О сроках охоты и праве на охотничье оружие»,

— постановление «О мерах борьбы с загрязнением атмосферного воздуха и об улучшении санитарно-гигиенических условий населенных мест» (1949 г.), в соответствии с которым были разработаны санитарные нормы проектирования промышленных предприятий, предусмотрена очистка промышленных отходов, производится озеленение городов и комплекс других мероприятий;

— «Закон об охране природы», предусматривающий государственную охрану земель, недр, вод, растительных ресурсов, животного мира, атмосферы, типичных и редких ландшафтов (1960 г.);

— постановление «О неотложных мерах по защите почв от ветровой и водной эрозии» (1967 г.);

— «Закон об охране природы»;

— «Основы земельного законодательства Союза ССР и союзных республик» (1968 г.), способствовавшие разработке схемы конкретных мероприятий по рациональному использованию и охране земельных ресурсов;

— учреждена «Книга редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных и растений СССР» («Красная книга СССР») с целью охраны исчезающих видов животных и растений (1974 г.);

— постановление «О дополнительных мерах по усилению охраны природы и улучшению использования природных ресурсов» (1978 г.).

— «Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой» (1963 г.) по инициативе бывшего СССР, имеющего мировое значение для всего человечества, и последовавшие затем ряд соглашений между СССР и США.

Следует отметить, что только в последней пятилетке бывшего СССР для целей охраны окружающей среды было ассигновано 11 млрд. руб.

Неустанная забота правительств передовых государств о грядущих поколениях дает все основания быть уверенным в том, что здоровая природная среда будет не только сохранена, но и значительно улучшена на благо всего человечества. Уже сейчас можно говорить о некоторых результатах этой повседневной заботы. В предреволюционные годы в России лоси, сайгаки, зубры и некоторые другие животные были на грани истребления. В 70-х гг. ХХ в. общее количество лосей в странах СНГ составило 700 тыс. голов, сайгаков 2 млн., чистокровных зубров около 250. В последние же годы значительно увеличилось количество белок, бобров и других животных (Шапошников, 1971; Юренков, 1982).

С целью предупреждения загрязнения вод во многих странах успешно проектируется строительство очистительных сооружений. Например, очистительные сооружения Рязанского нефтеперерабатывающего завода позволяют спускать в Оку переработанную, воду в более чистом виде, чем сама вода в этой реке.

Большое внимание в странах уделяется выведению и применению новых высокоурожайных сортов сельскохозяйственных растений, эффективной борьбе с их болезнями и вредителями. В сельском хозяйстве уже широко используются антибиотики, бактериальные и грибковые препараты, которые не вызывают нежелательных последствий для почвенного покрова, водных, воздушных масс и других компонентов природы. Так, применение против ряда вредителей созданных в СНГ энтобактерина, боверина во многих случаях позволяет полностью отказаться от ядохимикатов, против многих вредителей успешно используются энтомофаги.

Недопустимость небрежного отношения к природной среде сейчас осознается во всем мире. Эти вопросы являются предметом обсуждения в ООН, на ряде международных симпозиумов, конференциях различных научных и общественных организаций. Хозяйственная деятельность человека способна вызвать не только изменения отдельных компонентов природы, но и ПТК в целом — меняется морфоструктура территории, исчезают одни и появляются другие геосистемы. Примером ПТК, обязанных своим происхождением хозяйственной деятельности человека, являются урочища, сопутствующие горнодобывающей промышленности, карьеров, терриконов, отвалов, воронок проседания; урочища оврагов, искусственных водоемов и др.

Несмотря на столь грандиозную по размаху природопреобразующую деятельность человека, необходимо помнить, что она ни в коей мере не исключает, а лишь видоизменяет физико-географические процессы. Какие бы под влиянием человека изменения не претерпевали урочища, ландшафты или ПТК иного ранга, они по-прежнему останутся природными образованиями и будут развиваться по природным, естественноисторичееким законам. Познав эти законы, человек до известной степени может управлять геосистемами. Сосновые леса могут сменяться березняками, луга — культурной растительностью, иным стал водный режим реки, на которой соорудили плотину, уровень грунтовых вод и т. д. Однако взаимодействие между изменившимися компонентами, ПТК и техническими сооружейиями, воздвигнутыми в пределах ПТК, будут осуществляться только посредством природных процессов. По этому поводу В.Б. Сочава (1973) писал, что структура геосистемы в очень многих случаях в той или иной степени видоизменена в результате преднамеренного или стихийного воздействия со стороны человека. Каковы бы ни были эти изменения, геосистема как целое всегда останется категорией физико-географического порядка, так как ее инвариант составляют природные объекты.

В последние годы в физической географии обособилось и быстрыми темпами развивается новое направление — антропогенное ландшафтоведение, предметом которого является изучение антропогенных ландшафтов.

Если вслед за Ф.Н. Мильковым (1973) под антропогенным ландшафтом понимать ПТК любого ранга, в котором коренному изменению под влиянием человека подвергся каждый компонент, в том числе и растительность с животным миром, или любой ПТК, на котором хотя бы в какой-то мере сказалась хозяйственная деятельность людей, то можно согласиться с мнением, что к настоящему времени на Земле очень мало, либо уже не осталось природных ландшафтов.

При решении вопроса о существовании антропогенных ландшафтов необходимо учитывать, что масштабы воздействия хозяйственной деятельности человека на ПТК находятся в зависимости от их таксономического ранга. Так, инженерные сооружения на ПТК крупных рангов почти не оказывают прямого воздействия, в то же время они могут в корне изменить природу ПТК низших рангов (местностей, урочищ, фаций). Поэтому наиболее правомерно говорить не об антропогенных ландшафтах, понимая под ними ПТК любого ранга, а об антропогенных ПТК строго определенного ранга (фациях, урочищах, местностях и т. д.).

А.Г. Исаченко (1971, 1974, 1976; Юренков, 1982) считает, что не всякое изменение природы ПТК, а лишь те, при которых человек способен создать новую природную систему соответствующего уровня организации с устойчивой структурой, способную к дальнейшему саморазвитию, обусловливает формирование антропогенных ПТК. Следовательно, к разряду последних правомерно относить ПТК далеко не любого ранга. Создать новую природную систему с необратимой морфоструктурой, находящуюся в устойчивом равновесии с окружающей средой, возможно в случае радикального преобразования тех компонентов, которые сыграли решающую роль в обособлении этой системы, — в первую очередь литогенной основы и климата. Однако изменение этих компонентов в такой степени, чтобы ПТК именовать антропогенными на современном этапе, возможно лишь в геосистемах низшего ранга, в первую очередь в фациях, урочищах. Очевидно, не случайно в качестве примера антропогенных ландшафтов Ф.Н. Мильков чаще всего приводит курган, оборонительный вал, пруд в балке, карьер и др., т. е. ПТК низшего ранга — урочища, реже — местности. Значительно сложнее изменить эти компоненты в пределах ландшафтов (в региональном понимании этого термина). Создание антропогенных ПТК более высоких рангов еще более проблематично, так как это возможно лишь при глобальных и коренных изменениях литогенной основы, климатических условий.

Актуальнейшей проблемой новейшего периода антропогенного этапа развития географической оболочки является ее целенаправленное преобразование. В этой связи основными задачами современной географической науки, согласно И.П. Герасимову (1972), являются следующие:

1.Дальнейшее выявление естественных ресурсов, необходимых для производственной деятельности общества, разработка системы мероприятий по наиболее рациональному использованию их.

2.Изучение стихийныхприродных явлений, разработка путей их прогноза и методов активного воздействия на них с целью предупреждения нежелательных последствий.

3.Изучение воздействия производственной деятельности современного общества на окружающую среду и ее изменений, вызываемых этим воздействием.

4.Преобразование окружающей среды, обеспечивающее рациональную эксплуатацию природных ресурсов, ликвидацию и ослабление отрицательных антропогенных изменений и создание благоприятных условий для жизни населения.

5.Охрана природной среды в целях ее дальнейшего научного изучения и использования.

Непременное условие выполнения поставленных задач — прогнозирование развития природных компонентов, географической оболочки в целом и ее ПТК. В задачи прогнозирования входит определение тенденций и направления их развития как в результате естественно-исторических процессов, так и под влиянием хозяйствен-ной деятельности человека.

В основе прогнозирования естественноисторического развития природы лежит изучение закономерностей ее развития в прошлом и настоящем. Без знания прошлого географической оболочки, ее компонентов и ПТК невозможно предсказать их будущее, ибо развитие природы протекает по определенным закономерностям. В настоящее время наиболее хорошо разработаны методы прогнозирования развития климатообразующих факторови климатов Земли, меньше внимания уделяется прогнозированию естественноисторических изменений литогенной основы.

В последние годы большое внимание уделяется прогнозированию развития природы под влиянием хозяйственной деятельности человека. В частности, на основе количественных характеристик химической денудации и с учетом влияния хозяйственной деятельности составлен прогноз изменения качества вод озера Байкал (К.К. Вотинцев (1973; Юренков, 1982). Критически изучив проект строительства Нижнеобской ГЭС, был сделан вывод, что спонтанное развитие саморегулирующегося природного комплекса в пределах значительной части Тюменской области в условиях современного климата не обеспечивает снижения избыточной гидроморфности его ландшафтов, поэтому технические мероприятия здесь должны быть направлены не на создание водохранилищ, а на исключение высоких паводков, регулирование стока.

Таким образом, целенаправленное преобразование природы, рациональное использование природных ресурсов, их охрана и воспроизводство — актуальнейшие задачи современности, важность которых сейчас начинают понимать во всем мире. Если до сих пор человечество по преимуществу искало, как можно больше взять у природы и поиск в этом направлении постоянно продолжался, то уже наступила пора столь же целеустремленно поработать и над тем, как отдать природе то, что мы у нее забрали. Нет сомнения, что гений человечества способен решить эту грандиозную задачу».

Антропогенный этап

Биогенный этап

Добиогенный этап

2. Антропогенные изменения географической оболочки в современное время: формирование техносферы

Географическая оболочка Земли и входящая в нее ландшафтная сфера находятся в непрестанном изменении и развитии. Одной из важнейших причин этого развития Л.А. Григорьев считает процесс постоянного обмена веществом и энергией между компонентами географической оболочки, между географической оболочкой и внешним миром.

В развитии географической оболочки и ландшафтной сферы можно выделить три основных этапа.

I этап - абиогенный - период с момента образования земной поверхности до появления жизни. Он охватывает допалеозойское время в истории Земли (архейскую и протерозой скую эры). Это время становления географической оболочки и зарождения ее биологического фокуса – ландшафтной сферы. Состав отдельных компонентов географической оболочки и ее вертикальные границы были тогда иными, чем сейчас. Поэтому говорить о географической оболочке в современном ее понимании в то время неправомерно. Первоначально существовало лишь два исходных компонента - горные породы и солнечная радиация, взаимодействие между которыми проявлялось в поглощении и отдаче горными породами тепла, а также в некоторой аккумуляции солнечной радиации поверхностными и, возможно, более глубокими слоями. Важнейшую роль в жизни планеты сыграло появление атмосферы и воды.

В первичной атмосфере господствовали восстановительные условия, в ней преобладали водород и гелий при низком содержании кислорода и относительно высоком содержании углекислоты. Образование водяного пара могло осуществляться двумя путями: за счет выделения из недр и в результате реакции водорода с двуокисью углерода, который наряду с другими газами также выделялся из недр. С появлением воды (с низкой соленостью) возникают моря, океаны, внутренние водоемы, развиваются круговорот воды, эрозионно-аккумулятивные и другие процессы. Покров осадочных пород имел очень небольшую мощность. По-видимому, под действием солнечной радиации водяной пар разлагался на водород и кислород. Однако подавляющая часть кислорода тратилась на окисление аммиака в азот и воду и на окисление метана СН 4 в СО 2 и воду. Таким образом, свободного кислорода в атмосфере практически не было и окисления химических соединений не происходило.

Жизнь в наиболее примитивных ее проявлениях возникла, очевидно, еще в архее, но воздействие ее на ландшафтную сферу и тем более географическую оболочку в целом было ничтожным. Даже к концу добиогенного этапа на суше обитали лишь бактерии и водоросли, поэтому ландшафтной зональности в современном представлении тогда не было, как и не было развитого почвенного покрова.

II этап -биогенный - включает палеозой, мезозой и значительную часть кайнозоя (палеоген, неоген). Моря и сушу завоевывают растения и животные, состав и строение которых все более усложняется с течением времени. С начала палеозоя биологический компонент оказывает решающее влияние на состав и структуру географической оболочки. Благодаря живым организмам возросло содержание кислорода в атмосфере, более энергично пошел процесс накопления осадочных пород, сформировались почвы - этот важнейший компонент ландшафтной сферы. Жизнь, по словам В.И. Вернадского (1926), «теснейшим образом связана со строением земной коры, входит в ее механизм и в этом механизме исполняет величайшей важности функции, без которых он не мог бы существовать».

С появлением жизни как формы существования материи зародилась полноценная географическая оболочка – сложная, качественно своеобразная материальная система. Ландшафтная сфера в этот второй период приобрела зональную структуру, тип которой неоднократно менялся на протяжении палеозоя и мезозоя.

В развитии географической оболочки второго этапа можно выделить два наиболее крупных подэтапа - доантропогенный и антропогенный , качественные различия которых предопределяются воздействием разумного человека на природные процессы.

А) Доантропогенный подэтап . По современным представлениям жизнь возникла около 3 млрд. лет назад и в горных породах того возраста сохранились остатки примитивных бактерий. О появлении жизни в то время свидетельствует также наличие известняков, железистых кварцитов и других пород, возникновение которых связывают с жизнедеятельностью организмов.

Органическая жизнь первоначально, по-видимому, была сосредоточена в мелководной прибрежной, хорошо освещенной полосе морей и океанов. Уже в протерозое в водоемах и на суше значительное развитие получили бактерии, сине-зеленые и меньше красные водоросли, а к концу протерозоя сформировались все типы беспозвоночных животных. Появление жизни - крупнейший эволюционный скачок в развитии, планеты, когда организмы стали великим, постоянным и. непрерывным нарушителем химической косности нашей планеты. Они участвовали в образовании многих осадочных пород и руд, с их помощью атмосфера из восстановительной постепенно стала окислительной.

Для первой половины палеозоя в целом характерна псилофитная флора - травянистые или деревянистые растения, переходная группа между водорослями и папоротникообразными. В животном мире в кембрийское время господствовали археоциаты, появились трилобиты, древнейшие панцирные рыбы, в ордовике развивались кораллы, головоногие ортоцератиты, в силуре появились первые жители суши - скорпионы и многоножки. Большим разнообразием отличалась органическая жизнь девона и карбона. Широко развитые в девоне псилофиты к концу периода вымерли и уступили место древовидным хвощам, плаунам, папоротникам (архиоптерисовая флора), которые достигли расцвета в карбоне. Зеленые растения, обогащая, атмосферу свободным кислородом, создали благоприятную среду для быстрой эволюции животных. Вслед за пышным развитием архиоптерисовой флоры началось быстрое развитие земноводных и пресмыкающихся, представленных звероподобными рептилиями. В пермский период в результате большей сухости флора приобрела ксерофильный облик, господство начали завоевывать голосемянные. Богатый животный мир был представлен крупными фораминиферами, морскими ежами и лилиями, хрящевыми рыбами, земноводными и пресмыкающимися.

В мезозойскую эру появились первые млекопитающие, предки птиц (триас), в мелу началось обеднение голосемянных, появились и широко развились покрытосемянные. Непрерывное, поступательное развитие органической жизни, переход от одних форм к другим, от низших к высшим характерен и для кайнозойской эпохи.

Непрерывному изменению состава и структуры подверглась литогенная основа географической оболочки. Первоначально земная поверхность представляла сплошную геосинклиналь, а в дальнейшем соотношение площадей платформ и геосинклинальных областей менялось следующие образом по подсчетам М.С. Точилина (1960; Юренков, 1982; табл. 1).

Таблица 1 – Соотношение площадей платформ и геосинклинальных областей Земного шара

Одновременно литогенная основа пополнялась веществом за счет внедрения изверженных масс и поступления его из космического пространства; увеличивалась масса осадочных пород, происходили и другие изменения.

На протяжении геологической истории сильно менялось положение полюсов Земли. Согласно П.С. Хромову, в протерозое Северный полюс находился в центре Северной Америки, откуда мигрировал на юго-запад и в кембрии располагался в середине Тихого океана. Уже в палеозое полюс переместился на северо-запад и достиг в триасе побережья Охотского моря, затем начал смещаться к северо-востоку. В неогене он мигрировал по Северному Ледовитому океану в направлении к Гренландии и в антропогене занял современное положение.

Взаимодействие всех непрерывно, поступательно развивающихся компонентов географической оболочки предопределяло постоянное ее изменение во времени и пространстве как целостной материальной системы, естественно-историческое усложнение ее территориальной дифференциации. С полным основанием можно говорить о наличии природных зон в карбоне, перми и других периодах. Так, в пределах Евразии в среднем и верхнем карбоне существовали три климатические зоны с характерной для них растительностью. По данным Н.М. Страхова (1962; Юренков, 1982) неширокой полосой от Молого-Шекснинской низменности через Южный Урал, Тургай, к Заилийскому Алатау протягивалась засушливая; зона, которая сильно расширилась к перми; севернее ее располагалась умеренно влажная (тунгусская) зона с растительным покровом из древовидных плауновых, каламитов, а в перми к ним присоединились гинкговые; к югу от аридной зоны располагалась тропическая влажная зона с пышной вестфальской растительностью из крупных каламитов и кордаитов, лепидодендронов, сигиллярий, древовидных плаунов, папоротников, хвощей и др.

Зонально-провинциальные различия природы еще больше проявились в мезозойское время. Согласно А. А. Борисову (1965; Юренков, 1982), в пределах территории России на протяжении всей мезозойской эры существовали три климатические зоны. В триасе на севере Дальнего Востока выделялась субарктическая зона, северную половину европейской части и север Сибири занимала умеренно теплая континентальная, а на юго-западе располагалась тропическая зона, которая затем сменилась влажной субтропической. Эти же зоны, но несколько иного простирания, отмечались в юре и мелу. К концу мела произошла дифференциация субтропической зоны на влажные субтропики (современный Крым, Черное море, Кавказ, юг Каспия) и сухие (территория Средней Азии).

В палеогене происходила дальнейшая дифференциация природных условий. Юг Русской равнины занимала субтропическая (полтавская} зона с растительностью из вечнозеленых пальм, мирты, фикусов, лавров, дубов, древовидных папоротников, секвой, болотных кипарисов, широколиственных листопадных (тополь, грецкий орех и др.). К северу от широты Волгограда простиралась умеренная теплая тургайская зона с господством листопадных широколиственных древесных и кустарниковых пород с участием хвойных (ель, тис и др.) и мелколиственных (береза, крушина и др.) пород.

Как отмечают многие исследователи, динамичность всех природных процессов усиливалась с возрастом Земли, от одной геологической эпохи к другой. Наибольшей эволюционной изменчивостью обладают природные зоны, расположенные в более высоких широтах. Природные зоны более низких широт обнаруживают относительно большую устойчивость, более консервативны.

Интенсивные горообразовательные движения в неогене, резкое увеличение площади суши и сокращение морских бассейнов, быстрое смещение полюсов и другие факторы обусловили усиление континентальности климата, дальнейшую дифференциацию природных условий. С территории нынешней России отступила палеогеновая полтавская флора, а ее место заняла листопадная тургайская. В миоцене-плиоцене в Средней и Восточной Сибири формировались ядра новой фитогеографической области, где получили господство сосна, ель, пихта, лиственница. Усиление континентальности обусловило в Средней Азии смену лесных биоценозов степными и пустынными. С похолоданием климата хвойные леса из Средней Сибири продвинулись на север Восточно-Европейской равнины, на юге они сменились лиственными лесами. К плейстоцену тургайская флора почти полностью мигрировала в убежища, на территории Евразии существовали все природные зоны, за исключением зон арктических пустынь и тундровой, но очаги тундровой растительности на севере и в горах Сибири к этому времени уже существовали. Тундровая зона сформировалась в позднем плейстоцене (гляциоплейстоцене), современное свое положение она заняла в конце голоценового и поэтому является самой молодой из природных зон.

Наибольшей динамичностью всех природных процессов по сравнению с остальными периодами Земли характеризовалось четвертичное время. В период неоднократных плейстоценовых оледенений происходило сокращение площадей, занятых лесом, перед краем наступавших ледников формировалась своеобразная холодная «лесостепь» (перигляциальная зона), которая включала в себя группировки лесной, степной и элементы формирующейся тундровой растительности. Спускавшиеся горные ледники теснили книзу в предгорья лесную растительность, ее место занимали представители формирующихся альпийских комплексов. В межледниковые эпохи природные зоны и высотные пояса стремились занять свои прежние положения. Вместе с зональными видами растительного мира к северу продвигались и не свойственные этим зонам представители. Так, вследствие переселений в лесной и тундровой зонах в альпийском поясе гор появились степные представители - Центрально-якутские, Яно-Оймяконские, Колымские и другие луго-степи, сохранившиеся и до настоящего времени. Их существование здесь в настоящее время вполне соответствует современным экологическим особенностям этих территорий. Все эти перемещения способствовали перемешиванию различных видов растительного и животного мира, дальнейшему усложнению морфоструктуры географической оболочки.

Б) Антропогенный подэтап - III этап - отвечает четвертичному периоду (антропогену, или плейстоцену и голоцену).В это время географическая оболочка Земли становится местом обитания - географической средой - человека, ареной его хозяйственной деятельности. За сравнительно короткий промежуток времени географическая оболочка оказалась под сильнейшим воздействием человека. Особенно большие изменения, связанные с деятельностью человека, произошли в структуре и строении ландшафтной сферы. Девственный растительный покров многих географических зон нарушен человеком или полностью замещен культурной растительностью; вследствие распашки земель резко возросли эрозионные процессы; плотины электростанций изменили режим рек.

Современный облик ландшафтной сферы есть в значительной мере результат хозяйственной деятельности человека. Именно этот современный облик ландшафтной сферы, в сильной степени преоразованный человеком, и составляет объект исследований ландшафтоведческой науки.

В своей практической деятельности человек выходит далеко за пределы ландшафтной сферы, а отчасти переходит и за пределы географической оболочки. Однако преобразующее воздействие его пока ограничивается в основном рамками ландшафтной сферы.

С появлением человека разумного (Homo sapiens) географическая оболочка вступила в качественно новый этап своего развития, в котором принято выделять четыре основных периода:

1)древнейший (верхний палеолит) - 40-10 тыс. лет назад;

2)древний (мезолит, неолит, бронзовый век) - 10-3 тыс. лет. назад;

3)новый (железный век, историческое -время) - 3 тыс.- 30 лет назад;

4)новейший - с середины 40-х годов XX в. до наших дней.

Первые периоды антропогенного этапа характеризовались сравнительно незначительным воздействием человечества на географическую оболочку. В древнейший период это воздействие проявлялось главным образом в постепенном освоении новых территорий, в количественном изменении некоторых видов растительного и животного мира. Более существенное и разнообразное влияние оказывало человечество на природные процессы во второй, древний период в связи с возникновением скотоводства и земледелия, с активным вмешательством человека в такие компоненты природной среды, как почва, растительный покров. Первыми антропогенными урочищами, созданными человеком в этот период, стали курганы - могильники, сохранившиеся до наших дней. Обработка почвы, пастьба домашнего скота явились причиной.усиления эрозионных процессов, качественного изменения растительных сообществ, смены одних ценозов другими.

Вместе с тем нельзя забывать о поступательном общенаправленном развитии географической оболочки и недооценивать естественно-исторические процессы этого времени.

В послеледниковое время (голоценовое межледниковье) (с 10300 лет до нынешнего этапа) также были значительные колебания климатических условий, особенно в высоких широтах. Это подтверждается данными палинологических анализов отложений озер и болот (Нейштадт, 1957; Еловичева, 2001). Так, в отложениях древнего голоцена (арктический и субарктический периоды - 14000-10300 лет назад) на территории Беларуси отмечалось последовательное преобладание пыльцы сосны и березы при большой роли трав (раунисский интерстадиал), березы с участием сосны и ели, трав (ранний дриасовый - I стадиал), сосны и березы, трав (беллингский интерстадиал), сосны с участием березы и трав (средний дриасовый - II стадиал), ели (30-90%) с сосной и травами (аллередский интерстадиал), сосны и березы с травами (поздний дриасовый – III стадиал) при отсутствии пыльцы широколиственных пород. В раннем голоцене (пребореальный и бореальный периоды) климат стал теплее с разной степенью увлажненности. В пребореале-1 (10300-10000 лет назад) господствовала сосна, пребореале-2 (10300-9200 лет назад) - ель и сосна, бореале-1 (9200-8800 лет назад) - береза, бореале-2 (8800-8400 лет назад) - сосна с участием термофильных пород, бореале-3 (8400-8000 лет назад) - сосна и береза с елью. Средний голоцен объединяет атлантический и суббореальный периоды (8000-2500 лет назад. В атлантике (8000-5000 лет назад) отмечается максимум распространения пыльцы широколиственных пород (до 40%), ольхи и орешника. В суббореале содержание термофильных пород существенно снижается, для суббореала-1 (5000-4000 лет назад) характерен максимум сосны, а суббореалу-2 (4000-2500 лет назад) свойственны максимумы ели и сосны. В позднем голоцене (субатлантический период - 2500 лет назад - современность) растительный покров слагали хвойно-лиственные породы, наряду с участием представителей синантропической растительности. В отложениях субатлантики-1 (2500-1600 лет назад) отмечалось максимальное содержание пыльцы сосны, субатлантики-2 (1600-750 лет назад) - ели и сосны, а субатлантики-3 (750 лет назад - современность) - вновь сосны, а количество пыльцы широколиственных пород в отложениях снизилось до 5%.

Смена лесов (сукцессия растительности) в поозерском позднеледниковье и голоцене связана с изменением климатических условий, а в субатлантический период на естественный ход природных процессов уже накладываются и изменения, вызванные хозяйственной деятельностью человека. В постоптимальное время голоцена (суббореальный и субатлантический периоды) явно выражена тенденция к общему похолоданию климата на фоне кратковременных климатических колебаний в сторону некоторого его потепления и некоторому усилению жизнедеятельности широколиственных древесных пород.

Согласно В.Н. Сукачеву (1938), ельники с участием дуба и других широколиственных пород - это одна из стадий смены широколиственных лесов еловыми, но это процесс медленно идущий, и в победе ели над дубом играют роль не только ее теневыносливость, но и другие свойства, в частности влияние на почву, которое проявляется в усилении подзолистого процесса.

В.Н. Сукачёв совершенно правильно указывал, что ельники с примесью дуба и других широколиственных пород могут оставаться в течение нескольких поколений без резких изменений и даже с временными изменениями в силу случайных причин (рубка, действие вредителей, пожары) в сторону господства дуба с его спутниками. Кроме того, на фоне общего похолодания и увеличения влажности после атлантического времени отмечались и кратковременные климатические колебания в сторону некоторого потепления. Временные потепления способствовали усилению жизнедеятельности широколиственных древесных пород.

Колебания климата в течение послеледникового времени - одна из причин изменений пространственных положений ПТК. Согласно М.И. Нейштадту (1957), М.И. Лопатникову, А.И. Попову (1959), в голоцене подвергались изменениям границы природных зон.

Наиболее значительные изменения отмечались в высоких широтах, т. е. проявилась одна из важнейших закономерностей географической оболочки - большая динамичность природных условий в высоких широтах и относительный консерватизм - в низких. Как установлено, в атлантическое время лесная зона занимала нынешнюю территорию лесотундры и часть тундровой зоны, местами выходила к морям Северного Ледовитого океана. Современное положение природные зоны заняли только в позднем голоцене. Изменения климатических условий, особенно увлажненности, в последние десятилетия повлекли за собой изменение морфоструктуры ПТК, которое наиболее ощутимо сказалось в пределах территорий с близким от поверхности залеганием уровня грунтовых вод. Так, по П.С. Погребняку (1967), за истекшее сорокалетие в пределах Украинского Полесья влажные и сырые местообитания осушились примерно на один гидротоп: т. е. черничники-долгомошники превратились в черничники-зеленомошники, последние - в брусничники, а некоторые брусничники - в лишайниковые боры.

Географическая оболочка — это область взаимодействия внутрипланетарных эндогенных и внешних — экзогенных и космических процессов, которые осуществляются при активном участии органического вещества. Отсюда границы географической оболочки должны определяться условиями, при которых возможно существование белковых тел, составляющих основу жизни на Земле. Нижняя граница регламентируется изотермой 100°С, т.е. располагается на глубине порядка 10 км; верхняя — на высоте 10-15 км под озоновым слоем, экранирующим ультрафиолетовое излучение Солнца, губительное для живого вещества.

Таким образом, толщина географической оболочки составляет 20-25 км и включает верхи , гидросферу, атмосферу и насыщающее их органическое вещество.

Особенности эволюции географической оболочки определяются в первую очередь темпами накопления свободной воды на поверхности планеты. Именно здесь в пограничной области процессы взаимодействия идут наиболее активно, создавая многообразие форм земной поверхности, очертаний континентальных, морских и океанических областей, разнообразие органического мира, наземных и подводных .

Проекция внутрипланетарных процессов на земную поверхность и последующее взаимодействие их с солнечным излучением в конечном счете отражается в формировании главных компонентов географической оболочки — верхов земной коры, рельефа, гидросферы, атмосферы и биосферы. Следовательно, для выявления закономерностей ее эволюции необходимо исследовать динамику эндогенного режима планеты, эволюции магматизма, свободной воды и рельефа земной поверхности. С появлением воды создаются предпосылки для формирования кислородной и развитой биосферы.

Современное состояние географической оболочки — результат ее длительной эволюции, начиная с возникновения . Правильное понимание процессов и явлений различного пространственно-временного масштаба, протекающих в географической оболочке, требует, по меньшей мере, многоуровенного их рассмотрения, начиная с глобального — общепланетарного. Вместе с тем исследование процессов такого масштаба до последнего времени считалось прерогативой геологических наук. В общегеографическом синтезе информация этого уровня практически не использовалась, а если и привлекалась, то довольно пассивно и ограниченно. Однако отраслевое подразделение естественных наук достаточно условно и не имеет четких границ. Объект исследований у них общий — Земля и ее космическое окружение.

В результате термохимических реакций, идущих в зоне внешнего ядра Земли образуются металлы, их окислы, летучие вещества и вода. Легкие продукты реакций и избытки тепла диффундируют под подошву каменной оболочки — перисферы. Из-за более низкой теплопроводности последней они не сразу прорвутся на поверхность планеты, а, скапливаясь под подошвой перисферы, формируют зону вторичного разогрева верхней мантии — астеносферу. Периодическая разгрузка астеносферы от избытков магматического материала, летучих и тепла в результате вулканизма сопровождается формированием в ней разуплотненного пространства. Вышележащая каменная оболочка перисферы, следуя уменьшающемуся объему, пассивно проседает над этими областями, образуя отрицательные формы рельефа на поверхности Земли. Области, где такого проседания не происходит, сохраняются в виде остаточных возвышенностей. Все это подтверждается приуроченностью трапповых провинций континентов к синеклизам платформ, тесной связью массовых платобазальтовых излияний с образованием океанических впадин в кайнозое (Орленок, 1985). Уменьшение объема Земли за счет уплотнения протовещества, диссипации водорода, других газов и продуктов диссоциации воды сопровождается сокращением радиуса планеты и площади ее поверхности. Согласно нашим расчетам, убыль массы за всю составила примерно 4,2·10 25 г, что соответствует сокращению объема на 4,0·10 26 см 3 и радиуса на 630 км. Таким образом отображает прежде всего уровни различного опускания сферы в ходе общей контракции. Этот процесс неравномерен как в пространстве, так и во времени. Неравномерные вдоль радиуса опускания сферы ведут к образованию разновысотных поверхностей выравнивания.

Иными словами, сокращение поверхности сжимающейся сферы достигается не всеобщим пликативным сжатием ее каменной оболочки, как это предполагалось Эли де Бомоном и Э. Зюссом, исходивших из модели первоначально огненно-жидкой Земли, а опусканием на разные уровни отдельных ее блоков. И в этом главное отличие “холодной” контракции от классической контракции Зюсса, помимо ее исходной посылки. Огибающая этих дискретных поверхностей равна по площади начальной поверхности Земли.

Сокращение поверхности Земли вследствие уменьшения ее объема и прогрессирующего уменьшения радиуса ведет к увеличению контрастности и глубины расчлененности рельефа твердой перисферы. Следовательно, размах амплитуды дифференцированности рельефа планеты прямо пропорционален ее возрасту и внутренней активности и обратно пропорционален экзогенному фактору, характеризующему интенсивность разрушения рельефа, что в конечном итоге определяется наличием или отсутствием свободной воды на поверхности планеты. Океанические и континентальные блоки — это наивысшие гармоники контракции, образовавшиеся в ходе глобального сжатия сферы, каменная оболочка которой — перисфера, проседая над разуплотненными пространствами астеносферы, пассивно приспосабливается к уменьшающему объему шара. Впадины и возвышенности в пределах этих главных геотекстур гармоники сжатия более высокого порядка, наложившиеся в более поздние этапы развития Земли в ходе ее контракции.

Следы контракционной эволюции можно наблюдать на других планетах и звездах. Многократное гравитационное коллапсирование массивных звезд по мере выработки термоядерного горючего считается основой современной теории их эволюции. Энергетику горизонтальных движений в условиях Земли теоретики неомобилизма ищут в механизме мантийной конвекции. В условиях звезды такой механизм подтверждается наблюдениями и обоснован теоретически. На холодной и неоднородной планете, где преобладают гравитационные силы сжатия, существование такого механизма постулируется. Однако надежные доказательства его существования вряд ли могут быть найдены. Термодинамические условия на планетах и звездах различны, отсюда различна и динамика их внешних оболочек. Мобильность плазменной оболочки предопределена необходимостью переноса избытка тепла из недр звезды. Горизонтальная мобильность каменной оболочки планеты в условиях отсутствия сплошного атмосферного слоя не имеет удовлетворительного энергетического объяснения.

Когда и как образовалась земная и каковы пути ее дальнейшей эволюции? Это оставалось вне внимания исследователей. Вместе с тем вода — главнейший итог эволюции протовещества. Ее постепенное (до рубежа между мезозойской и кайнозойской эрами) накопление на поверхности планеты сопровождалось и разноамплитудными нисходящими движениями перисферы. Это в свою очередь определило ход эволюции газовой оболочки, рельефа, соотношения площади и конфигурации суши и моря, а с ними и условий седиментации, и жизни. Иными словами, вырабатываемая планетой и выносимая на поверхность свободная вода по существу обусловила ход эволюции географической оболочки. Без нее облик Земли, ее ландшафты, климат, органический мир были бы совершенно иными. Прообраз такой Земли легко угадывается на безводной и безжизненной поверхности Венеры, отчасти Луны и Марса.

Рубеж мезозоя и кайнозоя, характеризуется ускорением выноса свободной воды на поверхность Земли в результате спонтанной дегидратации протовещества (Орленок, 1985). Внешним проявлением этого процесса явилась океанизация Земли. Это общепланетарный процесс, включающий дегидратацию, массовый вулканизм и опускание обширных сегментов перисферы. Стадия океанизации наступает в финале эволюции протопланетного вещества, а общая длительность этого процесса в условиях Земли определяется в 140-160 млн. лет. В ходе океанизации происходит формирование континентальных массивов, постепенное увеличение контрастности их рельефа. Скорость и объемы перемещения протовещества из астеносферы на поверхность Земли и последующая их дезинтеграция и размыв в период океанизации, по-видимому, были значительно выше, чем в доокеаническую эпоху.

Для предшествовавших этапов эволюции были характерны лишь более или менее равномерно распределенные по земной поверхности мелководные . Это подтверждается преимущественно мелководным обликом палеозоя и мезозоя в пределах континентальных блоков, отсутствием широтной дифференциации климата и относительно слабой расчлененностью рельефа. В таких условиях темпы эволюции географической оболочки, включая накопление, перемещение и денудацию выносимого из астеносферы материала, были по меньшей мере на порядок менее интенсивными, чем в эпоху океанизации.

Современные темпы денудации земной поверхности, оцениваемые по объему и массе твердого , составляют примерно 0,8 км/10 7 лет. Они сохранились в среднем такими лишь в последние 60-70 млн. лет, т.е. после начала образования океанических бассейнов и обособления современных континентов. Ускорение процессов денудации вызывалось увеличением амплитуды рельефа и понижением базиса . Следовательно, за 60-70 ·10 6 лет мощность переработанной коры составила примерно 5-6 км.

В раннем фанерозое и докембрии скорость денудации слабо расчлененной земной поверхности была, вероятно, на порядок ниже, т.е. за 3,9·10 9 лет мощность переработанной коры составила примерно 31 км. Общая мощность дезинтегрированных и окисленных за 4·10 9 лет составила 35-37 км. Полученная оценка хотя и весьма приблизительна — сопоставима со средней мощностью земной коры, равной 33 км. Можно предположить, что граница Мохоровичича в ряде случаев представляет погребенную поверхность протопланеты, сложенную веществом возраста более 4·10 9 лет. Вся вышележащая толща сформирована вулканическим материалом, выброшенным из астеносферы на поверхность планеты. Дезинтеграция и окисление этого материала при взаимодействии с солнечным теплом, водой и биосферой совместно с процессами метаморфизма в ходе нисходящей ундуляции перисферы и создали наблюдаемое многообразие форм и состава земной коры — важнейшего элемента географической оболочки.

Важнейшим показателем внутренней активности планеты и эволюции географической оболочки является земная гидросфера. Длительное время существовали представления о постоянстве ее объема или небольших и равномерных поступлениях за геологическое время. Однако количественные оценки эндогенных поступлений и фотолитических потерь земной гидросферы показали, что до рубежа мезозоя и кайнозоя скорость выноса свободной воды на поверхность Земли была на порядок ниже, чем в последние 70 млн. лет.

До юры она составляла порядка 0,01 мм/1000 лет и в кайнозое более 0,1 мм/1000 лет, причем в последние 5 млн. лет достигла наивысшего значения — 0,6 мм/1000 лет (Орленок, 1985). Зная общую массу вулканического материала, можно определить количество воды принесенное на земную поверхность за 4·10 9 лет геологической активности. Поскольку переработке подвергалось протовещество, в котором содержится в среднем 5% воды, от общей массы вулканического материала 3,6·10 25 г — это составит 1,8·10 24 г. Потери на фотолиз за это время при средней скорости 7,0·10 15 г/год составили бы 2,8·10 24 г. Но это при условии, что площадь зеркала морей и праокеана была соизмерима с современной. Однако это более чем в 20 раз превышает общую массу воды переброшенной на поверхность Земли за время ее геологической активности. Отсюда мы получаем еще одно независимое свидетельство, что в докайнозойское время современных размеров не существовало на поверхности планеты, а общая площадь морских бассейнов была более чем на порядок меньше современной общей площади зеркала вод морей и океана. Только при таком соотношении суши и моря приведенное значение фотолитических потерь, которые зависят в первую очередь от площади, поверхность испарения должна быть уменьшена на порядок и более »1,4*10 23 г. Современный содержит 1,6*10 24 г. Общая масса вынесенной на земную поверхность воды оценивается величиной 4,0*10 24 г. Часть воды поступила невулканическим путем (по глубинным разломам, сольфатарам, фумаролам, ювенильные воды). За последние 70 млн. лет темпы выноса воды возросли более чем на порядок и составили 2,2*10 24 г. Таким образом, почти половина выработанной планетной воды поступила за период океанизации.

Итак, Мировой океан — молодое геологическое образование преимущественно кайнозойского возраста. Никогда ранее на Земле не было подобного глубоководного и обширного резервуара свободной воды. Тщетно искать следы древних океанов на современной суше — их там никогда не было. Об этом свидетельствует и преимущественно мелководный облик осадков палеозоя и мезозоя континентальных платформ и океанических котловин.

Расчеты показывают, что Земля еще в состоянии произвести около полутора объемов вод Мирового океана. При сохранении современных темпов дегидратации это займет еще примерно 80 млн. лет, после чего ресурсы протовещества будут выработаны и поступление воды на поверхность полностью прекратится. При отрицательном балансе водных поступлений и современных темпах фотолиза планета может полностью потерять водную оболочку через 20-30 млн. лет.

Каковы прогнозы эволюции географической оболочки на более близкую перспективу? При наблюдаемых темпах поступления эндогенной воды — 0,6 мм в 1000 лет — через 10 тыс. лет уровень океана поднимется на 6 м. Это неизбежно будет сопровождаться ускорением таяния полярных и . Их исчезновение повысит уровень в ближайшие тысячелетия еще на 63 м, что приведет к затоплению всей низменной суши, треть которой лежит на отметке ниже 100 м. Через 100 тыс. лет уровень моря поднимется еще на 60 м и достигнет +120-130 м. Под водой окажутся все Земли. В дальнейшем подъем уровня воды замедлится, пока темпы фотолитических потерь не превысят темпы эндогенных поступлений. Согласно нашим расчетам, максимум океанизации достигнет в ближайшие сотни тысяч лет, а затем начнется падение уровня океана. Таким образом, океанизация — это финал новейшей эволюции планетарного вещества, а продолжительность его в условиях Земли составляет 140-160 млн. лет.

Анализ эволюции географической оболочки будет неполным, если не рассмотреть еще один ее компонент — атмосферу. Как и гидросфера, газовая оболочка Земли формировалась за счет дегазации и вулканизма из зоны астеносферы. В связи с этим следовало бы ожидать, что ее состав будет близок составу глубинных газов, т.е. она должна содержать Н 2 , СН 2 , NН 3 , Н 2 S, СО 2 и др. Вероятно, таким состав атмосферы был бы в глубоком докембрии. С началом фотолиза паров выносимой воды в атмосфере образовались атомы водорода и свободный молекулярный кислород. Свободные атомы водорода поднимались в верхние зоны атмосферы и диссипировали в космос. Молекула кислорода достаточно велика, чтобы диссипировать, поэтому опускаясь в нижние зоны атмосферы, она становится ее важнейшим компонентом. Постепенно накапливаясь, кислород положил начало химическим процессам в земной атмосфере. Благодаря химической активности кислорода в первичной атмосфере начались процессы окисления глубинных газов. Образовавшиеся при этом окислы выпадали в осадок. Часть газов, в том числе и метана, осталась в коллекторах земной коры, дав начало глубинным залежам нефти и .

Фотолитическое образование кислорода атмосферы было основным процессом в начале эволюции Земли. По мере очищения от глубинных газов формировалась вторичная на основе углекислоты и двуокиси азота, создавались условия для появления фотосинтезирующих сине-зеленых водорослей и бактерий. С их появлением процесс насыщения атмосферы кислородом значительно ускорился. При ассимиляции углекислоты зелеными растениями образовывался кислород, а почвенными бактериями — азот. По мере накопления свободной воды на поверхности Земли и появления многочисленных морских бассейнов происходит связывание СО 2 атмосферы и химическое осаждение доломитов. Повсеместное интенсивное химическое доломитообразование, по Н.М. Страхову (1962), завершается в палеозое и замещается биогенным. Следовательно, в палеозое происходит постепенное уменьшение содержания СО 2 в атмосфере и щелочного резерва в морских водах.

Неустойчивая вторичная атмосфера в конце палеозоя переходит в третичную, состоящую из смеси свободного азота и кислорода, причем количество кислорода продолжало накапливаться и в последующее время. Степень устойчивости этой современной атмосферы определяется массой планеты и характером ее взаимодействия с жестким солнечным излучением.

Земля непрерывно теряет газы с молекулярным весом менее 4, т.е. водород и гелий. Время полной диссипации атмосферного водорода при температуре газовой оболочки 1600 К составляет всего 4 года, гелия — 1,8 млн. лет, кислорода — 10 29 лет. Следовательно, постоянное присутствие в атмосфере водорода и гелия свидетельствует о непрерывном пополнении ими за счет глубинных газов. Диссипация начинается с высоты наибольшего разрежения атмосферы, т.е. примерно 500 км. Этот факт подтверждает действенность механизма фотолиза и эффективную потерю массы Землей (Ермолаев, 1975).

Таким образом, эволюция химического состава атмосферы происходила в тесной взаимосвязи с темпами накопления свободной воды на поверхности Земли и формированием морских седиментационных бассейнов. Вплоть до середины палеозоя (карбона), когда наземная растительность распространилась повсеместно, атмосферный кислород накапливался преимущественно фотолитическим путем. Начиная с карбона, этот процесс усилился за счет фотосинтеза. Изменение органического мира мезозоя и кайнозоя, по-видимому, обусловлено в немалой степени “кислородизацией” атмосферы.

В ходе эволюции осваивалась и насыщалась органическим веществом. Адаптируясь к изменяющимся условиям, прошла длинный путь от простейших одноклеточных до сложных многофункциональных органических систем, венцом которых около 50 тыс. лет стал хомо сапиенс. “Человек, как всякое живое вещество, есть функция биосферы, — писал В.И. , — а взрыв научной мысли в XX столетии был подготовлен всем прошлым земной биосферы”. Постепенная цивилизация человечества явилась не чем иным, как формой организации этой новой геологической силы на поверхности Земли. Хомо сапиенс как активный фактор географической оболочки, в отличие от остальной сосуществующей с ним биосферы, характеризуется наличием разума, а с точки зрения экологии разум — это высшая способность целесообразно реагировать на изменение внешних условий.

Из проведенного анализа также видно, что современный баланс суши и моря оказывается величиной непостоянной. Становится также понятным, что зарождение и развитие земной цивилизации пришлось на лучшую пору эволюции географической оболочки в смысле сбалансированности суши и моря, органического мира и т.д. Однако уже в ближайшее время цивилизации придется вести трудную борьбу с наступлением океана, приспосабливаться к новым условиям существования. Многие страны и начиная с XII века уже ведут эту борьбу, возводя дамбы и плотины на морских побережьях и в устьях . Будущее Земли еще в значительной мере зависит от ее внутренних ресурсов. А эти ресурсы, как мы видим, еще достаточно велики.