Ю. А. Гледко, М.В. Кухарчик
ОБЩЕЕ ЗЕМЛЕВЕДЕНИЕ
КУРС ЛЕКЦИЙ
Рецензенты:
Печатается по решению
Редакционно-издательского совета
Белорусского государственного университета
Гледко Ю.А., Кухарчик М.В.
Общее землеведение: Курс лекций / Ю.А. Гледко. – Мн.: БГУ, 2005. – с.
Курс лекций «Общее землеведение» разработан на основе типовой учебной программы «Общее землеведение» для студентов географических специальностей. Состоит из 12 разделов, посвященных изучению составляющих географической оболочки: литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Рассматриваются факторы, формирующие географическую оболочку и основную ее структурную особенность – широтную зональность. Законы эволюции, целостности, ритмичности, круговоротов вещества и энергии в географической оболочке рассматриваются для всех сфер Земли с учетом экологических условий.
© Гледко Ю.А.,
Кухарчик М.В., 2005
ВВЕДЕНИЕ
Общее землеведение – основа географического образования, его фундамент в системе географических наук. Основной задачей учебного курса является познание географической оболочки, ее структуры и пространственной дифференциации. Общее землеведение - наука об основных географических закономерностях Земли. Законы целостности, эволюции, круговоротов вещества и энергии, ритмичности рассматриваются для всех сфер Земли с учетом экологических условий.
Учебный курс «Общее землеведение» на географическом факультете Белорусского государственного университета преподаётся в качестве базовой учебной дисциплины на первом году обучения студентов специальностей G 1-31 02 01 «География», G 31 02 01-02 – ГИС, Н 33 01 02 – «Геоэкология». Общим для географии является закон географической зональности, поэтому в курсе общего землеведения, прежде всего, рассматриваются факторы, формирующие географическую оболочку и основную ее структурную особенность – горизонтальную (широтную) зональность.
Цель курса – способствовать усвоению студентами научных знаний в области физической географии и экологии, с первого года обучения помочь им понять основные закономерности природы Земли и взаимосвязь природных явлений.
В соответствии с целью определяются и задачи изучения курса. Первой задачей является изучение всех составляющих географической оболочки: атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы как целостного понимания географической оболочки. Эта задача обусловливает теоретическое содержание занятий, которые включают в себя сведения из отраслевых физико-географических наук (метеорологии и климатологии, океанологии и гидрологии суши, геоморфологии), данные о биосфере и учение о географической оболочке в традиционном понимании (собственно землеведение). Невозможно также обойти и основные положения астрономии, описывающие место Земли в Космосе.
Вторая задача – экологизация всей физико-географической информации о нашей планете, т.е. рассмотрение её сквозь призму сохранения и устойчивого развития географической оболочки и всех её составляющих (особенно биосферы) как среды для биоты и жизнедеятельности человека.
Концепция землеведения, которая сложилась как системное учение о целостном объекте – географической оболочке – главным образом, на протяжении ХХ в., в настоящее время приобретает дополнительную основу в виде космического землеведения, изучения глубинного строения Земли, физической географии Мирового океана, планетологии, эволюционной географии и исследования окружающей среды и ее сохранения для человечества и всего биологического многообразия. В связи с этим направленность общего землеведения заметно трансформировалась – от познания фундаментальных географических закономерностей к исследованию на этой основе «очеловеченной» природы с целью оптимизации природной среды и управления процессами, в том числе и обусловленными человеческой деятельностью и ее последствиями, на планетарном уровне.
МЕСТО ОБЩЕГО ЗЕМЛЕВЕДЕНИЯ В СИСТЕМНОЙ КЛАССИФИКАЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ НАУК,
Общее землеведение в системе географических наук
Географией называется комплекс тесно связанных между собой наук, который делится на четыре блока (В.П. Максаковский, 1998): физико-географические, социально-экономико-географические науки, картографию, страноведение. Каждый из этих блоков, в свою очередь, подразделяется на системы географических наук.
Блок физико-географических наук состоит из общих физико-географических наук, частных (отраслевых) физико-географических наук, палеогеографии. Общие физико-географические науки делятся на общую физическую географию (общее землеведение) и региональную физическую географию.
Все физико-географические науки объединяет единый объект исследования. Сейчас уже большинство ученых пришли к общему мнению о том, что все физико-географические науки изучают географическую оболочку. По определению Н.И. Михайлова (1985), физическая география – наука о географической оболочке Земли, ее составе, структуре, особенностях формирования и развития, пространственной дифференциации.
Географическая оболочка (ГО) – материальная система, образованная при взаимопроникновении и взаимодействии атмосферы, гидросферы, литосферы, живого вещества, а на современном этапе – и человеческого общества.Верхний и нижний пределы ГО приблизительно совпадают с границами распространения жизни. Она простирается в среднем до высоты 20-25 км (до границы озонового экрана), включает всю поверхностную водную оболочку до 11 км толщины в океане и верхнюю 2-х, 3-х километровую толщу литосферы.
Таким образом, география не является наукой о Земле вообще – такая задача была бы непосильной для одной науки, а изучает только определенную и довольно тонкую ее пленку – ГО. Однако и в этих пределах природа изучается многими науками (биология, зоология, геология, климатология и др.). Какое же место занимает общее землеведение в системной классификации географических наук?Отвечая на этот вопрос, необходимо сделать одно пояснение.У каждой науки различаются объект и предмет изучения (объект науки – конечная цель к которой стремится любое географическое исследование; предмет науки – ближайшая цель, задача, стоящая перед конкретным исследованием). При этом предмет изучения науки становится объектом изучения целой системы наук на более низкой классификационной ступени. Таких классификационных ступеней (таксонов) четыре: цикл, семейство, род, вид (рис. 1).
Вместе с географией вцикл наук о Земле входят биология, геология, геофизика, геохимия. У всех этих наук один объект изучения – Земля, но каждая из них имеет свой предмет изучения (биология – органическая жизнь, геохимия – химический состав Земли, геология – недра, география – земная поверхность как неразрывный комплекс естественного и социального происхождения). На уровне цикла мы видим предметную сущность единства географии. В цикле наук о Земле географию обособляет не один предмет изучения, но и основной метод – описательный. Старейший и общий для всех географических наук описательный метод продолжает усложняться и совершенствоваться вместе с развитием науки. В самом названии география (от греческого ge – Земля и grapho – пишу), заключен предмет и основной метод исследования.
География на уровне цикла – это нерасчлененная география, родоначальница всех других географических наук. Она изучает наиболее общие закономерности и нерасчлененной называется потому, что ее выводы одинаково распространяются на все последующие подразделения географической науки.
Семейство географических наук образуют физическая и экономическая география, страноведение, картография, история и методология географической науки. Все они имеют единый объект – земную поверхность, но разные предметы: физическая география – географическая оболочка Земли, экономическая – хозяйство и население в форме территориальных социально-экономических систем. Страноведение – синтез физической и экономической географии, на уровне семейства оно носит общегеографический триединый (природа, население, хозяйство) характер.
В семействе географических наук особое место занимает история и методология географической науки. Это не традиционная история географических открытий, а история географических идей, история становления современных методологических основ географической науки. Первый опыт создания лекционного курса по истории и методологии географической науки принадлежит Ю.Г. Саушкину (1976).
Род физико-географических наук представлен общим землеведением, ландшафтоведением, палеогеографией и частными отраслевыми науками. Эти разные науки объединяет один объект изучения – географическая оболочка; предмет же изучения каждой из наук специфичен, индивидуален – это какая-либо одна из структурных частей или сторон географической оболочки (геоморфология – наука о рельефе земной поверхности, климатология и метеорология – науки, изучающие воздушную оболочку, формирование климатов и их географическое распространение, почвоведение – закономерности образования почв, их развитие, состав и закономерности размещения, гидрология – наука, изучающая водную оболочку Земли, биогеография изучает состав живых организмов, их распространение и формирование биоценозов). Задача палеогеографии – изучение географической оболочки и динамики природных условий в прошлые геологические эпохи. Предметом изучения ландшафтоведения является тонкий, наиболее активный центральный слой ГО – ландшафтная сфера, состоящая из природно-территориальных комплексов разного ранга. Предметом изучения общего землеведения (ОЗ) являются структура, внутренние и внешние взаимосвязи, динамика функционирования ГО как целостной системы.
Общее землеведение – фундаментальная наука, изучающая общие закономерности строения, функционирования и развития ГО в целом, ее компонентов и природных комплексов в единстве и взаимодействии с окружающим пространством-временем на разных уровнях его организации (от Вселенной до атома) и устанавливающую пути создания и существования современных природных (природно-антропогенных) обстановок, тенденции их возможного преобразования в будущем. Другими словами, общее землеведение – это наука или учение о той окружающей человека среде, где осуществляются все наблюдаемые нами процессы и явления и функционируют живые организмы.
ГО в настоящее время сильно изменилась под воздействием человека. В ней сосредоточены области наивысшей хозяйственной активности общества. Сейчас ее уже невозможно рассматривать без учета воздействия человека. В связи с этим в работах географов стало формироваться представление о сквозных направлениях (В.П. Максаковский, 1998). В общем землеведении как фундаментальной науке особенно выделена важность данных направлений. Во-первых, это гуманизация, т.е. поворот к человеку, всем сферам и циклам его деятельности. Гуманизация – новое мировоззрение, утверждающее ценности общечеловеческого, общекультурного достояния, поэтому география должна рассматривать связи «человек – хозяйство – территория – окружающая среда».
Во-вторых, это социологизация, т.е. повышение внимания к социальным аспектам развития.
В-третьих, экологизация – направление, которому в настоящее время придается исключительно важное значение. Экологическая культура человечества должна включать навыки, осознанную необходимость и потребность соизмерять деятельность общества и каждого человека с возможностями сохранения позитивных экологических качеств и свойств окружающей среды.
В-четвертых, экономизация – направление, характерное для многих наук.
В системе фундаментального географического образования курс общего землеведения выполняет несколько важных функций:
1. Этот курс вводит будущего географа в его сложный профессиональный мир, закладывая основы географического мировоззрения и мышления. Процессы и явления рассматриваются в системной связи между собой и с окружающим пространством, тогда как частные дисциплины вынуждены изучать их, прежде всего, отдельно друг от друга.
2. Землеведение – это теория ГО как целостной системы, являющейся носителем географической и иной информации развития материи, что имеет принципиальное значение для географии в целом и позволяет использовать положения землеведения в качестве методологической основы географического анализа.
3. Землеведение служит теоретической базой глобальной экологии, которая сосредоточивает усилия на оценке текущего состояния и прогнозирования ближайших изменений географической оболочки как среды существования живых организмов и обитания человека с целью обеспечения экологической безопасности.
4. Землеведение является теоретической базой и основой эволюционной географии – огромного блока дисциплин, исследующих и расшифровывающих историю возникновения и развития нашей планеты, ее окружения и пространственно-временную неоднородность геологического (географического) прошлого. Общее землеведение обеспечивает правильность понимания прошлого, аргументированность причин и следствий современных процессов и явлений в ГО, корректность их анализа и переноса на аналогичные события былого.
5. Землеведение – это своеобразный мост между географическими знаниями, навыками и представлениями, полученными в школьных курсах, и теорией ГО.
В настоящее время концепция землеведения, которая сложилась как системное учение о целостном объекте – ГО, заметно трансформировалась – от познания фундаментальных физико-географических закономерностей к исследованию на этой основе «очеловеченной» природы с целью оптимизации природной среды (природно-антропогенной) и управления процессами, в том числе, обусловленными человеческой деятельностью и ее последствиями на планетарном уровне.
1.2. История развития общего землеведения
Развитие общего землеведения как науки неотделимо от развития географии. Поэтому задачи, стоящие перед географией, являются в той же мере и задачами общего землеведения.
Всем наукам, в том числе и географии, свойственны три ступени познания:
Сбор и накопление фактов;
Приведение их в систему, создание классификаций и теорий;
Научный прогноз, практическое применение теории.
Задачи, которые ставила перед собой география, по мере развития науки и человеческого общества изменялись.
Античная география в основном имела описательную функцию, занималась описанием вновь открытых земель. Эту задачу география выполняла до Великих географических открытий 16-17 вв. Описательное направление в географии не потеряло своего значения и в настоящее время. Однако в недрах описательного направления зарождалось другое направление – аналитическое: первые географические теории появились в античное время. Аристотель (философ, ученый, 384-322 до н.э.)– основоположник аналитического направления в географии. Его труд «Метеорологика», по существу курс общего землеведения, в котором он говорил о существовании и взаимном проникновении нескольких сфер, о круговороте влаги и образовании рек за счет поверхностного стока, об изменениях земной поверхности, морских течениях, землетрясениях, зонах Земли. Эратосфену (275-195 до н.э.) принадлежит первое точное измерение окружности Земли по меридиану – 252 тыс. стадий, что близко к 40 тыс. км.
Большую и своеобразную роль в развитии общего землеведения сыграл древнегреческий астроном Клавдий Птолемей (ок. 90-168 н.э.), живший в период расцвета Римской империи. Птолемей различал географию и хорографию. Под первой он подразумевал «линейное изображение всей ныне известной нам части Земли, со всем тем, что на ней находится», под второй – подробное описание местностей; первая (география) имеет дело с количеством, вторая (хорография) - с качеством. Птолемеем были предложены две новые картографические проекции, его заслуженно считают «отцом» картографии. «Руководство по географии» (в основе геоцентрическая система мира) Птолемея из 8 книг завершает античный период в развитии географии.
Средневековая география основывается на догмах церкви.
В 1650 году в Голландии Бернхард Варений (1622-1650) публикует «Всеобщую географию» - труд, с которого можно вести отсчет времени общего землеведения как самостоятельной научной дисциплины. В нем нашли обобщение результаты Великих географических открытий и успехи в области астрономии, опирающейся на гелиоцентрическую картину мира (Н. Коперник, Г. Галилей, Дж. Бруно, И. Кеплер). Предмет географии, по Б. Варению, составляет земноводный круг, образованный взаимопроникающими друг в друга частями – землей, водой, атмосферой. Земноводный круг в целом изучает всеобщая география. Отдельные области – предмет частной географии.
В 18-19 вв., когда мир был в основном открыт и описан, на первое место вышли аналитическая и объяснительная функции: географы анализировали накопленные данные и создавали первые гипотезы и теории. Через полтора столетия после Варения развертывается научная деятельность А. Гумбольдта (1769-1859). А. Гумбольдт – ученый-энциклопедист, путешественник, исследователь природы Южной Америки – представлял природу как целостную, взаимосвязанную картину мира. Величайшая заслуга его состоит в том, что он вскрыл значение анализа взаимосвязей как ведущей нити всей географической науки. Пользуясь анализом взаимосвязей между растительностью и климатом, он заложил основы географии растений; расширив диапазон взаимосвязей (растительность - животный мир – климат - рельеф), обосновал биоклиматическую широтную и высотную зональность. В своем труде «Космос» Гумбольдт сделал первый шаг к обоснованию взгляда на земную поверхность (предмет географии) как особую оболочку, развивая мысль не только о взаимосвязи, но и о взаимодействии воздуха, моря, Земли, о единстве неорганической и органической природы. Ему принадлежит термин «жизнесфера», по своему содержанию аналогичный биосфере а также «сфера разума», получивший много позже название ноосфера.
В одно время с А. Гумбольдтом работал Карл Риттер (1779-1859), профессор Берлинского университета, основатель первой кафедры географии в Германии. К Риттер ввел в науку термин «землеведение», стремился количественно оценить пространственные соотношения между различными географическими объектами. К. Риттер был чисто кабинетный ученый и, несмотря, на большую известность его трудов по общему землеведению, природоведческая часть их неоригинальна. Землю – предмет географии – К. Риттер предлагал рассматривать как жилище рода человеческого, однако решение проблемы природа - человек вылилось в попытку совместить несовместимое – научное естествознание с богом.
Развитие географической мысли в России в 18 –19 вв. связано с именами крупнейших ученых – М.В. Ломоносова, В.Н. Татищева, С.П. Крашенинникова В.В. Докучаева, Д.Н. Анучина, А.И. Воейкова и др. М.В. Ломоносов (1711-1765) в отличие от К. Риттера был организатором науки, великим практиком. Он исследовал солнечную систему, открыл атмосферу на Венере, изучал электрические и оптические эффекты в атмосфере (молнии). В труде «О слоях земных» ученый подчеркнул важность исторического подхода в науке. Историзм пронизывает все его творчество, независимо от того, говорит ли он о происхождении чернозема или о тектонических движениях. Законы формирования рельефа, изложенные М.В. Ломоносовым, до сих пор признаются учеными-геоморфологами. М.В. Ломоносов является основателем МГУ.
В.В. Докучаев (1846-1903) в монографии «Русский чернозем» и А.И. Воейков (1842-1916) в монографии «Климаты земного шара, в особенности России» на примере почв и климата вскрывают сложный механизм взаимодействия компонентов географической оболочки. В конце 19 ст. В.В. Докучаев приходит к важнейшему теоретическому обобщению в общем землеведении – закону мировой географической зональности, он считает зональность всеобщим законом природы, который распространяется на все компоненты природы (в том числе и неорганические), на равнины и горы, сушу и море.
В 1884 г. Д.Н. Анучин (1843-1923) в МГУ организует кафедру географии и этнографии. В 1887 г. кафедру географии открывают в Петербургском университете, год спустя – в Казанском. Организатором кафедры географии в Харьковском университете в 1889 г. стал ученик В.В. Докучаева А.Н. Краснов (1862-1914), исследователь степей и зарубежных тропиков, создатель Батумского ботанического сада, в 1894 г. стал первым в России доктором географии после публичной защиты диссертации. А.Н. Краснов говорил о трех чертах научного землеведения, отличающих его от старой географии:
Научное землеведение ставит задачей не описание разрозненных явлений природы, а отыскание взаимной связи и взаимной обусловленности между явлениями природы;
Научное землеведение интересует не внешняя сторона явлений природы, а их генезис;
Научное землеведение описывает не неизменную, статичную природу, а природу изменяющуюся, имеющую свою историю развития.
А.Н. Краснов – автор первого русского учебника для университетов по общему землеведению. В методологическом введении к «Основам землеведения» автор утверждает, что география изучает не отдельные явления и процессы, а их сочетания, географические комплексы – пустыни, степи, области вечных снегов и льдов и т.п. Такой взгляд на географию как науку о географических комплексах был новым в географической литературе.
Наиболее четко мысль о наружной оболочке Земли как предмете физической географии была высказана П.И. Броуновым (1852-1927). В предисловии к курсу «Общая физическая география» П.И. Броунов писал, что физическая география изучает современное устройство наружной земной оболочки, состоящей из четырех концентрических сферических оболочек: литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Все эти сферы проникают одна в другую, обуславливая своим взаимодействием наружный облик Земли и все происходящие на ней явления. Изучение этого взаимодействия – одна из важнейших задач физической географии, делающая ее вполне самостоятельной, отличающей ее от геологии, метеорологии и др. родственных наук.
В 1932 г. А.А. Григорьев (1883-1968) выступает с примечательной статьей «Предмет и задачи физической географии», в которой говорится о том, что земная поверхность представляет качественно особую вертикальную физико-географическую зону, или оболочку, характеризующуюся глубоким взаимопроникновением и активным взаимодействием литосферы, атмосферы и гидросферы, возникновением и развитием именно в ней органической жизни, наличием в ней сложного, но единого физико-географического процесса. Несколько лет спустя А.А. Григорьев (1937) обоснованию географической оболочки как предмета физической географии посвящает специальную монографию. В его же работах нашел обоснование и основной метод исследования ГО – балансовый метод, в первую очередь радиационный баланс, баланс тепла и влаги.
В эти же годы Л.С. Бергом (1876-1950) закладывались основы учения о ландшафте и географических зонах. В конце 40-х годов предпринимались попытки противопоставить учения А.А. Григорьева о физико-географической оболочке и физико-географическом процессе и Л.С. Берга о ландшафтах. Единственно правильную позицию в развернувшейся дискуссии занял С.В. Калесник (1901-1977), показавший, что эти два направления не противоречат друг другу, а отражают разные стороны предмета физической географии – географической оболочки. Данная точка зрения нашла воплощение в фундаментальном труде С.В. Калесника «Основы общего землеведения» (1947, 1955). Работа во многом способствовала широкому познанию географической оболочки как предмета физической географии
В настоящее время на ноосферном этапе развития ГО большое внимание уделяется географическому прогнозу и мониторингу, т.е. контролю за состоянием природы и предвидению будущего ее развития.
Важнейшая задача современной географии – разработка научных основ рационального использования природных ресурсов. Сохранения и улучшения природной среды. Для ее решения необходимо изучать закономерности изменения и развития ГО в условиях интенсивного использования природных ресурсов, неизбежной трансформации окружающей среды при активном техногенном воздействии.
В настоящее время немаловажное значение придается изучению стихийных бедствий и разработке путей их прогноза, поскольку участились природные и техногенные катастрофы, а по мере увеличения численности населения и развития техники их воздействие будет приобретать все большие масштабы.
Одной из важнейших задач географии является исследование взаимодействия человека и природы, разработка стратегии коэволюции человека и природы.
1.3. Основные методы исследований
Все разнообразие методов географических исследований сводится к трем категориям: общенаучные, междисциплинарные и специфические для данной науки (по Ф.Н. Милькову, 1990). Важнейшим общенаучным методом является материалистическая диалектика. Ее законы и основные положения о всеобщей связи явлений, единстве и борьбе противоположностей, переходе количественных изменений в качественные, отрицании отрицания составляют методологическую основу географии. С материалистической диалектикой связан и исторический метод . В физической географии исторический метод нашел свое выражение в палеогеографии. Общенаучное значение имеет системный подход к изучаемому объекту. Каждый объект рассматривается как сложное образование, состоящее из структурных частей, взаимодействующих друг с другом.
Междисциплинарные методы – общие для группы наук. В географии – это математический, геохимический, геофизический методы и метод моделирования. Для изучения объектов используются количественные характеристики, математическая статистика. В последнее время широко применяется компьютерная обработка материалов. Математический метод – важный метод в географии, но нередко тестирование, запоминание количественных характеристик подменяют развитие творческой, думающей личности. Геохимический и геофизический методы позволяют оценить потоки вещества и энергии в географической оболочке, круговороты, термический и водный режимы.
Модель (метод моделирования) – графическое изображение объекта, отражающее структуру и динамические связи, дающее программу дальнейших исследований. Широкую известность получили модели будущего состояния биосферы Н.Н. Моисеева.
К специфическим методам в географии относятся сравнительно-описательный, экспедиционный, картографический, аэрокосмический.
Сравнительно-описательный и картографический методы – самые старые методы в географии. А. Гумбольдт в «Картинах природы» писал, что сравнивать между собой отличительные особенности природы отдаленных стран и представлять результаты этих сравнений – благодарная задача географии. Сравнение выполняет ряд функций: определяет ареал сходных явлений, разграничивает сходные явления, делает незнакомое знакомым. Выражением сравнительно-описательного метода служат различного рода изолинии – изотермы, изогипсы, изобары и т.д. Без них невозможно представить ни одной отраслевой или комплексной научной дисциплины физико-географического цикла.
Наиболее полное и разностороннее применение сравнительно-описательный метод находит в страноведении.
Экспедиционный метод исследования называют полевым. Полевой материал, собранный в экспедициях, составляет хлеб географии, ее фундамент, опираясь на который только и может развиваться теория.
Экспедиции как метод сбора полевого материала берут начало с античных времен. Геродот в середине 5 века до н.э. совершил многолетнее путешествие, давшее ему необходимый материал по истории и природе посещенных стран. В своем девятитомном труде «История» он описал природу, население, религию многих стран (Вавилон, Малая Азия, Египет), привел данные о Черном море, Днепре, Доне. Далее следует эпоха Великих географических открытий – путешествия Колумба, Магеллана, Васко да Гаммы и др.). В один ряд с ними следует поставить Великую Северную экспедицию в России (1733-1743), цель которой заключалась в исследовании Камчатки (изучена природа Камчатки, открыт северо-запад Северной Америки, описано побережье Северного Ледовитого океана, нанесена на карту крайняя северная точка Азии – мыс Челюскин). Глубокий след в истории отечественной географии оставили Академические экспедиции 1768-1774 гг. Они были комплексными, в их задачу входило описание природы, населения и хозяйства огромной территории – Европейской России, Урала, части Сибири.
Разновидностью полевых исследований являются географические стационары. Инициатива их создания принадлежит А.А. Григорьеву, первый стационар под его руководством был создан на Тянь-Шане. Широкой известностью пользуются географический стационар Государственного гидрологического института на Валдае, географический стационар МГУ.
Изучение географических карт перед выходом в поле – необходимое условие для успешных полевых работ. В это время выявляются пробелы в данных, определяются районы комплексных исследований. Карты – конечный итог полевых работ, они отражают взаиморасположение и структуру изученных объектов, показывают их взаимосвязи.
Аэрофотосъемка используется в географии с 30-х годов 20 века, космические съемки появились сравнительно недавно. Они позволяют в комплексе, на больших территориях и с большой высоты оценить изучаемые объекты.
Метод балансов – в основе находится универсальный физический закон – закон сохранения вещества и энергии. Установив все возможные пути входа и выхода вещества и энергии и измерив потоки, исследователь по их разности может судить, произошло ли накопление в геосистеме этих субстанций или расходовано ею. Балансовый метод используется в землеведении в качестве средства исследования энергетики, водного и солевого режимов, газового состава, биологического и другого круговорота.
Все географические исследования отличает специфический географический подход – фундаментальное представление о взаимосвязи и взаимообусловленности явлений, комплексный взгляд на природу. Он характеризуется территориальностью, глобальностью, историзмом.
ТЕМА 2
ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ
ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ
Географическая оболочка, сформировавшаяся на планете, испытывает со стороны космоса и недр Земли постоянное воздействие. Факторы формирования можно разделить на космические и планетарные. К космическим факторам относятся: движение галактик, излучение звезд и Солнца, взаимодействие планет и спутников, воздействие небольших небесных тел – астероидов, комет, метеорных потоков. К планетарным – орбитальное движение и осевое вращение Земли, форма и размеры планеты, внутреннее строение Земли, геофизические поля.
Космические факторы
Космос (Вселенная) – весь существующий материальный мир. Он вечен во времени и бесконечен в пространстве, существует объективно, не зависимо от нашего сознания. Материя во Вселенной сосредоточена в звездах, планетах, астероидах, спутниках, кометах и других небесных телах; 98% всей видимой массы сосредоточено в звездах.
Во вселенной небесные тела образуют системы различной сложности. Например, планета Земля со спутником Луной образует систему. Она входит в более крупную систему – Солнечную, образованную Солнцем и движущимися вокруг него небесными телами – планетами, астероидами, спутниками, кометами. Солнечная система, в свою очередь, является частью Галактики. Галактики образуют еще более сложные системы – скопления галактик. Самая грандиозная звездная система, состоящая из множества галактик – Метагалактика – доступная для человека часть Вселенной (видимая с помощью приборов). По современным представлениям, она имеет диаметр около 100 млн. световых лет, возраст Вселенной 15 млрд. лет, в нее входит 10 22 звезд.
Расстояния во Вселенной определяются, следующими величинами: астрономическая единица, световой год, парсек.
Астрономическая единица – среднее расстояние от Земли до Солнца:
1 а.е. = 149 600 000 км.
Световой год – расстояние, которое свет проходит за год:
1 св. год = 9,46 х 10 12 км.
Парсек – расстояние, с которого средний радиус земной орбиты виден под углом в 1 ’’ (годичный параллакс):
1 пк = 3,26 св. год = 206 265 а.е. – 3,08 х 10 13 км.
Звезды в Метагалактике образуют галактики (от греч. галактикос – млечный) – это большие звездные системы, в которых звезды связаны силами гравитации. Предположение о том, что звезды образуют галактики, высказал И. Кант в 1755 г.
Наша Галактика называется Млечный путь – грандиозное звездное скопление, видимое на ночном небе как туманная, молочная полоса. Размеры галактики постоянно уточняются, в начале 20 века для нее приняли следующие величины: диаметр галактического диска равен 100 тыс. св. лет, толщина – около – 1000 св. лет. В Галактике 150 млрд. звезд, более 100 туманностей. Основным химическим элементом в нашей Галактике является водород, ¼ приходится на гелий. Остальные химические элементы присутствуют в очень маленьких количествах. Кроме газа в пространстве имеется пыль. Она образует темные туманности. Межзвездная пыль состоит преимущественно из двух видов частиц: углеродных и силикатных. Размер пылинок колеблется от одной миллионной до одной десятитысячной доли см. Межзвездная пыль и газ служат материалом, из которого формируются новые звезды. В газовых облаках под действием сил тяготения образуются сгустки – зародыши будущих звезд. Сгусток продолжает сжиматься до тех пор, пока в его центре температура и плотность не повысятся до такой степени, что начинаются термоядерные реакции. С этого времени сгусток газа превращается в звезду. Межзвездная пыль принимает активное участие в этом процессе – способствует более быстрому остыванию газа, она поглощает энергию, выделяющуюся при сжатии, и переизлучает ее в другом спектре. От свойств и количества пыли зависит масса образующихся звезд.
Расстояние от Солнечной системы до центра Галактики составляет 23-28 тыс. св. лет. Солнце находится на периферии Галактики. Для Земли это обстоятельство очень благоприятно: она расположена в относительно спокойной части Галактики и в течение миллиардов лет не испытывает влияния космических катаклизмов.
Солнечная система вращается вокруг центра Галактики со скоростью 200-220 км/с, совершая один оборот за 180-200 млн. лет. За все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не больше 20 раз. На Земле 200 млн. лет – продолжительность тектонического цикла. Это очень важный этап в жизни Земли, характеризующийся определенной последовательностью тектонических событий. Цикл начинается погружением земной коры. Накоплением мощных толщ осадков, подводным вулканизмом. Далее усиливается тектоническая деятельность, возникают горы, меняются очертания материков, что, в свою очередь, вызывает изменение климата.
Солнечная система состоит из центральной звезды – Солнца, девяти планет, более 60 спутников, более 40 000 астероидов и около 1000 000 комет. Радиус солнечной системы до орбиты Плутона составляет 5,9 млрд. км.
Солнце – центральная звезда Солнечной системы. Это ближайшая к Земле звезда. Диаметр Солнца составляет 1,39 млн. км, масса – 1,989 х 10 30 кг. По спектральной классификации звезд Солнце является желтым карликом (класс G 2), возраст Солнца оценивается в 5-4,6 млрд. лет. Солнце вращается вокруг своей оси против часовой стрелки, в том же направлении движутся планеты вокруг Солнца. Основное вещество, образующее Солнце, – водород (71% массы светила), гелий – 27%, углерод, азот, кислород, металлы – 2
1. Понятие о географической оболочке. Важнейшие интегральные свойства и закономерности географической оболочки
Общее землеведение изучает строение, развитие и пространственное расчленение географической оболочки.
Географическая оболочка - сложное комплексное образование, состоящее из ряда компонентных оболочек (литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы), между которыми происходит обмен веществом и энергией, объединяющий эти разнокачественные оболочки в новое целостное единство, в особую планетарную систему. Следствием этого взаимодействия являются разнообразные формы рельефа, осадочные породы и почвы, возникновение и развитие живых организмов, в т. ч. человека.
Важнейшими интегральными свойствами географической оболочки являются:
- 1. Способность аккумулировать и трансформировать солнечную энергию.
- 2. Насыщенность различными видами свободной энергии, обеспечивающими многообразие протекающих в ее пределах природных процессов.
- 3. Способность продуцировать биомассу и служить природной средой для существования и развития человеческого общества.
Частными свойствами географической оболочки являются:
- -пребывание вещества в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном;
- -присутствие всех химических элементов, существующих на планете Земля;
- -разнообразие форм движения вещества;
- -усвоение и преобразование материи и энергии, поступающих как из внутренних частей планеты Земля, так и из Космоса, преимущественно от Солнца;
- -наличие феномена жизни - живых организмов и их колоссальной энергии;
- -наличие условий, делающих возможным существования человека и развитие общества.
Географическая оболочка характеризуется также определенными законами и закономерностями.
В философии и географии принято четко различать понятия «закон» и «закономерность». Закон - это устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями в природе и обществе. Закономерность - совокупность законов. В географии мы имеем дело преимущественно с закономерностями, имеющими системную обусловленность.
Основными закономерностями географической оболочки являются: целостность, ритмичность, круговорот веществ и широтная зональность (высотная поясность), развитие (нарастание сложности структуры).
Остановимся на развитии географической оболочки более подробно. С философской точки зрения, развитие - это необратимое, направленное, закономерное изменение материи и сознания, их универсальное свойство. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта - его состава и структуры. Различают следующие две формы развития: 1) эволюционное развитие (постепенность) и 2) революционное развитие (скачок). Выделяют также две линии развития: а) прогрессивное (восходящее) развитие и б) регрессивное (нисходящее) развитие.
История развития географической оболочки насчитывает несколько миллиардов лет. Возраст планеты Земля определяется величиной в 4,5 - 5 млрд. лет.
Отмеченные свойства и закономерности географической оболочки характеризуют ее как самостоятельную целостную систему, свойства которой не сводятся к сумме свойств ее частей. Однако целостность этой системы отнюдь не означает ее внутреннего однообразия.
земной рельеф циркуляция галактика
2. Вертикальная и горизонтальная дифференциация географической оболочки
Географическая оболочка характеризуется чрезвычайно сложной структурой, являясь неоднородной как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении.
В вертикальном направлении географическая оболочка распадается на ряд компонентных (частных) оболочек, в каждой из которых преобладает вещество в определенном агрегатном состоянии или форме ее организации. Эта дифференциация вещества произошла в процессе развития Земли как одной из планет Солнечной системы. Вещество частных оболочек формирует различные компоненты природы: рельеф с образующими его горными породами, почвы с корой выветривания, сообщества растений и животных (биоценозы), водные и воздушные массы и т.д.
Горизонтальная неоднородность географической оболочки обусловлена прежде всего территориальной дифференциацией энергии, связанной с формой и происхождением планеты Земля: различным количеством лучистой энергии, поступающей из Мирового пространства, и внутренней энергии Земли, получаемым тем или иным участком оболочки. Она образовалась в процессе длительного развития географической оболочки и выражается в существовании природных территориальных и природных аквальных комплексов (соответственно - ПТК и ПАК) - исторически обусловленных и территориально ограниченных закономерных сочетаний взаимосвязанных компонентов природы. Эти комплексы и являются основным объектом комплексных физико-географических исследований.
Как вертикальная, так и горизонтальная неоднородность географической оболочки возникли в процессе ее формирования и развития. Однако вертикальная неоднородность обусловлена исключительно дифференциацией вещества, а горизонтальная - связана главным образом с пространственной дифференциацией энергии. Так как подавляющая часть энергии поступает в географическую оболочку извне и подвержена значительным изменениям в пространстве и во времени, горизонтальная дифференциация менее устойчива, более динамична и постоянно усложняется в процессе эволюции географической оболочки. В результате длительного развития в пределах географической оболочки сформировалось большое количество ПТК разной величины и различной степени сложности, как бы вложенных друг в друга и представляющих собой систему соподчиненных единиц, т.е. определенную иерархическую лестницу, так называемую единую таксономическую систему.
3. Единая таксономическая система природных комплексов
В единой иерархической системе таксономических единиц намечаются три уровня организации ПТК: планетарный (глобальный), региональный и топологический (локальный), обусловленные разными закономерностями дифференциации географической оболочки на каждом из этих уровней.
Топологические (локальные) природные комплексы. Каждый более мелкий комплекс возникает и обособляется в процессе развития вмещающего его более крупного ПТК. Поэтому, чем мельче комплекс, тем он моложе, тем проще устроен и тем более динамичен.
Простейшим, элементарным ПТК является фация. Основным диагностическим признаком фации служит пространственная однородность слагающих ее компонентов. Фация обладает в своих пределах одинаковой литологией слагающих пород, однообразным рельефом, получает одинаковое количество тепла и влаги на всем своем протяжении. Это обусловливает на всем ее пространстве господство однообразного микроклимата, а следовательно, и формирование одного коренного биоценоза. На местности фации обычно занимают часть формы микрорельефа. Примерами фаций могут служить: вершина песчаного вала на речной террасе с бором-беломошником на среднеподзолистых песчаных почвах; верхняя часть склона моренного холма северной экспозиции с ельником-зеленомошником на среднеподзолистых среднесуглинистых почвах; наклонная поверхность междуречья, сложенная покровными с дерново-слабоподзолистыми среднесуглинистыми почвами и т.д.
Обычно фации закономерно сменяют друг друга по профилю рельефа. Сочетание фаций, приуроченных к одному элементу рельефа, характеризуется некоторыми общими признаками: определенным единством и направленностью современных процессов (гравитационных, поверхностного стока, оподзоливания и т.д.), сходным гидрологическим режимом, сходством в отношении поступающей солнечной энергии и т.д. Это позволяет группировки фаций, объединенных общностью местоположения на каком-либо элементе формы мезорельефа, выделить в качестве самостоятельного, более сложного ПТК - подурочища. Примерами подурочищ могут служить группировки фаций, расположенных на склоне оврага, холма или балки, на вершинной поверхности холма или на днище балки, на поверхности поймы или надпойменной террасы и т.д.
Более сложным ПТК является урочище, представляющее собой определенную систему генетически, динамически и территориально взаимосвязанных фаций и подурочищ. Как правило, урочища бывают четко обособлены в пространстве; каждое из них обычно целиком занимает всю форму мезорельефа. В связи с тем, что каждая форма мезорельефа служит причиной обособления занимающего ее ПТК от соседнего, в равнинных условиях каждый овраг, холм, западина, пойма, речная или озерная терраса - это не только геоморфологические образования, но обязательно и отдельные ПТК, чаще всего урочища. Урочища могут быть 1) простыми, состоящими из одних лишь фаций, и 2) сложными, в которых хотя бы один элемент рельефа занят подурочищем. Характерные сочетания закономерно повторяющихся урочищ образуют более крупные ПТК - ландшафты.
Ландшафт - это генетически однородный природный территориальный комплекс, имеющий одинаковый геологический фундамент, один тип рельефа, одинаковый климат и состоящий из свойственного только данному ландшафту набора динамически сопряженных и закономерно повторяющихся в пространстве основных и второстепенных урочищ. Основным диагностическим признаком ландшафта является его морфологическая структура, т.е. набор и пространственное размещение слагающих его более мелких ПТК (морфологических единиц). Морфологическая структура ландшафта раскрывается через различные морфологические единицы.
Представляя собой систему взаимосвязанных сравнительно простых ПТК, ландшафт в то же время сам является составной частью более сложных ПТК и в конечном счете - частью географической оболочки.
Ландшафт, с одной стороны, венчает ряд ПТК топологического уровня, с другой - ландшафтом начинается ряд единиц регионального уровня.
Таким образом, в единой иерархической системе таксономических единиц вычленяются следующие три уровня организации ПТК: планетарный (глобальный), региональный и топологический (локальный).
Цель курса
Задачи курса
Развитие естествознание в античный период истории.
Очень трудно выделить точку зарождения естествознания. Уже в далекой древности люди пытались понять и объяснить себе природный мир. Знание его закономерностей было необходимо им прежде всего в практическом плане (подготовка к смене времен года, к сезонам засухи, дождей и разлива рек, знание признаков плодородности почв, климатических особенностей и так далее). Так, «необходимость вычислять периоды подъема и спада воды в Ниле создала египетскую астрономию, а вместе с тем господство касты жрецов как руководителей земледелия».
Были накоплены значительные знания в механике, медицине, ботанике, зоологии. Особое же место среди наук о природе занимала астрономия, удовлетворявшая в одинаковой степени как практические потребности, так и мировоззренческие запросы пытливого разума. Уже 1800 г. до н.э., при правителе Хаммурапи, в Вавилоне существовал обширный каталог звезд, а в VIII в. до н.э. была создана регулярная астрономическая служба.
Особое место астрономии было обусловлено тем, что в ее задачи входили также астрологические прорицания, имевшие соответствующую «идейную базу». Для мышления древних народов характерны представления о единосущности всех элементов окружающего мира – людей, растений, животных, небесных тел.
Не в меньшей степени, чем практическим потребностям, происхождение и развитие науки обязано и мировоззренческим стимулам. Будучи не менее, если не более любознательными, чем сейчас, люди далекой древности пытались возместить недостаток знаний полетом воображения, смелыми домыслами, нашедшими воплощение в красивых мифологиях Египта, Вавилона и Шумера, Китая, Индии, античной Греции. В сознании той эпохи имело место причудливое переплетение научных наблюдений, мифологии и религии; вместилищем знания служили мифы, сказки, эпос, многие компоненты которых теряются в попытках «перевода» содержащегося в них знания «на наш язык».
Условия аристократической Греции, с относительно мягким и гуманным рабовладельческим строем, были уникальными для создания натурфилософских систем, осмысливающих и описывающих мир как единое целое. Конечно, в них недостаток научных данных восполнялся полетом воображения. Этот путь породил не только «трех китов», на которых держится Земля, но и такие догадки, как представление об атомах.
В античных представлениях о природе отчетливо прослеживается путь «от мифа к логосу», к поискам внутренних закономерностей и механизмов природных явлений, логики их взаимосвязей.
Так если у Гомера и Гесиода многие природные явления происходят по капризам и прихотям мстительных богов, то уже у философа Анаксимандра присутствует мотив «господства в мире космической справедливости, умеряющей борьбу противоположностей».
Закон высотной биоклиматической поясности А.Гумбольдта (1850-е гг.)
Внимание естествоиспытателей и географов издавна привлекала смена почв и растительности по мере подъема в горы. Первым обратил внимание на это как на всеобщую закономерность немецкий естествоиспытатель А.Гумбольдт. Высотная поясность - это закономерная смена природных условий, природных зон, ландшафтов в горах.
В отличие от равнин в горах и растительный, и животный мир в 2-5 раз богаче видами. Число высотных поясов в горах зависит от высоты гор и от их географического положения.
Характер высотной поясности меняется в зависимости от экспозиции склона, а также по мере удаления гор от океана. В горах, расположенных близ морских побережий, преобладают горно-лесные ландшафты. Для гор в центральных районах материка типичны безлесные ландшафты.
Каждый высотный ландшафтный пояс окружает горы со всех сторон, но система ярусов на противоположных склонах хребтов может резко отличаться.
Географический закон К.Бэра (1860-е гг.)
Закон К.Бэра - положение, согласно которому реки, текущие в направлении меридиана, в Северном полушарии смещают русло вправо (подмывают правый берег), а в Южном – влево (подмывают левый берег). Сформулировано К. М. Бэром в 1857 г., связавшим это явление с вращением Земли вокруг своей оси. Известно, что тело, движущееся поступательно во вращающейся системе, испытывает ускорение Кориолиса. На экваторе оно равно нулю. Наибольшие его значения у полюсов. Поэтому закон Бэра сильнее проявляется в средних и высоких широтах. Эффект закона Бэра прямо пропорционален массе движущейся воды, поэтому наиболее выражен на таких крупных реках, как Волга, Днепр, Дон, Обь, Иртыш, Лена, Дунай и Нил, которые на многих участках имеют высокий правый и низкий левый берег. В долинах малых рек эта закономерность практически не проявляется.
Природные ресурсы – компоненты природы, которые используются человеком на данном уровне развития цивилизации в хозяйственной деятельности.
Строение Земли.
25. Особенности плана местности, географической карты, глобуса, аэрокосмического снимка, как пространственных моделей Земли.
План местности – чертеж небольшого участка местности в крупном масштабе и в условных знаках, построенный без учета кривизны земной поверхности.
Географическая карта – уменьшенное обобщенное изображение земной поверхности на плоскости, построенное по определенным математическим законам в системе условных обозначений. Карта показывает размещение явлений природы, их свойства, взаимосвязи, техногенную среду. Географическая карта не является уменьшенной копией местности, в отличие от плана. Возможно искажение и нанесение только необходимых важных объектов.
Глобус – уменьшенная модель Земли, отражающая ее шарообразную форму. На глобусе сохраняются геометрические свойства изображенных объектов, их линейные и площадные размеры, углы и формы, принятый масштаб одинаков во всех частях глобуса, а градусная сеть построена без искажений.
Аэрокосмический снимок – это двумерное изображение реальных объектов, которое получено по определенным геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) законам путем дистанционной регистрации яркости объектов и предназначено для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов окружающего мира, а также для определения их пространственного положения.
Атмосфера Земли.
Атмосфера - газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства. Толщина атмосферы - примерно 120 км от поверхности Земли.
Погода.
Погода - совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в определенный момент времени в той или иной точке пространства.
Выделяют периодические и непериодические изменения погоды. Периодические изменения погоды зависят от суточного и годового вращения Земли. Непериодические обусловлены переносом воздушных масс. Они нарушают нормальный ход метеорологических величин (температура, атмосферное давление, влажность воздуха и т.д.). Несовпадения фазы периодических изменений с характером непериодических приводят к наиболее резким изменениям погоды.
Климат.
Климат - многолетний режим погоды, характерный для данной местности в силу её географического положения.
Климатообразующие факторы:
Положение Земли;
Распределение суши и моря;
Циркуляция атмосферы;
Океанические течения;
Рельеф земной поверхности.
Ветер.
Ветер - поток воздуха. На Земле ветер является потоком воздуха, который движется преимущественно в горизонтальном направлении. Ветры классифицируют, в первую очередь, по их силе, продолжительности и направлению. Таким образом, порывами принято считать кратковременные (несколько секунд) и сильные перемещения воздуха. Сильные ветры средней продолжительности (примерно 1 минута) называются шквалами. Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, такими названиями являются бриз, буря, шторм, ураган, тайфун. Продолжительность ветра также сильно варьируется: некоторые грозы могут длиться несколько минут, бриз, который зависит от разницы нагрева особенностей рельефа на протяжении суток, длится несколько часов, глобальные ветры, вызванные сезонными изменениями температуры - муссоны - имеют продолжительность несколько месяцев, тогда как глобальные ветры, вызванные разницей в температуре на разных широтах и силой Кориолиса, дуют постоянно и называются пассаты. Муссоны и пассаты являются ветрами, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы. Ветры могут влиять и на формирование рельефа, вызывая эоловые отложения, которые формируют различные виды грунтов (например, лёсс) или эрозию. Они могут переносить пески ипыль из пустынь на большие расстояния. Ветры разносят семена растений и помогают передвижению летающих животных, которые приводят к расширению видов на новой территории. Связанные с ветром явления разнообразными способами влияют на живую природу. Ветер возникает в результате неравномерного распределения атмосферного давления и направлен от зоны высокого давления к зоне низкого давления. Вследствие непрерывного изменения давления во времени и пространстве скорость и направление ветра постоянно меняются. С высотой скорость ветра меняется из-за убывания силы трения.
Солнечная радиация.
Солнечная радиация - электромагнитное и корпускулярное излучение Солнца. Солнечная радиация - главный источник энергии для всех физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в атмосфере. Количество солнечной радиации зависит от высоты солнца, времени года, прозрачности атмосферы. Для измерения солнечной радиации служат актинометры и пиргелиометры. Интенсивность солнечной радиации обычно измеряется по её тепловому действию и выражается в калориях на единицу поверхности за единицу времени.
Солнечная радиация сильно влияет на Землю только в дневное время, безусловно - когда Солнце находится над горизонтом. Также солнечная радиация очень сильна вблизи полюсов, в период полярных дней, когда Солнце даже в полночь находится над горизонтом. Однако зимой в тех же местах Солнце вообще не поднимается над горизонтом, и поэтому не влияет на регион. Солнечная радиация не блокируется облаками, и поэтому всё равно поступает на Землю (при непосредственном нахождении Солнца над горизонтом). Солнечная радиация - это сочетание ярко-жёлтого цвета Солнца и тепла, тепло проходит и сквозь облака. Солнечная радиация передаётся на Землю посредством излучения, а не методом теплопроводности.
Литосфера Земли.
Литосфера Земли – каменная оболочка Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии; простирается до атмосферы и имееттолщину 150-200км.
Она разбита глубинными разломами на крупные блоки (литосферные плиты). Они двигаются в горизонтальном направлении со средней скоростью 5-10 см/год. Крупных литосферных плит 7: Евразийская, Тихоокеанская, Африканская, Индийская, Антарктическая, Североамериканская и Южно-Американская.
Земная кора – первая оболочка твердого тела Земли, имеющая толщину 30-40 км. От мантии земная кора отделена сейсмическим разделением, называемым системой Мокко.
Классификация рельефа.
Классификация рельефа - систематизация форм рельефа по ряду признаков. Различают К. р.: 1) геотект., подчеркивающую зависимость рельефа от тект. режима, т. е. интенсивности и направленности новейших тект. движений (рельеф платформ, областей горообразования, геосинклинальных); 2) генетическую - по процессам и агентам морфогенеза - рельеф денудационно-тект. (высочайших, высоких, средних, низких гор и холмогорий) и вулканогенный, обусловленный гл. обр. эндогенными процессами; денудационный - цокольный, пластовый - и аккумулятивный, формирующийся под действием преимущественно экзогенных процессов - гравитационный речной, морской, озерный, ледниковый, водноледниковый, мерзлотный, эоловый, карстовый, биогенный, техногенный; 3) морфогенетическую по типам рельефа; 4) возрастную - по возрасту или этапам рельефообразования.
45. Факторы рельефообразования.
Рельеф формируется в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) сил. Эндогенные и экзогенные процессы рельефообразования действуют постоянно. При этом эндогенные процессы в основном создают главные черты рельефа, а экзогенные пытаются выровнять рельеф. Эндогенные силы вызывают: движения литосферы, образование складок и разломов, землетрясения и вулканизм. Все эти движения отражаются в рельефе и приводят к образованию гор и прогибов земной коры. Экзогенные процессы связаны с поступлением на землю солнечной энергии. Но протекают они при участии силы тяжести. При этом происходит:
- Выветривание горных пород;
- Перемещение материала под действием силы тяжести (обвалы, оползни, осыпи на склонах);
- Перенос материала водой и ветром.
Гидросфера Земли.
Гидросфера – прерывистая водная оболочка Земли, состоящая из Мирового океана и внутриматериковых водоемов; это основная часть поверхности Земли (площадь более 75% от общей поверхности – 510 млн. км2).
Климат на Земле во многом зависит от состояния водяного пара в атмосфере. На больших высотах в атмосфере сохраняется только твердая вода или отдельные молекулы, что свидетельствует о нахождении в открытом космосе; в глубинах Земли она переходит в парообразное, затем в плазменное, а еще глубже в химически связанное состояние.
В гидросфере содержится 1554 млн. км3 воды.
Наука, изучающая гидросферы называется гидрология :
Общая гидрология:
o Гидрология суши (ледники, болота, реки и т.п.);
o Гидрология морей;
o Гидрология подземных вод;
Региональная гидрология (конкретные водные объекты);
Инженерная гидрология (методы расчета и прогноза гидрологических характеристик – приливов и отливов).
Биосфера Земли.
Биосфера - оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни».
· Верхняя граница в атмосфере: 15-20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.
· Нижняя граница в литосфере: 3,5-7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
· Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10-11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.
· 
Методологические цели и задачи курса «Землеведение». Структура землеведения как естественной науки
Цель курса
Ознакомить студентов с основными знаниями об атмосфере, происходящими в ней физическими и химическими процессами, формирующими погоду и климат.
Задачи курса
Познакомить студентов со строением атмосферы; составом воздуха пространственным распространением на земном шаре давления, температуры, влажности; процессами образования солнечной радиации в атмосфере; тепловым и водным режимом; свойствами основных циркуляционных систем, определяющих изменения погоды в различных широтах.
Ознакомить с приборами и привить навыки простейших метеорологических, градиентных и актинометрических наблюдений.
Дать представление о климатической системе, взаимоотношении глобального и локального климатов, процессами климатообразования, системами классификации климатов, крупномасштабных изменениях климата и современном потеплении климата
Предметом землеведения является географическая оболочка - объем вещества разного состава и состояния, возникшего в земных условиях и сформировавшего специфическую сферу нашей планеты. Географическая оболочка в землеведении исследуется как часть планеты и Космоса, которая находится под властью земных сил и развивается в процессе сложного космическо-планетарного взаимодействия.
В системе фундаментального географического образования землеведение является своеобразным связующим звеном между географическими знаниями, навыками и представлениями, полученными в школе, и глобальным естествознанием. Этот курс вводит будущего географа в сложный профессиональный мир, закладывая основы географического мировоззрения и мышления.
Землеведение принадлежит к числу фундаментальных естественных наук. В иерархии естественного цикла наук землеведение как частный вариант планетоведения должно находиться в одном ряду с астрономией, космологией, физикой, химией. Следующий ранг создают науки о Земле - геология, география, общая биология, экология и др. В системе географических дисциплин землеведение занимает особую роль. Оно предстает как бы «наднаукой», объединяющей информацию о всех процессах и явлениях, происходящих после формирования планеты из межзвездной туманности. Землеведение служит теоретической базой глобальной экологии - науки, которая оценивает текущее состояние и прогнозирует ближайшие изменения географической оболочки как среды существования живых организмов с целью обеспечения их экологического благополучия. Основная задача землеведения - исследование глобальных изменений, происходящих в географической оболочке, для понимания взаимодействия физических, химических и биологических процессов, которые определяют экосистему Земли.
Землеведение в настоящее время будет фундаментальной наукой, основой для развития других физико-географических дисциплин, в частности — почвоведения, ландшафтоведения, биогеографии, космического землеведения, геологии, метеорологии, океанологии, климатологии и других. Землеведение изучает строение планеты Земля, ее непосредственное окружение, а также географическую оболочку — среду деятельности человека. Сегодня в окружающей среде наблюдается быстрое развитие негативных процессов, в частности, изменение климата, возрастание загрязнения и др.
Проблемы взаимоотношений человеческого общества и природы в наши дни как никогда актуальны. Стоит сказать, для грамотного контроля за происходящими процессами крайне важно прежде всего знать строение нашей планеты и законы, управляющие ее развитием. Земля — наш общий дом, а от современных действий человеческого общества будут зависеть качество и комфортность проживания нашего и будущих поколений.
Как наука Землеведение прошло длительный путь исторического развития. Проблемы строения Земли волновали ученых с глубокой древности. Уже в древнем Китае, Египте, Не стоит забывать, что вавилоне составлялись изображения поверхности Земли. Планы города Не стоит забывать, что вавилон, побережья Средиземного моря сохранились до сих пор. Землеописание, т. е. география (от. гео — греч. «Земля» и графил — «описание») активно разрабатывалось в Древней Греции. Многих ученых античного периода интересовал вопрос о форме Земли. Высказывались различные идеи, в частности, что Земля находится на трех слонах, кᴏᴛᴏᴩые стоят на черепахе, плавающей в океане, и другие.
Выдающийся древнегреческий ученый Аристотель (384- 322 гг. до н. э.) в труде «Метеорологика» высказал гениальные идеи о строении Земли, ее шарообразной форме, о существовании разных «сфер», проникающих друг в друга, круговороте воды, морских течениях, зонах Земли, причинах землетрясений и т. д. Современные идеи землеведения во многом подтверждают его догадки.
Многих ученых интересовал также вопрос о размерах Земли. В наибольшей степени точные измерения были проведены Эратосфеном Киренским — древнегреческим ученым (около 276-194 до н.э.) Им были заложены основы математической географии. Стоит заметить, что он впервые вычислил окружность Земли по меридиану, и, что удивительно, полученные цифры близки современным вычислениям — 40 тыс. км. Эратосфен впервые употребил термин «географика».
Античная география выполняла в основном описательные функции. Значительную роль в развитии ϶ᴛᴏго направления сыграли работы древнегреческого географа и астронома Клавдия Птоломея (около 90-168 до н. э.) В ϲʙᴏем труде «Руководство по географии», включающем восемь томов, он предлагает различать географию и хорографию. География имеет дело с изображением всей известной части Земли и всем, что находится на ней. Хорография занимается подробным описанием местности, т. е. ϲʙᴏего рода краеведением, по современным понятиям. Птоломей составлял различные карты, и именно его считают «отцом» картографии. Им были предложены несколько новых картографических проекций. Наибольшую известность принесла ему идея о геоцентрическом устройстве мира, считавшая центром мироздания Землю, вокруг кᴏᴛᴏᴩой вращаются Солнце и другие планеты.
Считается, что труды Птоломея завершают античный период в развитии географии, занимавшейся тогда в основном описанием вновь открытых земель.
В эпоху Великих географических открытий (XVI-XVII вв.) проявилось другое направление — аналитическое.
Началом формирования землеведения как самостоятельной научной дисциплины считается выход в свет в Голландии «Всеобщей географии» Бернхарда Не стоит забывать, что варениуса в 1650 г. В ϶ᴛᴏй работе представлены достижения в области астрономии и создания гелиоцентрической системы мира (Н. Коперник, Г. Галилей, Дж. Бруно, И. Кеплер) Наряду с данным обобщены результаты Великих географических открытий. Предметом изучения землеведения, по Б. Не стоит забывать, что варениусу, будет земноводный круг, состоящий из земли, воды, атмосферы, проникающих друг в друга. При этом значение человека и его деятельности было исключено.
Ведущей идеей ϶ᴛᴏго периода был анализ взаимосвязей между различными частями природы.
В разработке ϶ᴛᴏй идеи большое значение имели работы Александра фон Гумбольдта
(1769-1859), выдающегося немецкого ученого-энциклопедиста, натуралиста, путешественника. Есть мнение, что труды Б. Не стоит забывать, что варениуса будут началом развития общего землеведения, а достижения Гумбольдта — ϶ᴛᴏ одна из замечательных вершин. А. Гумбольдт много путешествовал, изучал природу Европы, Центральной и Южной Америки, Урала, Сибири. Именно в его трудах доказано значение анализа взаимосвязей
в качестве основной идеи всей географической науки. Анализируя взаимосвязи рельефа, климата, животного мира и растительности, А. Гумбольдт заложил основы географии растений и географии животных, учения о жизненных формах, климатологии, общего землеведения обосновал идею вертикальной и широтной зональности.
В его работах «Путешествие в равноденственные области Нового света»,
т. 1-30 (1807-1834) и «Космос»
развивается идея о земной поверхности как особой оболочке, где не только существует взаимосвязь, но и взаимодействие земли, воздуха, воды, наблюдается единство неорганической и органической природы. А. Гумбольдт впервые употребляет термины «жизнесфера», что по смыслу ϲᴏᴏᴛʙᴇᴛϲᴛʙует современному «биосфера», и «сфера разума», ϲᴏᴏᴛʙᴇᴛϲᴛʙующий «ноосфере».
Книга А. Гумбольдта «Картины природы» никого не может оставить равнодушным, поскольку в ней сочетаются достоверные факты и высокохудожественные описания природы. Его считают основоположником художественного ландшафтоведения.
Основателем первой кафедры географии в Берлинском университете будет живший в одно время с А. Гумбольдтом Карл Риттер (1779-1859) В ϲʙᴏих широко известных трудах по землеведению он рассматривал Землю как жилище рода человеческого, существующего благодаря силе Божественного провидения.
К. Риттер ввел в науку термин «землеведение». Стоит заметить, что он пытался количественно определить пространственные соотношения между разными объектами.
В многотомном труде «Земля и люди. Всеобщая география» Э. Реклю (1830-1905) достаточно подробно описывает большинство стран мира. Стоит заметить, что он считается основоположником современного страноведения.
Из учебных пособий по землеведению, выходивших в XIX в., следует отметить работы Э. Ленца (1851), А. Рихтгофена (1883), Э. Ленда (1851) При этом данные авторы исключали из ϲʙᴏих работ биогеографию.
В России в XVIII-XIX вв. развитие географических идей связано с именами выдающихся ученых М. В. Ломоносова, В. Н. Татищева, С. П. Крашенинникова.
Материалистический подход к изучению явлений и процессов в природе особенно ярко наблюдался в трудах М. В. Ломоносова (1711 — 1765) В работе «О слоях земных» (1763) он изложил законы формирования рельефа Земли, в целом ϲᴏᴏᴛʙᴇᴛϲᴛʙующие современным представлениям.
В XIX-XX вв. в России выходили труды по географии П. П. Семенова-Тян-Шанского, Н. М. Пржевальского, В. А. Обручева, Д. Н. Анучина и др.
С 80-х годов XIX в. на передовых позициях в области общего землеведения оказалась Русская географическая школа. В работах В.В.Докучаева (1846-1903) «Русский чернозем» (1883) и А. И. Воейкова (1842-1916) «Климаты земного шара» вскрывается на примере почв и климата сложный механизм взаимодействия компонентов географической оболочки.
В. В. Докучаев в конце XIX в. открыл закон мировой географической зональности. Материал опубликован на http://сайт
Это было выдающееся теоретическое обобщение. В. В. Докучаев полагал, что зональность будет всеобщим законом природы. Этот закон распространяется как на органическую, так и неорганическую природу. Естественно-исторические зоны, существующие на земном шаре, будут пространственным выражением ϶ᴛᴏго закона. Зеркалом закона мировой географической зональности будут почвы,
отражающие взаимодействие живой и неживой природы. Год выхода монографии «Русский чернозем» — 1883 г. — считается годом рождения новой самостоятельной науки — почвоведения. В. В. Докучаев стал основоположником научного почвоведения. В его труде «Русский чернозем» доказывается, что почва — ϶ᴛᴏ самостоятельное естественно-историческое тело, возникшее вследствие взаимодействия пяти факторов почвообразования: 1) материнской породы; 2) климата; 3) рельефа местности; 4) живых организмов (микроорганизмов, растений, животных); 5) возраста страны. Впоследствии присоединился еше один фактор — хозяйственная деятельность человека. В. В. Докучаев пришел к выводу, что крайне важно изучать не только отдельные факторы, но и закономерные связи и взаимодействия между ними. Стоит заметить, что он показал, что с почвенными зонами тесно связаны сельскохозяйственные области. Отсюда следует, что в каждой зоне сельское хозяйство имеет ϲʙᴏи особенности и ϲʙᴏи методы решения производственных задач.
Вместе с В. В. Докучаевым самостоятельно работали его ученики и последователи: А. Н. Краснов, В. И. Вернадский, Г. И. Танфильсв, Г. Н. Высоцкий, К. Д. Глинка, С. А. Захаров, Л. И. Прасолов, Б. Б. Стоит сказать - полынов и др. В 1894 г. в Петровской земледельческой и лесной академии (ныне Московская сельскохозяйственная академия им. К. А. Тимирязева) была создана кафедра почвоведения, кᴏᴛᴏᴩую возглавил В. Р. Вильяме (1863-1939) В его учебнике «Почвоведение», выдержавшем пять изданий, оббазируется идея тесной связи знаний о почвах с запросами земледелия. Ученик В. В. Докучаева и ботаника А. Н. Бекетова (Петербургский университет) А. Н. Краснов (1862-1914) в 1889 г. организовал кафедру географии в Харьковском университете, занимался изучением степей и зарубежных тропиков, создал Батумский ботанический сад. А. Н. Краснов обосновал черты научного землеведения, отличающие его от старой географии, в частности отыскание взаимной связи и взаимной обусловленности между явлениями природы, изучение генезиса (происхождения) явлений, а также изучение изменяющейся природы, а не статичной. Стоит заметить, что он создал первый русский учебник по общему землеведению для университетов. В учебнике А. Н. Краснов развивает новый взгляд на географию как науку, изучающую не отдельные явления и предметы, а географические комплексы — пустыни, степи и др.
Исходя из всего выше сказанного, мы приходим к выводу, что на протяжении столетий — от Аристотеля до Докучаева — предмет изучения физической географии усложнялся от двумерной земной поверхности до объемной географической оболочки с тесными связями между компонентами, ее составляющими.
В учебнике «Курс физической географии» II. И. Броунов четко сформулировал идею о том, что наружная оболочка Земли состоит из четырех сферических составляющих: литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы, проникающих друг в друга: отсюда задачей физической географии будет изучение ϶ᴛᴏго взаимодействия. Его идеи оказали значительное влияние на дальнейшее развитие физической географии.
Мысль о том, что именно природная оболочка Земли будет основным предметом изучения физической географии, развивалась постепенно, начиная с А. Гумбольдта.
При этом, что такое оболочка Земли, какие компоненты входят в нее, каковы ее границы, было неясно. Впервые данные вопросы были рассмотрены Андреем Александровичем Григорьевым (1883- 1968) в 1932 г. в статье «Предмет и задачи физической географии».
В ϶ᴛᴏй статье А. А. Григорьев впервые предложил термин «физико-географическая оболочка», в частности, он полагал, что «земная поверхность представляет качественно особую вертикальную физико-географическую зону или оболочку, характеризующуюся глубоким взаимопроникновением и активным взаимодействием литосферы, атмосферы и гидросферы, возникновением и развитием именно в ней органической жизни, наличием в ней сложного, но единого физико-географического процесса». В 1937 г. выходит монография А. А. Григорьева, в кᴏᴛᴏᴩой он лает подробное обоснование географической оболочки как основного предмета физической географии, рассматривает границы географической оболочки и методы ее изучения.
Примерно в ϶ᴛᴏ же время Л.С. Берг развивает учение В. В. Докучаева о географических зонах и разрабатывает учение о ландшафтах. Ряд ученых в конце 1940-х годов развернули дискуссию, пытаясь противопоставить учение А. А. Григорьева и Л. С. Берга. При этом в фундаментальной работе С. В. Калесника «Основы общего землеведения» (1947, 1955) было доказано, что данные два направления не противоречат, а взаимно дополняют друг друга.
Качественно новый этап в изучении географической оболочки наступил после запусков искусственных спутников Земли, полета 12 апреля 1961 г. Юрия Алексеевича Гагарина, выведения многочисленных лабораторий в ближний и дальний космос. Это дало возможность изучать географическую оболочку со стороны. Всех космонавтов восхищала красота Земли, наблюдаемая из космоса, и вместе с тем очевидным стало глобальное загрязнение человеком ее поверхности. Сохранение чистоты географической оболочки стало насущной задачей человечества, а теория охраны окружающей человека среды — основой современного землеведения.
Сегодня — ϶ᴛᴏ одна из основных отраслей в системе географических наук, изучающая закономерности географической оболочки, ее пространственно-временную организацию и дифференциацию; круговорот веществ, энергии и информации; ее функционирование, динамику и эволюцию. Современное землеведение исследует геосферы, слагающие географическую оболочку, следит за их состоянием, составляет региональные и глобальные прогнозы ее развития.
Все данные задачи землеведения решаются на базе как традиционных и новых методов географических исследований (картографического, статистического, геофизического и др.), так и новейших достижений геоинформатики, дистанционного зондирования, космического землеведения.
В IХ-VIII вв. до н.э др. греки представляли землю в виде слегка выпуклого диска, похожего на щит воина, который со всех сторон со всех сторон омывается большой рекой-океаном. В древней Руси землю представляли в виде лепёшки, которую держут на 3-х китах. В древней Греции во времена Пифагора в VI в. до н.э. стали предполагать, что Земля – шар.
Первое доказательство шарообразности привёл в IV в. до н.э. Аристотель. К ним он относил наблюдения за лунными затмениями, во время кот. тени от Земли подающая на поверхность Луны всегда круглая. Изменения звёздного неба при движении по меридиану на большие расстояния горизонта при поднятии; при подъеме вверх расширяется горизонт.Со 2-ой половины ХV в. начинается возрождение, наступил период великих географических открытий. Христофор Колумб в 1492 году достиг берегов Америки. Васко да Гама обогнув Африку, продолжил морской путь в Индию в 1497 году. Экспедиция Магеллана совершило первое кругосветное плаванье 1519-1522 года.
В конце ХVII в. Исаак Ньютон предположил, что Земля не может иметь форму правильного шара, при вращении возникает центральная сила, кот. Максимально будет на экваторе, на полюсах она отсутствует. В 1672 году астроном Рише переехал в Париж в Кайенну и заметил отставание своих маятниковых часов на 2 мин. 28 сек. в сутки, чтобы часы шли правильно, пришлось укоротить маятник.При вращении возникает центробежная сила, которая перпендикулярна оси вращения, и тем больше, чем больше скорость вращения. Точки географических полюсов в осевом вращении не участвуют, центробежная сила здесь отсутствует, угловая скорость для остальных точек земной поверхности 15 град/час, а линейная скорость зависит от длины параллели, она максимальна на экваторе- 464м/сек, от экватора к полюсам уменьшается. Из-за центробежной сил вещ-во внутри Земли перемещалось от полюсов к экватору, в результате чего возникло полярное сжатие и экв. растяжение. Сила тяжести на полюсе больше, чем на экваторе из-за того, что на полюсе отсутствует центробежная сила и ближе к центру Земли. Вес предметов различается на 0,6% . Ср. радиус Земли 6371км, полярное сжатие составляет 21,4км (382м). Существует также экваториальное сжатие, экв. радиус отличается на 213м. С учётом полярного сжатия фигуру Земли назвали эллипсоид вращения или сфероид. С учётом экваториального сжатия фигуру назвали трёхгранной Эллипсоид. Сев. полис приподнят по отношению к южному на 20-30м, такую фигуру назвали кардиоидом. Но истинная форма Земли ещё сложнее, в наст. вр. её называют геоидом. Поверхность геоида совпадает со средним уровнем воды в океане, мысленно продолженном под материками. Геогр.значение фигуры и размеров Земли:1) Из-за шарообразной формы угол падения солнечных лучей от экватора к полюсам постепенно уменьшается, это ведёт к уменьшению нагрева земной поверхности, что лежит в основе географической зональности(термические пояса). 2) Благодаря шарообразной форме. З. имеет оболочечное строение.3) З. постоянно разделена на освещённую и неосвещённую сторону. Вместе с осевым вращением это определяет суточную ритмику теплового режима её поверхности.4) Благодаря своим размерам и массе З.обладает силой притяжения достаточной для удержания атмосферы данного хим. состава и гидросферы. В наст. вр. научными доказательствами шарообразности З. считаются: фотография измерения из космоса с искусственных спутников З., градусные измерения по поверхности З. и лунное затмение.
25 . Экологические проблемы Москвы и московской области.
Ежегодно в атмосферу М. выбрасывается более 1,2 млн. тонн загрязняющих в-в. В атмосфере обл. 0,5млн. тонн. Загрязняющие в-ва: 1) вредные газы (угарный, углекислый) оксид азота, диоксид азота, аммиак и др. 2) соединение свинца, ртути, меди и др. тяжелых металлов; 3) аэрозоли, и пыль-сажа, азбест. Основные источники: В М. на автотранспорт приходится 77%, Предприятия энергетики (ТЭЦ) 10%, остальное др. отрасли промышленности. В МО кроме центральных районов особенно сильно воздух загрязнён на ю-в и в. М. Причины: 1) преобладают ю-з, с-з ветры; 2) на с-в, в и частично на ю-в низменность; 3) на ю-в до Октяборьской Революции находилось много промышленных предприятий. В наст вр. в этой части много предприятий, особенно много в г. Люберцы, Балашихе, Коломне, Воскресенске и др.
Загрузка...