Опасных процессов в России и мире

Научно-технический и социально-экономический прогресс радикально изменил мир. Вместе с тем он сопровождается появлением новых угроз для циви­лизации. В последние годы одной из таких угроз стали опасные природные процессы и явления. Их спектр весьма широк: от разрушительных земле­трясений до глобального изменения климата и опас­ности столкновений Земли с космическими телами. Наиболее распространённые опасные и катастрофические природные процессы по характеру воздействия на человека и экосистемы в мире (1965–2005) следующие (рис. 1).

Сильные ветры (ураганы, тайфуны, смерчи) составляют 34 % общего числа ЧС, землетрясения и извержения вулка­нов – 13 %, засухи – 9 %, наводнения – 32 %, другие виды ЧС – 12 % в мире (рис 2). Землетрясения и из­вержения вулканов наиболее распространены на побережье Тихого океана и в сейсмоактивной зоне от Китая до Среди­земноморья. Наводнения повсеместны, но особенно опасны в наиболее плотнозаселенных странах, например в Китае, Индии, Пакистане, Бангладеш.

 

 

Рис. 2. Природные катастрофы в мире на рубеже XXI века(Осипов,2001)

 

В России отмечено свыше 30 видов опасных природных явлений. Большинство из них крайне сложны и вызваны многими факторами, поэтому их прогнозирование не всегда дает надежные ре­зультаты.

Хорошо известно, что природные ка­тастрофы в современном мире вызывают глубокие социальные потрясения, гибель и страдания людей, огромные материальные потери. В общей проблеме безопасности общества они все чаще рассматрива­ются как один из важнейших дестабилизирующих факторов, препятствующих устойчивому развитию. Не случайно Совет Безопасности РФ в ноябре 2003 г. отнес эти опасности к числу стратегических для страны.

 


Рис. 1. Систематика природных процессов по характеру воздействия на человека и экосистемы (по Д.Г. Зилингу, М.А. Харькиной, 1999)

 

Чрезвычайная ситуация – прежде всего об­щее несчастье, означающее нечто большее, чем количество жертв и экономические потери. Наиболее частыми на территории России являются природные катастрофические явления атмосферного характера – бури, ураганы, смерчи, шквалы (28 % от общего количества природных чрезвычайных ситуаций). Далее идут землетрясения, составляющие 24 % от общего количества. Чрезвычайные ситуации, обусловленные наводнениями, достигают 19 % от общего числа. Опасные геологические процессы, такие как оползни, обвалы, карстовые провалы, составляют 4 %. Другие природные бедствия, среди которых наибольшую частоту проявления имеют крупные лесные пожары, в сумме составляют 25 % (рис. 3).

Рис. 3. Наиболее распространенные типы природных

катастроф в России (1990–1999) (Осипов,2001)

 

Пример поселка Нефтегорск на о. Сахалин, который был полностью разрушен в результате землетря­сения и где погиб 1841 человек, подтверждает это поло­жение. Поэтому в основных понятиях Закона РФ «О защите на­селения и территорий от чрезвычайных ситуаций природно­го и техногенного характера» от 11 ноября 1994 г. принят термин чрезвычайная ситуация, когда речь идет именно об измерении потерь.

В результате крупных ЧС с 1990 по 1996 годы на земном шаре погибло около 10 млн чел., в среднем – 90 тыс. в год, в том числе от наводнений – около 52 %, от засух – 22 %, от землетрясений и извержений вулка­нов –

18 %, от ветров –7 %, от прочих видов ЧС – менее 1 %.

Суммарный ежегодный социально-экономический ущерб от развития наиболее опасных природных процессов в России, по эксперт­ным оценкам Российской Академии наук, составляет около 110–140 трлн рублей. В целом с января 1992 г. по декабрь 1995 г. в России зарегистрировано более одной тысячи при­родных ЧС.

Экономический ущерб от опасных при­родных процессов в мире всего шести видов составляет сейчас в среднем 150 млрд долл. в год, а к 2050 г., по оценкам, достигнет 300 млрд долл. (это половина годового прироста глобального валового продукта).

Потери от наиболее крупных событий поистине огромны. Так, при землетрясении в японском городе Кобе (февраль 1995 г.) погибли 5,5 тыс. человек, по­страдали 1,8 млн человек, а экономический ущерб составил 131,5 млрд долл.

В России масштаб катастроф и ущерб от них также весьма значительны: землетрясение на Сахалине (май 1995 г.) полностью разрушило город Нефтегорск, погибло более 2000 человек, ущерб превысил 200 млн долл.; наводнение на Лене (май 2001 г.) вызвало ущерб более 200 млн долл. Прямой ущерб от природно-техногенных ка­тастроф составляет сейчас в нашей стране более 1 трлн руб. (30–40 млрд долл.) в год, а с учетом кос­венных ущербов потери достигают 3 % ВВП. Среднемноголетние потери от наводнений в России составляют 1,4 млрд долл., от лесных пожаров – 470 млн долл. в год. Подъем уровня Каспия и зато­пление его берегов в 1978–1995 гг. сопровождались ущербом в 6 млрд долл.

Несмотря на научно-технический прогресс и при­нимаемые меры по обеспечению безопасности, за­щищенность людей от природных угроз постоянно снижается. При этом она оказы­вается тесно связанной с уровнем социально-экономического развития страны. По классифика­ции Всемирного банка, все страны по значению удельного ВВП (на душу населения) делят на три группы:

· страны с низким доходом (удельный ВВП менее 635 долл.),

· средним доходом (от 635 до 8000)

· высоким доходом (свыше 8000 долл.).

В конце XX века в странах, относящихся к этим группам, про­живали 3,1 млрд, 1,4 млрд и 0,8 млрд человек, а их «групповой» ВВП составлял примерно 1 трлн. 3,5 трлн и 17 трлн долл. соответственно.

Неудивительно, что наибольший социальный риск (гибель и увечье людей) характерен для стран с низким доходом и уровнем развития. На страны пер­вой группы, где проживало 58 % населения Земли, приходилось 88 % погибших и 92 % пострадавших от природных катастроф в мире за 1965–1992 гг. Общее число погибших и пострадавших в странах с низким доходом в 5,8 раз больше, чем в странах со средним доходом и в 45,2 раза больше, чем в странах с высоким доходом.

Уже сейчас на ликвидацию последствий природно-техногенных катастроф во многих странах расходуют огромные средства: в США – 50 млрд долл. в год, в Японии – 25 млрд (свыше 5 % годового бюджета и почти 1 % ВВП), в Китае – почти 20 млрд (около 4 % ВВП).

Каковы же причины роста масштабов природных катастроф? Увеличение числа природных катастроф в мире и ущерба от них связано со многими факторами. К ним относится рост численности населения и про­мышленного производства, продолжающаяся урба­низация, деградация природной среды, глобальное потепление и т. д.

Рост населения планеты и глобальной экономики.С древнейших времен и до XVIII столетия числен­ность населения на Земле менялась незначительно, то возрастая, то снижаясь из-за войн, эпидемий и голода. В начале XIX века она оставалась чуть мень­ше 1 млрд. Однако с 1830 г., когда во многих странах началось бурное промышленное развитие, ситуация резко изменилась: уже спустя 100 лет численность населения удвоилась, а еще через 30 лет – утрои­лась. В 1975 г. она превысила 4 млрд, а в 1987 г. – 5 млрд человек. 12 октября 1999 г. родился 6-милли­ардный житель планеты. В среднем численность на­селения Земли в настоящее время растет ежегодно на 86 млн человек (это население Германии). Более 80 % (4,8 млрд человек) живут в развивающихся стра­нах, на долю которых и приходится почти весь при­рост населения. По последнему прогнозу ООН, к 2050 г. на Земле будут жить 8,9 млрд человек.

Еще быстрее увеличивается городское население планеты. Если в 1830 г. в городах проживало около 3 % населения, а в 1960 г. – немногим более 30 %, то к 2020 г., по прогнозам, там будут жить почти 60 %. Общая численность населения на Земле с 1970 г. росла в среднем на 1,7 % в год, а население горо­дов – на 4 %.

Стремительный рост населения планеты вынуж­дает осваивать малопригодные для проживания и ведения хозяйства площади, а часто и просто опас­ные участки: склоны гор и холмов, поймы рек, за­болоченные и прибрежные территории. Ситуация часто усугубляется тем, что в развивающихся странах при освоении таких земель, как правило, не ведется должной инженерной подготовки, не создается не­обходимая инфраструктура, используются конст­руктивно несовершенные проекты зданий и соору­жений. Поэтому социальный риск (гибель людей) оказывается выше всего именно там, где бы­стрый рост городов происходит без соответствующих инвестиций в инженерную подготовку территорий и повышение надежности городских объектов.

Не менее важной причиной увеличения масшта­бов ущерба от природных бедствий оказывается и стремительный рост мировой экономики (в XX веке – в 20 раз). Промышленно-технологическая рево­люция привела к глобальному вмешательству челове­ка в наиболее консервативную часть окружающей среды – литосферу. Геологическая деятельность че­ловека стала сопоставимой с природными геологиче­скими процессами. Это дало основание В.И. Вер­надскому еще в 1925 г. заявить, что человек создает «новую геологическую силу». Действительно, ныне при строительстве и добыче полезных ископаемых за год перемещается более 100 млрд т горных пород – в 4 раза больше, чем переносят все реки мира.

Воздействие человека на литосферу ведет к серьезным изменениям в природной среде, способ­ствует развитию ряда опасных процессов, порождает новые (природно-техногенные) процессы и явления, среди которых особую опасность представля­ют наведенная сейсмичность, опускание террито­рий, подтопление, карстово-суффозионные прова­лы, техногенные геофизические поля.

Деградация природной среды приобрела в настоя­щее время глобальные масштабы. Несмотря на все принятые меры, экологическая обстановка на Земле ухудшается. Наметились противоположные тенденции, влияющие на судьбу цивилизации: глобальный ВВП растет, а глобальное богатство (прежде всего жизне­обеспечивающие ресурсы и процессы, такие как климат, океан, озоновый слой, рост биомассы, по­чвообразование) падает. Промыш­ленное развитие, призванное служить экономиче­скому прогрессу, вошло в противоречие с состоянием природной среды, поскольку перестало учитывать реальные пределы устойчивости биосферы. Как от­мечено в документах Всемирной конференции по окружающей среде в Рио-де-Жанейро (1992 г.), де­градация природной среды способствует активиза­ции опасных природных процессов, особенно опасных гидрометеорологических явлений. Одна из основных причин роста числа и масштабов наводнений – вырубка лесов, осушение болот. Все это ведет к нарушению поверхностного стока воды, ее быстрому стеканию и накоплению в руслах рек во время эк­стремальных осадков или таяния снега.

В XX веке исчезли половина лесов и 70 % болот – важнейших регуляторов поверхностного стока. Яркий пример – река Янцзы в Китае. Во второй половине XX века по ее берегам свели 85 % лесов. Это незамедлительно сказалось на паводковом ре­жиме. В 1998–1999 гг. здесь произошли сразу два сильнейших за последние 100 лет наводнения, от которых погибли свыше 550 тыс. человек, пострада­ли около 350 млн человек, было разрушено более 500 тыс. домов, затоплено и повреждено 25,2 млн га, а общий ущерб составил 37 млрд долл. Китайское» правительство спешно выделило 3 млрд долл. на лесопосадки в этом регионе.

Изменение климата. Научно-технический прогресс в мире и деградация природной среды совпали с изменениями климата на планете Земля. По данным Всемирной метеорологической организации с 1860 по 1998 г. средняя температура приземного слоя Земли повысилась на 0,8 °С. В северных районах России за последние 30 лет потеплело на 1–1,5°С, особенно в зимний период. Современное потепление происходит в 10 раз быстрее, чем в голоцене (20–10 тыс. лет назад). Оно сопровождается более частыми проявлениями тепловых волн, обильных осадков, а также распространение засух. С повышением температуры над океанами всё чаще зарождаются тропические циклоны (тайфуны и ураганы). На большей части России потепление сопровождается увеличением количества осадков (за 30 лет – на 25 мм) и более частым выпадением экстремальных осадков. В Западной Сибири это увеличивает заболоченность, подтопления и т.д.

В Западной Европе глобальное потепление спровоцировало ряд мощных тепловых волн, приведших к аномально высоким температурам. Так в ряде стран Западной Европы в августе 2003 г. температура воздуха +40 °С вызвало гибель более 70 тыс. людей. В России главным его проявлением стал рост числа лесных пожаров. Летом 2010 г. в средней части России 2 месяца температура воздуха держалась ежедневно на 7 градусов выше среднестатистических норм. Такие температуры, в которых вынуждены были выживать россияне, не было более чем 135-летнюю историю наблюдений за погодой. Невыносимо жарко было также в Японии, Канаде, США, Западной Европе. Россия потеряла не менее 10 млн га зерновых, более 120 тыс. га леса, а смертность во многих регионах возросла минимум вдвое. В Пакистане произошло самое сильное за последние 80 лет наводнение. Большинство метеорологов уверено: все эти явления на глобальном уровне представляют собой звенья одной цепи – изменения климата.

Таким образом, климат утрачивает устойчивость из-за того, что человек разрушает естественные экосистемы (уничтожение лесов, освоение океана, осушение болот, нарушение поверхностного стока).

Осо­знание того, что природные бедствия ежегодно уносят тысячи чело­веческих жизней и пагубно сказываются на экономическом разви­тии многих стран, побудило Генеральную ассамблею ООН принять 22 декабря 1989 резолюцию (№ 44/236), в которой период с 1990 по 2000 был провозглашен Международным десятилетием по умень­шению опасности стихийных бедствий.

В работе конференций в Японии Иокогаме (май, 1994) анализу подвергались 200 сти­хийных бедствий (за срок с 1.01.1963 по 31.12.1992 – 30 лет): лави­ны, холода, засухи, землетрясения, пожары, наводнения, нашествие насекомых, оползни, теп­ловые волны, ураганы (нетропические), тропические ураганы, цу­нами, извержения вулканов и др. Оказалось, что число стихийных бед­ствий период имеет четкую тенденцию роста. Важным элементом анализа природных катастроф является приу­роченность их распространения к различным континентам и географи­ческим зонам земного шара. Перед современным миром конференция поставила принци­пиально новую задачу: прогнозирование и предупреждение при­родных катастроф. «Лучше предупредить стихийные бедствия, чем устранять их последствия», – записано в итоговом документе конфе­ренции.

Поэтому разви­тие системы предупреждения стихийных природных явлений, уменьшения их опасности и смягчения последствий считается од­ной из приоритетных областей деятельности на всех уровнях – ме­ждународном, государственном, областном и местном. Этим долж­ны заниматься не только ученые, специалисты, организации и лица, непосредственно отвечающие за проблему, но и государственные и политические деятели [18].

В январе 2005 в Кобе (провинция Хиого, Япония) вновь состоялась Всемирная конференция по уменьшению опасности природных ката­строф. На кон­ференции был засвидетельствован факт дальнейшего роста природных катастроф в мире. При этом 97 % от об­щего количества пострадавших в результате природных катастроф приходится на счет стихийных бедствий, связанных с гидрометео­рологическими опасностями. Наибольшее количество (32,5 %) катастроф связано с наводнения­ми. Конферен­ция приняла итоговую Хиогскую декларацию и программный итоговый документ «Создание потенциала противодействия бедствиям на уровне государств на 2005–2015 годы». Решение, прежде всего, видится в реализации новой стратегии, нацеленной на создание методов и средств прогнозирования, оценку риска, разработку превентивных мер предупреждения и обеспечения готовности населения и объектов экономики к стихийным бедствиям [ ].

Надо отметить, что последние годы увеличилось число так называемых синергетических (от греч. (synergetikos) – совместный, согласованно дейст­вующий), или многоступенчатых, катастроф. Это происходит тогда, когда одно стихийное бедствие порождает другое, что влечет за собой пагубные последст­вия в социальной, экономической и экологической сферах. По про­гнозам, в ближайшие годы возрастет число и техногенных катастроф, возникновение которых обусловлено опасными природными явле­ниями. Например, в Канаде во время землетрясения в июле 1987 было зарегистрировано сразу 14 очагов утечки вредных химических веществ. Контроль и управление синергетическими катастрофами значительно сложнее, чем чисто техногенными или при­родными катастрофами. Даже в странах с высокими технологически­ми стандартами и жесткими строительными требованиями предот­вращение техногенных аварий при природных катастрофах считается маловероятным.

Природные опасности вызывают катастрофы, воздействуя на социальную, материальную или природную среду. Ныне в разных странах ведется интенсивная разработка методики оценки природных рисков и составление карт риска, позволяющих количественно оценивать возможные человеческие жертвы и материальный ущерб при развитии одного (индивидуальный риск) или нескольких (комплексный) опасных процессов.

Оценка риска позволяет определить приоритеты в хозяйственном освоении территорий и осуществлять экономическое регулирование в сфере обеспечения безопасности.

Оценка повторяемости природных ЧС разной степени тяжести по­зволяет районировать территорию страны по риску возник­новения того или иного природного явления.

При районировании принимаются во вни­мание следующие факторы:

· длительность опыта природопользования (наблюдений) по данной территории, обеспечивающего естественный выбор наилучших ме­стоположений городов, дорог, наиболее подходящих условий для жиз­ни, режимов работы, технологий и т. д.;

· плотность и характер расселения населения по территории;

· доля используемой территории, т. е. определе­ние уязвимости участков по природному риску;

· определение технологической сложности производства и коммуни­каций, т.к. с повышением их сложности повторяемость техногенно-природных ЧС может возрастать в геометрической прогрессии.

Тяжесть ЧС может иметь прямую зависимость от меры насыщения производства опасными технологиями и веще­ствами и воздействия на них ЧС природного характера. Например, в результате землетрясения 7 декабря 1988 г. в Армении были выведены из строя все 4 водо­провода, 4 водозабора артезианских скважин, полностью канализационно-очистные сооружения (215 км канализа­ционных сетей), 190 км тепловых сетей, были разрушены 158 км газопровода, 12 котельных полностью, 49 получили повреждения и т. д. Ежегодный ущерб только от 21 крупной природной катастрофы достигает 110–140 трлн рублей.

Общее число погибших в авариях в результате природных бедствий превышает 50 тыс. человек в год, получивших увечья – 250 тыс. человек. Прямой и косвенный ущерб от этого, отнесённый к объёму ВВП, в России в 2–3 раза выше, чем в США и других развитых странах.

Таким образом, современный период характеризуется тенденцией к нарастанию природных катастроф, таких как наводнения, лесные и торфяные пожары, сильные снегопады, сильные дожди, сильные морозы, метели, оползни и т.д. Опасные природные процессы продолжают оказывать огромное влияние на уровень жизни населения планеты, ставя под угрозу жизнь и здоровье человека, объекты его жизнедеятельности. Стратегия борьбы с природными катастрофами должна исходить из существования тесной взаимосвязи между природными, техногенными и экологическими бедствиями. Решение проблемы борьбы со стихийными бедствиями видится в создание новых методов и средств прогнозирования, оценке риска, разработке превентивных мер предупреждения и обеспечение готовности населения и объектов экономики к стихийным бедствиям.

 

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

 

1. Каковы цели и задачи изучения дисциплины «Опасные природные процессы»?

2. Что является объектом исследований дисциплины «Опасные природные процессы»?

3. Что такое природный процесс и природное явление?

4. Какие общие закономерности присуще для природных бедствий?

5. Каковы причины роста масштабов природных катастроф в мире?

6. Какие виды природных ЧС распространены в Западно-Сибирском регионе?

7. Какова связь между стихийными бедствиями, техногенными и экологическими катастрофами? Примеры.

8. Где и когда проводились международные конференции по проблемам уменьшения опасных стихийных бедствий?

9. Какие факторы положены в основу оценки последствий сти­хийных бедствий?

10. Какова динамика роста числа «существенных катастроф» в мире за последние десятилетия?

11. Как можно и нужно решать проблему борьбы со стихийны­ми бедствиями?

12. Какие меры снижения риска природных опасностей существуют. Примеры.

 

 
Раздел I ЗЕМЛЯ ВО ВСЕЛЕННОЙ И ЕЁ ГЕОСФЕРЫ  
     

 

 

ГЛАВА 2

ЗЕМЛЯ ВО ВСЕЛЕННОЙ

 

Я верю, что Разум погибнуть не даст

И что помраченье отступит,

А море, спасенное, тем и воздаст,

Что жизнь ради жизни наступит.

(Э.В. Гирусов, 2007)

 

В процессе своей эволюции Земля как сложная система разделилась на чётко выраженные подсистемы, находящиеся в 4-х разных фазовых состояниях: твердом, жидком, газообразном, плазменном. Первой возникла литосфера, затем магнитосфера, а затем атмосфера, гидросфера и биосфера. Для нас важным является вопрос о строении, эволюции и их взаимодействии в условиях Солнечной системы. Природные (эндогенные и экзогенные) процессы на Земле обусловлены взаимодействием Земли и Космоса (Солнца).

Основными энергетическими факторами, порождающими
все многообразие природных процессов, являются: солнеч­ное и земное (например, «дегазация» мантии) тепло; ротация, связанная с вращением расслоенной и пространственно неоднородной литосферы; гравитация, связанная с воздействием Солнца, Луны и других космических сил.

По современным представлениям (В.В. Орленок, 2000 г.) един­ственно возможный путь эволюции живого и неживого веще­ства Земли определяется тре­мя основными характеристиками планеты Земля – ее массой, гелиоцентри­ческим расстоянием и быстрым вращением вокруг своей оси.

 

Конкретно в теме будут рассмотрены следующие 3 вопроса:

2.1. Строение солнечной системы

2.2. Взаимодействие космоса и Земли – основной источник ОПП

2.3. Географическая зональность – выражение взаимодействия Земли и Солнца и как основной фактор распространения ОПП

 

& КЛЮЧЕВЫЕ ТЕРМИНЫ. Солнечная система, планеты, солнечный ветер, метеориты, ионосфера, гидросфера, литосфера, биосфера, ротация, географическая зональность.

 

 

2. 1. Строение солнечной системы

 

Многие тысячи лет на Земле живет человек (30–50 тыс. лет), и, по крайней мере, всегда были даны ему два чуда природы: день, освещенный Солнцем, и ночь с манящими россыпями звезд на небесном своде. Солнечная система состоит из центральной звезды – Солнца. Вокруг него вращаются 8 планет и малые тела – астероиды и кометы (рис. 2). Они удерживаются на своих орбитах притяжением Солнца. Земля как космическое тело – одна из планет Солнечной системы. В состав Солнечной системы входят Солнце, восемь планет с их 32 спутниками, более 150 тыс. астероидов, около 100 комет, метеориты, а также космическая пыль и газы. Границей Солнечной системы считается внешняя граница Облака Оорта. Параметры солнечной системы следующие: диаметр солнца равен 1,4 млн. км; расстояние от солнца до Земли равно 1 астрономической единице (а.е.) 149, 6 млн. км; расстояние от Солнца до самой удаленной планеты Солнечной системы – Плутона – 39,4 а.е.; расстояние до Облака Оорта – 100 000 – 150 000 а.е. Солнечная система является лишь частью более крупной системы – Галактикой Млечного Пути.

 

Вставка 1

Наглядное представление о размерах Солнечной системы можно получить, если представить Солнце в виде крупного апельсина диаметром 10 см, тогда в 10 м от него увидим маковое зерно – Землю, в 50 м – мелкую вишню – Юпитер, в 400 м – кусочек макового зерна – Плутон. Граница Солнечной системы (Облако Оорта) будет находиться на расстоянии 1,0 –1,5 тыс. м от нашего апельсина.

На XXVI Ассамблее Международного астрономического союза (2006 г.) Принято решение впредь называть Плутон не «планетой», а «карликовой планетой».

 

 

Солнечная система характеризуется следующими основными свойствами:

· все планеты движутся вокруг Солнца в одной и той же плоскости, называемой плоскостью эклиптики;

· все планеты солнечной системы и их спутники обращаются вокруг Солнца по эллиптическим, близким к круговым орбитам;

· Солнце и планеты (за исключением Венеры и Урана) вращаются в одном и том же направлении;

· близкие к Солнцу планеты имеют ту же среднюю плотность, что и Земля (табл. ).

Это говорит о том, что планеты и их спутники подчиняются некоторым общим фундаментальным естественным законам.

Солнце – это звезда спектрального класса G 2, каких много в нашей Галактике. Солнце является постоянным источником тепла и света на Земле. Температура на поверхности слоя яркого свечения равна 5500°С, в центре, вероятно достигает 15 000 000°С. Солнце гудит как колокол. Частота звуковых волн низка для человеческого уха, но приборы ее улавливают. Химический состав вещества на Солнце следующий: водород – 73% (по массе), гелий – 25%, остальное – кислород, углерод, железо и т.д. Источник энергии Cолнца – термоядерная реакция слияния ядер водорода с образованием ядра гелия. Газы оказываются в сильно сжатом состоянии и имеют плотность в 14 раз больше, чем свинец. Солнце имеет сильное магнитное поле, полярность которого меняется каждые 11 лет. Одиннадцать лет – цикл солнечной активности. На поверхности солнца также происходят локальные вспышки по 22 – летним циклам. Они соответствуют периодичности изменения полярности магнитного поля Солнца.

От Солнца во все стороны радиально исходит солнечный ветер – поток плазмы, состоящий в основном из протонов и электронов. Вблизи Земли скорость частиц солнечного ветра равна 300–700 км/с. Магнитное поле Земли отклоняет большинство частиц, но часть их вблизи магнитных полюсов попадает в верхние слои атмосферы, заставляя их светится. Это полярное сияние.

Предположительно, Солнце будет светить около 7 млрд. лет, пока весь водород не превратиться в гелий. Тогда звезда вздуется, превратится в красного гиганта, а затем станет белым карликом. Интересно, что солнечный свет, падающий сейчас на Землю, покинул светило 8 минут назад, а отраженный от Луны попадает к нам всего за 1,3 секунд.

Планеты Солнечной системы – это четыре планеты земной группы – Меркурий, Венера, Земля, Марс; три планеты гиганта – Юпитер, Сатурн, Уран, (рис. 2, табл. 2).

Меркурий – ближайшая к Солнцу безатмосферная планета с диаметром, равным 0.38 диаметра Земли. Поверхность Меркурия днем нагревается от + 250° до + 450°С, а ночью охлаждается до – 170° С. Средняя плотность Меркурия такая же, что у Земли, что свидетельствует о том, что у этой планеты есть железное ядро. Большая часть поверхности Меркурия испещрена ударными кратерами метеоритов размером от 50 до 100 км в поперечнике. На снимках 1974 года местами наблюдаются молодые равнины, по-видимому, образовавшиеся при излиянии базальтовых лав.

Венера – вторая от Солнца планета, которую за сходство по размерам с Землей, часто называют ее «сестрой». Венера вращается в обратную сторону вокруг своей оси, отличную от вращения Земли и других планет. Венера окутана очень плотной углекислой атмосферой, вследствие чего на поверхности нет суточных и сезонных колебаний температуры. Атмосферное давление на поверхности Венеры 96 кг/см2 (на Земле 1 кг/см2), температура около +500 0 С. В этих условиях жидкая вода существовать не может, водяного пара в атмосфере Венеры тоже мало. На высоте 50–70 км от поверхности находится слой облаков из капелек концентрированной серной кислоты. С востока на запад дует ураганный (100–140 м/с) ветер. Венера близка к Земле по массе, а значит, и по средней плотности (табл. 2). Однако собственного магнитного поля у Венеры нет. Большая часть поверхности Венеры – это равнины, горы занимают 15 % поверхности.

Земля – это третья от Солнца планета, место, где мы живем. Это уникальная планета во Вселенной, т.к. на ней единственной, есть жизнь. Существование на Земле органического мира – одно из главных отличий нашей планеты от остальных планет Солнечной системы, а возможно и не только ее. До настоящего времени все попытки обнаружить признаки внеземной жизни оказались тщетными. По современным представлениям (В.В. Орленок, 2000 г.) един­ственно возможный путь эволюции живого и неживого веще­ства Земли в условиях Солнечной системы определяется тре­мя основными характеристиками планеты – ее массой, гелиоцентри­ческим расстоянием и быстрым вращением вокруг своей оси.

Эти три важнейшие характеристики у других планет Солнечной сис­темы существенно отличаются от земных, что и является причиной на­блюдаемых различий в их строении и путях эволюции (табл. 2).

Масса планеты Земли она равна 5,976·1021 т. Шарообразная форма свидетельствует о преобладании гравитационной организации вещества в теле планеты.

Радиус гелиоцентрической орбиты Земли, по сути, расстояние от солнца, в среднем равен 149,6 млн. км. Есть основания полагать, что на таком расстоянии количество солнечного тепла, достигающего поверхности Земли, таково, что выносимая из недр вода имеет возможность длительное время сохраняться в жидкой фазе, формируя обширные океанические и морские бассейны. И действительно, уже на орбите Венеры, расположенной на 50 млн. км ближе к Солнцу, из-за избытка солнечного тепла вода испаряется и может существовать только в атмосфере планеты. А на орбите Марса, расположенной на 70 млн. км дальше от Солнца, вода, из-за недостатка тепла пребывает в замерзшем состоя­ли под грунтом планеты.

Следующая характеристика – вращение Земли. Полный оборот вокруг своей оси Земля делает за 24 часа. Считается, что именно благодаря такому вращению возникают динамические условия, необходимые для образования земного магнитного поля. Без магнитного экрана, как из­вестно, развитие современных форм жизни было бы невозможно. Суша бы представляла собой мертвые пустыни. Суточное вращение Земли обеспечивает также смену дня и ночи, пе­риодическое нагревание и охлаждение ее поверхности. Это способству­ет жизнедеятельности биосферы, ускорению динамики всех процессов.

 

 

Вставка 2

Из-за непрерывного вращения Земли вокруг своей оси происходит смена дня и ночи. Почему происходит смена времен года на Земле?

Смена времен года вызвана обращением Земли вокруг Солнца. Времена года меняются потому, что земная ось наклонена относительно перпендикуляра к плоскости земной орбиты на угол 23,5°. Количество солнечного тепла, получаемого Землей в разные месяцы неодинаково. Пока наша планета совершает свой путь в течение года по орбите, Северное полушарие Земли оказывается повернуто то к Солнцу, то от Солнца. Когда Северное полушарие развернуто к Солнцу, то тогда здесь наступает лето. Дни стоят длинные и жаркие, а некоторое время Солнце за полярным кругом вообще не заходит. Так называемое летнее солнцестояние наблюдается в Северном полушарии 21 июня – это самый длительный день в году. А зимой, когда Земля оказывается уже по другую сторону Солнца, Северное полушарие повернуто от Солнца, что вызывает падение температуры. Зимнее солнцестояние приходится на 21 декабря – самый короткий день в году. На экваторе всегда жарко, т.к. здесь солнечные лучи падают под прямым углом целый год. В приполярных зонах постоянно холодно.

 

Для решения большинства астрономических задач достаточно считать Землю эллипсоидом или, точнее, сфероидом. По данным измерений, Земля – сплюснутый с полюсов шар. Экваториальный радиус равен 6 378 245 м, полярный радиус – 6 356 863 м. Разность между радиуса­ми 21 382 м (= 21,4 км). Обычно, когда не требуется высокая точность, средний радиус Земли принимают равным 6 371 км. Экваториальные радиусы также не равны между собой, разница между ними составляет 213 м.

Поверхность Земли. Основные области земной поверхности – повер­хность суши и водная поверхность, соответствующие континентам и океанам.

 

Рис. 4. Соотношение материков и гидросферы в виде

«континентальной звезды» (К.А. Куликов)

На рис. 4 поверхность Земли развернута в фигуру, называемую «континентальной звездой», на которой нагляд­но показано соотношение поверхности материков, составляющей 29,2 % всей поверхности Земли, и поверхность водных пространств, представ­ляющих прерывистую гидросферу, занимающая в общей сложности 70,8 % всей поверхности Земли.

Твердая оболочка Земли характеризуется расчлененным рель­ефом. Наиболее высокая точка на Земле (Эверест или Джомолунгма) имеет высоту 8 848 м. Наибольшая глубина океана в Марианском жело­бе Тихого океана находится под слоем воды толщиной 11 022 м. На дно Марианской впадины в 1960 г. опускался французский ученый Ж. Пикар в батискафе «Триест».

На материках выделяются низменности, плоскогорья и горные хреб­ты. Высота низменностей над уровнем моря не поднимается выше 200 м, плоскогорья приподнимаются до 1 км и выше. Горные хребты имеют резко пересеченный рельеф и образуют крупные пояса.

Марс четвертая от Солнца планет. Марс гораздо меньше Земли. Солнечные сутки на Марсе – 24 ч. 37 мин. Плоскость экватора планеты наклонена к плоскости ее орбиты почти так же, как и у Земли. Это определяет наличие сезонов в климате Марса.

У Марса есть углекислая атмосфера, но она разряженная, давление у поверхности всего 0,003–0,010 кг/см2 , поэтому нет жидкой воды – она либо испарится, либо замерзнет. На экваторе Марса максимальные дневные температуры могут достигнуть + 250° С, но в ночное время опуститься до – 90° C. В атмосфере Маркса, кроме белых облаков из кристалликов льда и твердой углекислоты иногда наблюдается желтые облака – это пылевые бури.

На поверхности Маркса выделяются два типа местности – возвышенности (в южном полушарии) и равнины (в северном полушарии). В ранней истории Марса (около 4 млрд. лет назад), вероятно был период, когда атмосфера была более плотной, шли дожди, текли реки, которые впадали в озера и моря. Не исключено, что в этот период на Марсе была примитивная жизнь. А поскольку падение на Землю метеоритов – это почти установленный факт, не исключено, что когда-то эти метеориты занесли на Землю марсианские микроорганизмы. Может быть Сванте Аррениус был прав, говоря о том, что жизнь на Землю была занесена извне. Эта гипотеза была предложена шведским ученым физиком С. Аррениусом в конце XIX в. и известна под названием «гипотеза панспермии». Она предусматривала занос спор микроорганизмов, рассеянных по всей Вселенной, на Землю, где они дали начало разнообразному органическому миру. В настоящее время никаких бактерий или вирусов в космосе до сих пор не обнаружено, но органические химические соединения найдены в метеоритах и, особенно в веществе кометы Галлея.

Недра планеты Марс к настоящему времени сильно остыли, а запасы воды в виде льда сосредоточены под прочной литосферой.

Три планеты–гиганта нами не рассматриваются.

Таким образом, общей чертой планет земной группы является их относительно высокая плотность (3,34–5,52 г/см3). Это указывает на то, что они сложены преимущественно твердым каменным материалом.

Содержание газов, образующих атмосферы планет очень мало, или совсем нет, как у Меркурия и Лун,ы. Там же нет совсем воды. На Венере в малых количествах вода присутствует в виде пара в атмосфере, а на Марсе вода находится в замороженном состоянии. На Земле вода может находиться в жидком, парообразном и твердом состояниях.

Малые тела – астероиды и кометы – это малоизмененные представители того вещества, из которых образовались планеты. Некоторые астероиды и кометы пересекают орбиту Земли, например, группы Аполлон, сталкиваются с ней. Из геологической летописи мы знаем, что такие столкновения опасны для биосферы Земли.

Астероиды – это сравнительно небольшие твердые тела. Они также как и планеты, вращаются вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера, образуя пояс астероидов. Астероиды – это источник падающих на Землю метеоритов – «парящих в воздухе». Ежегодно на Землю падает до 10 000 т космического вещества, но главным образом, пыль. Частицы пыли нагреваются до температуры более 10 0000С, либо сгорают, либо достигают Земли. Их в Антарктиде найдено в настоящее время около 20 000 штук. По химическому составу метеориты близки к ультраосновным и основным магматическим горным породам. Они свидетельствуют о том, что Луна, Марс, сложены из того же вещества, что и Земля. В научных журналах есть данные, что в метеоритах обнаружены микроорганизмы (грибы, цианобактерии и т.д.).

Кометы приходят с периферии Солнечной системы в ее внутреннюю часть. Здесь у них образуются светящая «кома» и «хвост». Мы их видим невооруженным глазом. «Кома» – это облако газа и пыли, а ядро «комы» размером от 1 до 20 км в поперечнике, состоит из смеси льда и пыли. Кометы движутся вокруг Солнца по сильно вытянутым орбитам с периодом вращения около 200 лет.

У Земли есть естественный единственный спутник – Луна. Она по одной из гипотез образовалась из обломков, которые постепенно притянулись друг к другу. Луна движется вокруг Земли на среднем удалении 384 000 км, но непрерывно на 2–4 см в год удаляется от Земли. Луна повернута к Земле всегда одной стороной. Период ее вращения вокруг Земли равен периоду ее вращения вокруг своей оси и составляет 29, 5 земных суток. Наш спутник светится, потому что отражает солнечный свет. На протяжении месяца для нас освещены разные части видимой стороны Луны – в зависимости от ее места на орбите. В новолуние Солнце освещает видимую нам сторону Луны, поэтому вместо нее на фоне звезд просто черное пятно. В полнолуние на небе ровный яркий круг. В остальные фазы лунный диск неполный. Между новолунием и полнолунием Луна на небе как будто растет и называется «молодой». А между полнолунием и новолунием она «убывает» и «стареет».

 

Рис. 4. Планеты Солнечной системы

 

Иногда Луна, Земля и Солнце выстраивается по одной прямой, и возникают затмения. Когда Луна проходит в земной тени, наступает лунное затмение. Лунный диск медно-оранжевый – на него падает часть солнечного света, отфильтрованного нашей атмосферой. Перед тем как Луна полностью закроет Солнце, его свет создает эффект кольца с бриллиантом. Край раскаленного шара сияет драгоценным камнем, а солнечная корона сияет вокруг темного лунного диска – Солнечное затмение.

Атмосферы и магнитного поля у Луны нет. Лунное притяжение в 6 раз слабее земного. Небо на Луне всегда черное. На экваторе температура поверхности в полдень достигает +150 °С, а ночью опускается до – 150°С. На Луне есть два типа местности – материки (83 %) и лунные «моря» (17 %). Материки выглядят как светлые, т.к. сложены светлыми породами – полевыми шпатами. Лунные «моря» – это темные базальтовые равнины, образующие понижения среди материков. В лунных породах оказалось всего 10 % железа, тогда как Земля состоит на 30 % из него (ее ядро целиком железное).

 

 

Т а б л и ц а 1

Сведения о планетах

 

Планеты Меркурий Венера Земля Марс Юпитер Сатурн Уран Нептун
Среднее расстояние от Солнца, млн км а. е. 0,39     0,72   149.6   1,00 227,9 1,52 778:3 5,2 1427 9,54 2870 19.18 4497 30,06
Период обращения вокруг Солнца 88 сут   225 сут   365 сут 687 сут 11,86 лет 29,5 лет 84 года 165 лет  
Наклон орбиты к плоскости орбиты З., град.   3,4     1,85   1,3   2,49   0,77   1,77  
Период вращения 58.65 сут 243 сут 24ч 24,62 ч 9,92ч 10.5 ч 17.24ч 16,1 1 ч
Наклон экваториальной плоскости к плоскости орбиты, град.* -0   177,3   23,27   23,98   3,12   26,73   97,72   28.8  
Диаметр, км
Масса, г * *   3,3(26)   4,9(27)   5,98 (27) 6,4 (26)   1,9(30)   5,68 (29) 8,63 (28) 1.02(29)
Средняя плотность, г/см' 5,44   5.3   5,5   3,9   1,33   0,687   1,32   1,64  
Состав   Силикаты, железо Силикаты, железо Силикаты, железо Сили-каты, железо Н2, Не, силикаты Н2, Не, сили-каты Н2, Не, сили-каты Н2, Не, Н2О, силика-ты
Атмосфера   Нет   Мощная СО2, N2 N2, 02   разре-жен­ная, С02 Мощ-ная, Н2, Не Мощ-ная, Н2, Не   Мощная, Н2, Не   Мощ-ная, Н2, Не  
Магнитное поле Есть Нет Есть ? Есть Есть Есть Есть
Спутники Нет Нет

* Значения углов больше 900 указывают на обратное вращение, например значение 177,3° для Венеры показывает, что экваториальная плос­кость наклонена к плоскости орбиты Венеры на 2,7° (180–177,3 =2,7), но Венера вращается в обратную сторону.

* Цифры в скобках – показатель степени множителя 10, например. 3,3 (26) – это 3,3–1026.

 

 

Слабая метеоритная бомбардировка поверхности Луны привела к формированию лунного грунта – реголита – мощностью всего несколько метров. Летавший на Луну американский космонавт – геолог Г. Шмидт метко выразился, что слабая переработанность поверхности Луны за последние 3–4 млрд. лет делает ее «запыленным окном в изучении происхождении и эволюции Земли». Вопрос о происхождении Луны остается открытым. Пока известно только одно: Земля и ее спутник имеет один и тот же возраст.

 

2.2. Взаимодействие космоса и Земли – основной источник ОПП

 

Специалисты читают, что историю Земли невозможно правильно понять, не учитывая того, что Земля существует и развивается в космическом пространстве. Люди всегда чувствовали свою зависимость от Солнца, они уга­дывали, что судьбы Земли тесно связаны с судьбами Солнца. Поэтому издревле человек признавал источник света, тепла и жизни своим главным богом.

Общее влияние Солнца на развитие органической жизни еще с древнейщих времен наблюдалось многими мыслителями – Гераклит (540–480 годы до нашей эры), Пифагор (VI век до нашей эры), Платон, ученик Сократа, (427–347 гг. до нашей эры).

В античные и в средние века уже замечается взаимосвязанность различных стихийных явлений, проявлявшихся в одно и тоже время: эпидемий, землетрясений, засух или наводнений, неурожаев. Эти явления сопровождались небесными «знамениями» – странная окраска неба, полярные сияния, круги вокруг Солнца, знаки на Солнце (темные образования, пятна, видимые невооруженным глазом), которые связывались с религиозными представлениями.

Основоположником систем­ного подхода к проблемам солнечно-земных связей был выдающийся русский ученый А.Л. Чижевский (1897–1964 гг.) Ему принадлежит зас­луга в развитии научного метода, названного методом «наложения эпох», который позволил правильно использовать сложный, запутанный и, на первый взгляд, противоречивый материал. Он отмечал, что «следует отмес­ти давно принятый наукою параллелизм трех кривых, представляю­щих собою графическое изображение пятнообразовательной деятель­ности Солнца, частоты полярных сияний и колебаний земного магне­тизма».

По данным исследователей магнитные возмущения запаздывают при­близительно на двое суток со времени нахождения пятна в области цен­трального солнечного меридиана. Отставание магнитного эффекта объясняют временем, необходимым электрическим частицам солнечной ма­терии для прохождения пути от солнечных пятен до Земли.

Выдающийся ученый С.И. Вавилов писал: «Изменения в числе сол­нечных пятен существенно влияют на перемены погоды и, следователь­но, на растительность и все живое на Земле».

Различные процессы на самой Земле и в окружающем ее простран­стве (геосфере) протекают при непрерывном воздействии космических факторов. Изменение этих факторов влечет за собой изменение и зем­ных процессов. Основные космические факторы обусловлены влияни­ем Солнца, определяются солнечной активностью. Резкое усиление сол­нечной активности означает соответствующее увеличение плотности потоков заряженных частиц, исходящих из Солнца, увеличение плотно­сти межпланетной среды.

Наиболее динамичными зонами, и, следовательно, откликающимися на внешние воздействия космоса являются верхние оболочки Земли: магнитосфера, атмосфера, гидросфера и литосфера, а также биосфера. Например, мы ежедневно наблюдаем, как меняется погода, которая обусловлена взаимодействием океана, атмосферы и космоса. Землетрясения и вулканы также являются дирижёрами погоды и климата и, в свою очередь подчинены гравитационным влияниям Луны и Солнца. Именно в пограничных областях происходит наложение ритмов и влияния различных систем. Поэтому здесь быстрее достигается состояние неустойчивости, и осуществляются экстремальные воздействия. Следствием является возникновение разнообразных природных процессов и явлений. Наиболее выраженной пограничной зоной, где происходит совместное воздействие различных сфер Земли и систем космоса являются верхние части литосферы и биосфера (рис. 3.25 с. 133 Иванов О.П., 1993).

Это дает основания считать, что все земные процессы, так или иначе, «живут» энергией Солнца. На эту тему опубликовано множество статей, брошюр, книг, в которых можно найти ответы на все интересующие вопросы.

Рассмотрим неко­торые аспекты влияния космических факторов на растительный и животный мир.

Самым наглядным проявлением влияния условий в космосе на жизнь растений на Земле является чередование толщины годичных колец де­ревьев. Толщина годичных колец деревьев зависит от количества осадков, что определяется атмосферной циркуляцией. Последняя, в свою очередь, зависит от солнечной активности. Наиболее полные данные об этой связи были получены астрономом А. Дугласом. Он изучал срезы долгоживущих деревьев, что дало ему возможность проследить влия­ние солнечной активности на рост деревьев в течение веков и даже ты­сячелетий.

Изучая срез секвойи, живущей 3 200 лет, Дуглас обнаружил, что жиз­ненная активность растений (большая толщина годичных колец) прояв­ляется не только раз в пределах 11-летнего (или другого) цикла в макси­мумах солнечной активности, но и между ними, то есть при минималь­ной солнечной активности.

Возмущение магнитного поля Земли, геомагнитные бури, оказывают влияние и на движение насекомых. Возмущение магнитного поля будо­ражит насекомых, приводит их в беспокойное, возбужденное состояние. Насекомые, которые в спокойных условиях ночью находятся в покое, во время магнитных бурь приходят в активное движение.

Многие факты говорят, что для ориентации в пространстве при перелетах птицы используют магнитное поле Земли. Почтовые голуби, например, способны вернуться домой даже в том случае, когда нет ни­каких видимых ориентиров, при сплошной облачности, сильном тума­не и т.п. Мало того, в этих сложных условиях птицы способны вернуть­ся домой из совершенно незнакомого места, куда их вывезли впервые. Птицы будут лететь правильным курсом при изменении любых усло­вий во внешней среде, кроме магнитного поля. Если магнитное поле существенно меняется, то птицы могут сбиться с пути. Это говорит об особом устройстве организма животных, который формировался при наличии определенного магнитного поля Земли и поэтому приобрел к нему чувствительность.

О прямом воздействии магнитного поля Земли на животных свиде­тельствуют и опыты с рыбами. Установлено, что рыбы обладают спо­собностью к навигации в открытом море и при этом ведут себя также как птицы – правильно определяют нужное им направление. Это каса­ется тех видов рыб, которые совершают значительные миграционные перемещения.

Представленная цепь взаимосвязанных явлений представляет собой, по сути, цепочку передачи и преобразования солнечной энергии в меха­низме солнечно-земных связей.

Рассмотрим три аспекта влияния космических процессов на развитие процессов на Земли.

Взаимодействие Луны и Земли выражается, прежде всего, в твердых приливах, вызываемых лунным притяжением. Главный «тормоз» – Луна, вызывающая приливы и отливы в морях, земной коре и атмосфере. Луна тянет против вращения Земли и противодействует ему. Гравитационное притяжение Луны оказывает влияние на сейсмическую активность Земли, обуславливая ее суточную и более крупную, 10-летнюю периодичность. Опыты, проведенные астронавтами, показали, что Луна влияет на земной климат. У нас регулярно сменяются времена года – из-за наклона собственной оси вращения Земли к плоскости ее орбиты под средним углом 660 33`. Луна его стабилизирует, так что он колеблется в пределах всего 10 3`. Без Луны наклон земной оси значительно колебался бы, что привело бы к длительности дней и ночей до полугода. Кроме этого, Луна влияет на скорость вращения Земли вокруг своей оси. Примерно 370 млн. лет назад год длился 400 суток, а сейчас – 365 с небольшим, поскольку Земля медленней обращается вокруг своей оси вследствие приливного торможения.

Следующий аспект рассматриваемой проблемы – влияние на Землю процессов, происходящих на Солнце. Выявлена периодичность в 9, 30 и 90 лет изменения земного климата в зависимости от колебаний солнечной активности.

Появились также указания на существование цикличности в 13, 19 и 23 тыс. лет, связанной с изменениями расстояния между Землей и Солнцем (Кузнецов и др., 1991).

Установлено, что Солнце и вся Солнечная система движется вокруг центра Галактики не по круговой, а эллиптической орбите с длительностью галактического года в 217 млн. лет. Поэтому условия, в которых находится Солнечная система, а значит, и наша Земля в ее крайних точках – в перигалактии и апогалактии существенно различаются.

Согласно соображениям Н.А. Ясманова (1992), «в перигалактии интенсивность солнечной радиации, достигающей земной поверхности, уменьшается вследствие прохождения Солнечной системой газопылевого облака. В это время на Земле усиливается вулканическая и сейсмическая активность, увеличивается скорость движения литосферных плит, усиливается образование глубинных разломов. В апогалактии при прохождении Солнечной системой пространства, свободного от газопылевых облаков, усиливается интенсивность космической и солнечной радиации, достигающей земной поверхности. Это и является одной из причин глобального потепления на Земле. Но кроме климатических воздействий в это время чаще происходит столкновение литосферных плит и усиливаются колебательные движения на крупных устойчивых геоструктурных блоках земной коры».

 

2.3. Географическая зональность – выражение взаимодействия Земли и Солнца и как основной фактор распространения опасных природных процессов

 

Географическая зональность (природная, ландшафтная, широтная зональность) – одна из основных географических закономерностей Земли. Она выражается в отчетливой последовательности смены типов природных комплексов (ландшафтов, геосистем, экосистем) и компонентов природной среды (рельеф, почвы, климат, поверхностные и подземные воды, растительный и животный мир, природные процессы и явления (ЭЭС, 1999, с. 524).

Географическая зональность во всей иерархии ее проявления следствие и результат взаимодействия Земли как единой системы с космосом (прежде всего Солнцем) и геосфер между собой (рис. 10).

Положение Земли в Солнечной системе, особенности вращения ее вокруг Солнца и своей оси дифференцирует на поверхности Земного шара макрозоны – термически однородные широтные пояса. В географии их выделено девять (рис. 10). Эти широтные пояса также называются географическими, физико-географическими и климатическими поясами.

Ландшафт – природный географический комплекс (биом), где природные компоненты (рельеф, климат, вода, почва) находятся в сложном взаимодействии и взаимообусловленности, образуя по условиям развития единую систему.

С позиции системного анализа ландшафт представляет собой открытую динамическую систему, все компоненты которой связаны между собой энергомассообменом и передачей информации. Ландшафт тесно связан с климатом (балансом тепла и влаги), геологическим субстратом (литогенной основой) и находится под воздействием различных антропогенных факторов.

Устойчивость ландшафтов к антропогенным воздействиям различна, и они делятся по этому признаку на три группы: устойчивые, средней устойчивости и неустойчивые.

Для первых характерно быстрое восстановление экологического равновесия и самозалечивание всех возникших нарушений, у третьих – восстановление экологического равновесия происходит медленно или не происходит совсем.

Каждый ландшафт Земли – это «блюдо» в планетной кухне, «изысканное кушанье», приготовленное самой Природой из горных пород, воздуха, растений в животных, заправ­ленное влагой и солнечным теплом. Всё это намешано в разных пропорциях и различных вариантах. В результате этого мы имеем «на столе» арктические пустыни, влажные тропические леса, степи и саванны, пустыни и муссонные леса (рис. 10). «Вкус блюда» (внешний облик ландшафта, его структура) зависит в основном от соотношения количества воды и тепла. Поступление этих главных «продуктов» связано с широтой мест­ности. Поэтому получающиеся «блюда» – ландшафты – расставлены на земном «столе» главным образом полосами вдоль параллелей. Бывают и исключения, когда вмешиваются горы, морские течения, нарушающие строгий порядок «сер­вировки».

Больше всего тепла и влаги в районе экватора, где располагаются богатейшие ландшафты влаж­ных экваториальных и тропических лесов. Меньше всего – у полюсов, на северной и южной вершинах планеты. Там влачат существование скудные ландшафты арктических и антарктических пус­тынь (рис.10).

Ландшафты влажных эквариальных и тропических лесов. Влажные тропические леса распространены в основном около экватора, по обе стороны от него. Они покрывают обширные территории – особенно в Южной Америке, Юго-Восточной Азии и Афри­ке. Самая крупная из таких областей – низ­менность бассейна Амазонки и её притоков.

 

В течение всего года среднемесячные температуры остаются практически неизменными: + 24 – +28 oС., выпадают обильные осадки. Почвы влажных тропических лесов кирпично-красного цвета, за что она и получила название кремнезёма, или ферраллитной почвы (от лат. «феррум» — «железо) местами достигают мощности 20 метров. Развиты такие природные процессы, как заболачивание, ливневые дожди.

Ландшафты тропиков с летним влажным периодом, где тепла ещё очень много, а вот осадки выпадают только в определённые сезоны, которые неотвратимо сменяются сухими и влаж­ными периодами (рис. 10). Они никогда не протягиваются сплошными широтными полосами.

Летнезеленые муссонные тропические леса. Когда эти леса покрыты листвой, они очень похо­жи на вечнозелёные экваториальные. Внеш­ний вид муссонного тропического леса ко времени наступления засухи совсем не похож на листвен­ный лес зимой где-нибудь в Европе.

Саванны. Сухой период времени в саванне длится 5–8 мес в году, количества осад­ков – до 200 мм в год.

Ландшафты пустынь и полупустынь. Ландшафты пустынь охватывают весь земной шар и занимают свыше 1/4 всей по­верхности суши Земли. Существование пустынь везде связано с одной причиной – жестокой нехваткой влаги.

Во всех засушливых областях земного шара прослеживается закономерность: в направлении от края к центрам пустынь растительный покров становится более редким. Сокра­щая до предела поверхность листьев, растения пустынь сильнее развивают корневые системы. Характерны ураганы, тайфуны, смерчи.

Ландшафты степей и полустепей. Русское слово «степъ» встречается во многих язы­ках мира. Потому что самая обшир­ная область степей – евросибирская – простира­ется поясом шириной до 1000 км от Восточной Европы (устье Дуная) до Восточной Азии (Амур­ская область) (рис. 10). И на всём этом пространстве безлес­ные, поросшие злаками территории с умеренным климатом называются словом «степь».

Для этой зоны характерно: 1) большие запасы живого и мертвого органического вещества; преимущество составляет мертвое в виде почвенного гумуса (96 %) – плодородие очень высокое; 2) величина первичной продукции значительна: 3) общий газообмен интенсивный, но вклад в кислородный баланс атмосферы планеты несущественный, т.к. идет расход на окисление мертвой органики.

Степи – ландшафты с умеренным климатом и холодной зимой – расположены в областях с недостатком влаги. Влаги здесь испаряется боль­ше, чем выпадает осадков (причём нередко в два раза). Степи – это тёплое лето со средней температурой июля +20 – +25° С и холодная зима со средними температурами значительно ниже нуля и снежным покровом. Почвы степей знамениты во всём мире. Это – чернозёмы, которые так и называются на всех языках.

На границе степи и леса образуются уникальные лесостепные ландшафты. Пони­женные места в них заняты лесами (в Европе – дубравами), а возвышенности – степями и лугами. Если климат становится влажнее, леса подни­маются наверх, вытесняя степь, а если суше – прячутся на склонах, днищах оврагов и балок. Только человек положил конец этим много­вековым колебаниям. Распахав благодатные почвы степей, он навсегда «загнал» лес в овраги и низины. Ландшафты широколиственных лесов очень силь­но изменены человеком, и их естественных, нена­рушенных участков сохранилось до наших дней очень мало.

Ландшафты широколиственных лесов. Они располагаются на окраинах материков – на востоке Северной Америки, в районах Восточной Азии с умеренным климатом и в Европе т.е. только там, где достаточно тепло и дожди часто приносят воду от океанов (рис.10).

Тепла здесь ещё достаточно, только зимы бывают морозными и длятся 3–4 месяца.

Таежные ландшафты. На нашей планете есть два зелёных океана — лесные тропические и экваториальные ландшафты и таёжные ландшафты российской Сибири и Кана­ды (рис. 10).

Их распространение определено климатом (приходом тепла и влаги). Обязательным элементом хвойных ландшафтов в Западной Сибири являются болота. Они занимают площадь более 54 тыс. кв. км. Это не удивительно, т.к. здесь осадков выпадает больше, чем успевает испариться за год. Мерзлая глинистая почва не дает воде просачиваться вглубь, а плоский рельеф замедляет ее сток в реки. Кроме этого, неотектонические процессы ведут к опусканию поверхности Западно-Сибирской низменности. Все это как будто нарочно создано для заболачивания тайги.

Для биома тайги характерно: 1) большой запас живого и мертвого органического вещества, причем, преобладает живая биомасса (99 %);

2) плодородие почв низкое; 3) величина первичной продукции значительна, но бедна видами (4 вида: ель, пихта, сосна, лиственница); 4) вклад в кислородный баланс атмосферы планеты существенен (1 га леса выделяет за 1 год около тысячи метров куб. кислорода, что соответствует годовой потребности в нем человека). В связи с быстрым сокращением площади лесов на земном шаре возникает угроза нарушения баланса содержания кислорода в атмосфере.

Почти обязательным элементом хвойных ланд­шафтов являются болота. Ведь здесь осадков выпадает больше, чем успевает испариться за год, мёрзлая глинистая почва не даёт воде просачиваться вглубь, глины не пропускают влагу, а плоский рельеф замедляет её, сток в реки. Всё это как будто нарочно создано для заболачивания тайги.

Осушения болот вызывает целый ряд негативных экологических последствий. Естественная болотная растительность после осушения болот деградирует. Затем торфяной слой мощностью 2–3 м через 10–20 лет срабатывается до минерального дна. Примером является Белорусское полесье, где господствуют сейчас черные пыльные бури. Осушение болот ведет к нарушению режима питания рек, т. к. многие ручьи чаще всего вытекают из болот.

Ландшафты тундр. Слово «тундра» происходит от финского «тунтури», что означает «плоский безлесный холм». Действительно, отсутствие деревьев – эта самая яркая особенность тундр.

Тундры широко распространены в основном в Северном полушарии – в Евразии и в Северной Америке. Почти непрерывным поясом они тянутся по самым северным территориям материков вокруг Северного полюса, как говорят учёные, циркумпо­лярно («циркум» по-латыни – «вокруг») (рис. 38).

В России тундры занимают по площади второе место после тайги. Лето в тундре холодное (+ 100), короткое (2 –2.5 месяца) и светлое (полярный день). Осадков очень мало, как в пустыне. Но воды много. Кругом озера, реки, мокрый мох под ногами.

Для зоны тундры характерно: 1) небольшие запасы живого и мертвого вещества; 2) низкая скорость разложения растительных остатков, и, соответственно, процессы образования почв идут вяло, как бы нехотя; 3) небольшое разнообразие видов растений (менее 100); 4) наличие многолетних мерзлых пород.

Расчищенная грунтовая площадка через несколько лет превращается в провальное озеро.

Особую экологическую опасность в районах распространения м.м.п. представляют геолого–разведочные работы. Результатом их является:

1) образование те









Дата добавления: 2016-06-13; просмотров: 1772; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2020 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.193 сек.