Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-1.jpg" alt="> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ Возраст ОБОЛОЧКИ Земли – 4, 6 ДОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП"> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ Возраст ОБОЛОЧКИ Земли – 4, 6 ДОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП млрд. лет 4, 6 -4, 0 млрд. л. н. Земля изначально Либо – быстрый разогрев холодная за счет энергии Азотная атмосфера с гравитационной аккреции благородными газами, Магматический океан восстановительная неглубоко от поверхности среда или на поверхности Нет гидросферы и Метеоритные удары биосферы провоцировали Бомбардировки базальтовые излияния метеоритами и Локализация мантийных астероидами (4, 2 -3, 9 струй («плюм-тектоника» , млрд. л. н.) как на Венере и сейчас)
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-2.jpg" alt="> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ ДОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП "> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ ДОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ЭТАП 4, 6 -4, 0 млрд. л. н. Захват Протолуны – Либо – гигантский импакт гигантские приливы на через 50 -70 млн лет после Земле до 1 км, ускоренное аккреции, выброс вещества вращение Земли, и выпадение части Выпадение на Землю вещества обратно на Землю части вещества с образованием из Протолуны, в т. ч. оставшейся части - Луны железистого ядра Постепенный разогрев Либо – быстрый разогрев недр за счет энергии аккреции приливного трения («слипания» Удаление Луны планетезималей) Замедление вращения Земли
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-3.jpg" alt=">ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ДОБИОГЕННЫЙ ЭТАП ОБОЛОЧКИ 4, 0 –"> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ДОБИОГЕННЫЙ ЭТАП ОБОЛОЧКИ 4, 0 – 0, 57 млрд. л. н. Архей (4, 0 – 2, 5 млрд. л. н.) Ø От начала тектонической активности, расплавления и дегазации до выделения земного ядра Ø Многочисленные тонкие литосферные мини-плиты Ø Начало тектоники плит 3, 5 -3 млрд. л. н. Ø Нет субдукции, только обдукция («торосы» из плит) Ø Возникновение жизни 3, 6 млрд. л. н. Ø К концу периода 2, 5 млрд. л. н. – формирование земной коры и Fe-Ni-ядра
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-4.jpg" alt="> ДОБИОГЕННЫЙ ЭТАП 4, 0 – 0, 57"> ДОБИОГЕННЫЙ ЭТАП 4, 0 – 0, 57 млрд. л. н. Протерозой (2, 5 – 0, 57 млрд. л. н.) § Ослабление тектонической активности § Возрастание мощности литосферных плит § Образование и раскол Пангеи-1 § Усиление дегазации с выделением О 2, СО 2, Н 2 О § О 2 расходуется на окисление пород, накапливается медленно до середины протерозоя) § Главный источник эндогенной энергии - химико- плотностная дифференциация мантии § Медленное формирование гидросферы. 2, 2 млрд. л. н. – ускорение (насыщение серпентинитов), рост глубин океана § Жизнь только в океане – защищена водой от УФ- радиации
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-5.jpg" alt="> БИОГЕННЫЙ ЭТАП ПАЛЕОЗОЙ Мезозой"> БИОГЕННЫЙ ЭТАП ПАЛЕОЗОЙ Мезозой Кайнозой Q 570 -230 МЛН Л. Н. N 570 – 0, 04 МЛН. Л. Н. Pg 67 K Начало этапа – резкий рост О 2 (металлическое J железо исчезло) T P 230 Кембрий-Ордовик – Появление многоклеточных. Палеозой C D Байкальский орогенез. S Снижение СО 2 – снижение растворимости O карбонатов - возможность построение Cm известковых скелетов 570 Pt 2 Докембрий Pt 1 Силур –Каледонский орогенез. Ar Рыбы. Выход жизни на сушу. Начало почвообразования.
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-6.jpg" alt="> БИОГЕННЫЙ ЭТАП ПАЛЕОЗОЙ Мезозой Кайнозой Q "> БИОГЕННЫЙ ЭТАП ПАЛЕОЗОЙ Мезозой Кайнозой Q 570 – 0, 04 МЛН. Л. Н. 570 -230 МЛН Л. Н. N Девон – Формирование озонового экрана, резкий Pg 67 рост биомассы и биоразнообразия на суше. K Амфибии. Рептилии. J T Карбон – Рост СО 2 (вулканизм), усиление 230 P фотосинтеза, потепление, пышные леса из Палеозой C папоротников, хвощей, плаунов. D Накопление углей, нефти, газа в условиях S заболоченных равнин с тропическим климатом. O Возникновение географической зональности Cm 570 Pt 2 Пермь-Триас – Формирование Пангеи-2. Докембрий Pt 1 Герцинский орогенез. Рост континентальности. Ar Оледенения. Сокращения количества экологических ниш → Снижение биоразнообразия. Массовое вымирание видов.
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-7.jpg" alt="> БИОГЕННЫЙ ЭТАП Мезозой Кайнозой Q "> БИОГЕННЫЙ ЭТАП Мезозой Кайнозой Q МЕЗОЗОЙ N 570 – 0, 04 МЛН. Л. Н. 230 -67 МЛН Л. Н. Pg 67 Юра – Глобальный спрединг. K Возникновение новых океанов и континентов. J Начало океанизации. T Рост разнообразия рельефа и контрастности P 230 географической оболочки. Палеозой C Гигантские рептилии. D S Мел – Мезозойский орогенез. O Видообразование. Cm Рост океанов. 570 Pt 2 Удаление континентов. Докембрий Pt 1 Усиление изоляции экосистем → Рост Ar разнообразия млекопитающих. Цветковые растения Конец периода (67 млн л. н.) – массовое вымирание (астероид?)
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-8.jpg" alt="> БИОГЕННЫЙ ЭТАП Мезозой Кайнозой Q "> БИОГЕННЫЙ ЭТАП Мезозой Кайнозой Q 570 – 0, 04 МЛН. Л. Н. КАЙНОЗОЙ N Палеоген 67 -0 МЛН Л. Н. Pg Глобальная денудация, выравнивание рельефа. 67 Господство млекопитающих, птиц, K J покрытосеменных. T 230 Неоген-Плейстоцен P v. Альпийский орогенез. Палеозой C v. Неотектонические поднятия. D Эпиплатформенный орогенез (возрожденные S горы). O v. Рост высоты континентов и площади суши. Формирование высотной поясности. Cm 570 v. Рост континентальности. Pt 2 v. Кольцо океанов вокруг Антарктиды → Докембрий Pt 1 ледниковый покров. Ar Плейстоцен Покровные оледенения и межледниковья с ослаблением и усилением зональности.
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-9.jpg" alt="> Pz Kz "> Pz Kz Mz Мел Юра Триас Девон Силур Пермь Неоген Карбон Ордовик Кембрий Палеоген Плейстоцен ЖИВОЙ ПРИРОДЫ ЭВОЛЮЦИЯ Насекомые Рыбы Амфибии Рептилии Птицы Млекопитающие Водоросли Плауновидные Папоротники Хвойные Покрытосе менные
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-10.jpg" alt="> ЧЕЛОВЕК Единственный род семейства гоминид "> ЧЕЛОВЕК Единственный род семейства гоминид Австралопитек Homo erectus Неандерталец Дриопитек Кроманьонец Homo sapiens 4000 3500 2000 350 40 тыс. л. н. Община Каменные Жилища Одежда орудия Ритуалы Рыболовство Охота Одомашнивание Собирательство
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-11.jpg" alt=">ЧЕЛОВЕК ">
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-12.jpg" alt="> 365 ДНЕЙ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ 1 января – догеологическая история 28 марта"> 365 ДНЕЙ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ 1 января – догеологическая история 28 марта – первые бактерии 12 декабря – расцвет динозавров 26 декабря – исчезновение динозавров 31 декабря, 01 -00 – предок обезьяны и человека 31 декабря, 17 -30 – появление австралопитеков 31 декабря, 23 -54 – появление неандертальцев 31 декабря, 23 -59 -46 – начало новой эры (1 год) 31 декабря, 24 -00 – человек на Луне (Н. Армстронг)
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-13.jpg" alt="> ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ Процесс выделения земного ядра в"> ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ Процесс выделения земного ядра в основе: Øтектонической активности Øгеохимической эволюции мантии Øдегазации мантии и возникновения атмосферы и гидросферы Øобразования полезных ископаемых Øразвития жизни
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-14.jpg" alt="> ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 1. Уменьшение глубинного теплового потока в 3"> ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 1. Уменьшение глубинного теплового потока в 3 -4 раза 2. Прогрессируюшее расслоение на оболочки 3. Периодическое образование и распад Пангей с периодом 400 -500 млн. лет из-за накопления мантийного тепла под литосферой 4. Рост разнообразия горных пород 5. Переход от абиогенного этапа к биогенному 6. Прогрессирующее накопление биогенной энергии и рост биоразнообразия 7. Рост разнообразия географических зон 8. Рост площади платформ 9. Рост скорости осадконакопления 10. Рост контрастности рельефа 11. Неравномерность развития, цикличность, метахронность
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-15.jpg" alt="> Важнейшие механизмы развития географической оболочки q Дегазация мантии и"> Важнейшие механизмы развития географической оболочки q Дегазация мантии и вулканизм q Спрединг и субдукция q Направленная эволюция земной коры, с образованием подвижных поясов, платформ, складчатых областей q Географический цикл развития рельефа В. М. Дэвиса q Большой геологический круговорот вещества на потоках солнечной энергии, гравитационной, внутренней энергии Земли q Фотолиз в верхних слоях атмосферы q Развитие гидросферы и океанизация q Развитие растительного покрова и животного мира. Фотосинтез. q Малый биологический и географический круговорот вещества на потоке солнечной и гравитационной энергии. q Хозяйственная деятельность человека как планетарное явление.
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-16.jpg" alt="> ЕДИНСТВО ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ Л А Рассеяние живого вещества с ветрами и водными"> ЕДИНСТВО ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ Л А Рассеяние живого вещества с ветрами и водными Б Г потоками. Закон Вернадского: Миграция химических элементов в биосфере осуществляется либо при непосредственном участии живого вещества, либо в среде, геохимические особенности которой созданы живым веществом.
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-17.jpg" alt="> СВОЙСТВА КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ ØПоведение одних и тех же веществ различается в зависимости"> СВОЙСТВА КОРЫ ВЫВЕТРИВАНИЯ ØПоведение одних и тех же веществ различается в зависимости от типа ландшафта ØХарактерны процессы окисления, связанные с изменением валентности элементов ØХарактерны процессы гидратации минералов ØИзмельчение вещества с накоплением глинистых веществ и возрастанием площади соприкосновения частиц между собой и с водой; активизация ионного обмена; рост возможностей накопления элементов ØТип коры (накопление Fe, Al, Si, Ca. CO 3, S, крупных обломков) определяется рельефом и гидроклиматическим режимом – характером перераспределения вещества ØМощность от десятков сантиметров до сотен метров ØВозможно наследование реликтовых свойств, не соответствующих современным ландшафтам ØБиокосная природа, но в отличие от почвы отсутствует биогенная аккумуляция
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-18.jpg" alt="> ЛАНДШАФТНАЯ СФЕРА v Тонкий слой прямого соприкосновения, контакта и энергичного"> ЛАНДШАФТНАЯ СФЕРА v Тонкий слой прямого соприкосновения, контакта и энергичного взаимодействия земной коры, воздушной тропосферы и водной оболочки. v Мощность от 10 n до 200 -250 м v Биологический фокус географической оболочки v Среда, наиболее благоприятная для развития жизни v Трансформатор вещества и энергии, рассеиваемых до внешних границ географической оболочки
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-19.jpg" alt="> ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 1. Целостность 2. Ритмичность 3. Зональность 4."> ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 1. Целостность 2. Ритмичность 3. Зональность 4. Азональность 5. Асимметричность 6. Барьеры 7. Метахронность (несинхронное наступление фаз развития геосистем) 8. Саморазвитие
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-20.jpg" alt="> ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 9. Компенсационные механизмы (закон Чижевского,"> ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ 9. Компенсационные механизмы (закон Чижевского, воздымание-опускание, похолодание-потепление, экспозиционные эффекты, орошение-усыхание Арала, Эль- Ниньо, Антарктида-Сев. Ледовитый океан…) 10. Дополнительность: контрастные явления не существуют друг без друга (водосбор-русло-конус выноса, циклоны-антициклоны) 11. Пространственно-временные ряды географических явлений (Последовательность во времени отражается в пространственном ряду) 12. Пространственно-временная эмерджентность: целое больше суммы частей (Биоразнообразие большого острова больше биоразнообразия архипелага)
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-21.jpg" alt="> АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ ШВремя и механизмы первичного разогрева Земли"> АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ ШВремя и механизмы первичного разогрева Земли ШПричины распада и восстановления суперконтинентов ШДлительность существования Мирового океана ШКосмические и орбитальные причины климатических изменений ШИзменчивость гравитационной постоянной и влияние сверхдальних гравитационных волн на форму Земли ШПричины массовых вымираний флоры и фауны
Src="https://present5.com/presentation/3/5254644_44770425.pdf-img/5254644_44770425.pdf-22.jpg" alt=">ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ЧТО ВПЕРЕДИ? ОБОЛОЧКИ Через 600 млн. лет в мантии"> ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ЧТО ВПЕРЕДИ? ОБОЛОЧКИ Через 600 млн. лет в мантии всё Fe. O→ Fe 3 O 4 Усилится выделение О 2 из мантии в атмосферу Вырастет атмосферное давление Температура увеличится до 110° С (против современных 15, 1° С) Выкипание океана Дегидратация земной коры Рост температур до 550°С и давления до 500 атм. Гибель жизни Солнце через 5 млрд лет превратится в белого карлика без движения частиц
Добиогенный этап
Биогенный этап
Антропогенный этап
2. Антропогенные изменения географической оболочки в современное время: формирование техносферы
Основные этапы развития географической оболочки: добиогенный, биогенный, антропогенный
Географическая оболочка Земли и входящая в нее ландшафтная сфера находятся в непрестанном изменении и развитии. Одной из важнейших причин этого развития Л.А. Григорьев считает процесс постоянного обмена веществом и энергией между компонентами географической оболочки, между географической оболочкой и внешним миром.
В развитии географической оболочки и ландшафтной сферы можно выделить три основных этапа.
I этап - абиогенный - период с момента образования земной поверхности до появления жизни. Он охватывает допалеозойское время в истории Земли (архейскую и протерозой скую эры). Это время становления географической оболочки и зарождения ее биологического фокуса – ландшафтной сферы. Состав отдельных компонентов географической оболочки и ее вертикальные границы были тогда иными, чем сейчас. Поэтому говорить о географической оболочке в современном ее понимании в то время неправомерно. Первоначально существовало лишь два исходных компонента - горные породы и солнечная радиация, взаимодействие между которыми проявлялось в поглощении и отдаче горными породами тепла, а также в некоторой аккумуляции солнечной радиации поверхностными и, возможно, более глубокими слоями. Важнейшую роль в жизни планеты сыграло появление атмосферы и воды.
В первичной атмосфере господствовали восстановительные условия, в ней преобладали водород и гелий при низком содержании кислорода и относительно высоком содержании углекислоты. Образование водяного пара могло осуществляться двумя путями: за счет выделения из недр и в результате реакции водорода с двуокисью углерода, который наряду с другими газами также выделялся из недр. С появлением воды (с низкой соленостью) возникают моря, океаны, внутренние водоемы, развиваются круговорот воды, эрозионно-аккумулятивные и другие процессы. Покров осадочных пород имел очень небольшую мощность. По-видимому, под действием солнечной радиации водяной пар разлагался на водород и кислород. Однако подавляющая часть кислорода тратилась на окисление аммиака в азот и воду и на окисление метана СН 4 в СО 2 и воду. Таким образом, свободного кислорода в атмосфере практически не было и окисления химических соединений не происходило.
Жизнь в наиболее примитивных ее проявлениях возникла, очевидно, еще в архее, но воздействие ее на ландшафтную сферу и тем более географическую оболочку в целом было ничтожным. Даже к концу добиогенного этапа на суше обитали лишь бактерии и водоросли, поэтому ландшафтной зональности в современном представлении тогда не было, как и не было развитого почвенного покрова.
II этап -биогенный - включает палеозой, мезозой и значительную часть кайнозоя (палеоген, неоген). Моря и сушу завоевывают растения и животные, состав и строение которых все более усложняется с течением времени. С начала палеозоя биологический компонент оказывает решающее влияние на состав и структуру географической оболочки. Благодаря живым организмам возросло содержание кислорода в атмосфере, более энергично пошел процесс накопления осадочных пород, сформировались почвы - этот важнейший компонент ландшафтной сферы. Жизнь, по словам В.И. Вернадского (1926), «теснейшим образом связана со строением земной коры, входит в ее механизм и в этом механизме исполняет величайшей важности функции, без которых он не мог бы существовать».
С появлением жизни как формы существования материи зародилась полноценная географическая оболочка – сложная, качественно своеобразная материальная система. Ландшафтная сфера в этот второй период приобрела зональную структуру, тип которой неоднократно менялся на протяжении палеозоя и мезозоя.
В развитии географической оболочки второго этапа можно выделить два наиболее крупных подэтапа - доантропогенный и антропогенный , качественные различия которых предопределяются воздействием разумного человека на природные процессы.
А) Доантропогенный подэтап . По современным представлениям жизнь возникла около 3 млрд. лет назад и в горных породах того возраста сохранились остатки примитивных бактерий. О появлении жизни в то время свидетельствует также наличие известняков, железистых кварцитов и других пород, возникновение которых связывают с жизнедеятельностью организмов.
Органическая жизнь первоначально, по-видимому, была сосредоточена в мелководной прибрежной, хорошо освещенной полосе морей и океанов. Уже в протерозое в водоемах и на суше значительное развитие получили бактерии, сине-зеленые и меньше красные водоросли, а к концу протерозоя сформировались все типы беспозвоночных животных. Появление жизни - крупнейший эволюционный скачок в развитии, планеты, когда организмы стали великим, постоянным и. непрерывным нарушителем химической косности нашей планеты. Они участвовали в образовании многих осадочных пород и руд, с их помощью атмосфера из восстановительной постепенно стала окислительной.
Для первой половины палеозоя в целом характерна псилофитная флора - травянистые или деревянистые растения, переходная группа между водорослями и папоротникообразными. В животном мире в кембрийское время господствовали археоциаты, появились трилобиты, древнейшие панцирные рыбы, в ордовике развивались кораллы, головоногие ортоцератиты, в силуре появились первые жители суши - скорпионы и многоножки. Большим разнообразием отличалась органическая жизнь девона и карбона. Широко развитые в девоне псилофиты к концу периода вымерли и уступили место древовидным хвощам, плаунам, папоротникам (архиоптерисовая флора), которые достигли расцвета в карбоне. Зеленые растения, обогащая, атмосферу свободным кислородом, создали благоприятную среду для быстрой эволюции животных. Вслед за пышным развитием архиоптерисовой флоры началось быстрое развитие земноводных и пресмыкающихся, представленных звероподобными рептилиями. В пермский период в результате большей сухости флора приобрела ксерофильный облик, господство начали завоевывать голосемянные. Богатый животный мир был представлен крупными фораминиферами, морскими ежами и лилиями, хрящевыми рыбами, земноводными и пресмыкающимися.
В мезозойскую эру появились первые млекопитающие, предки птиц (триас), в мелу началось обеднение голосемянных, появились и широко развились покрытосемянные. Непрерывное, поступательное развитие органической жизни, переход от одних форм к другим, от низших к высшим характерен и для кайнозойской эпохи.
Непрерывному изменению состава и структуры подверглась литогенная основа географической оболочки. Первоначально земная поверхность представляла сплошную геосинклиналь, а в дальнейшем соотношение площадей платформ и геосинклинальных областей менялось следующие образом по подсчетам М.С. Точилина (1960; Юренков, 1982; табл. 1).
Таблица 1 – Соотношение площадей платформ и геосинклинальных областей Земного шара
Одновременно литогенная основа пополнялась веществом за счет внедрения изверженных масс и поступления его из космического пространства; увеличивалась масса осадочных пород, происходили и другие изменения.
На протяжении геологической истории сильно менялось положение полюсов Земли. Согласно П.С. Хромову, в протерозое Северный полюс находился в центре Северной Америки, откуда мигрировал на юго-запад и в кембрии располагался в середине Тихого океана. Уже в палеозое полюс переместился на северо-запад и достиг в триасе побережья Охотского моря, затем начал смещаться к северо-востоку. В неогене он мигрировал по Северному Ледовитому океану в направлении к Гренландии и в антропогене занял современное положение.
Взаимодействие всех непрерывно, поступательно развивающихся компонентов географической оболочки предопределяло постоянное ее изменение во времени и пространстве как целостной материальной системы, естественно-историческое усложнение ее территориальной дифференциации. С полным основанием можно говорить о наличии природных зон в карбоне, перми и других периодах. Так, в пределах Евразии в среднем и верхнем карбоне существовали три климатические зоны с характерной для них растительностью. По данным Н.М. Страхова (1962; Юренков, 1982) неширокой полосой от Молого-Шекснинской низменности через Южный Урал, Тургай, к Заилийскому Алатау протягивалась засушливая; зона, которая сильно расширилась к перми; севернее ее располагалась умеренно влажная (тунгусская) зона с растительным покровом из древовидных плауновых, каламитов, а в перми к ним присоединились гинкговые; к югу от аридной зоны располагалась тропическая влажная зона с пышной вестфальской растительностью из крупных каламитов и кордаитов, лепидодендронов, сигиллярий, древовидных плаунов, папоротников, хвощей и др.
Зонально-провинциальные различия природы еще больше проявились в мезозойское время. Согласно А. А. Борисову (1965; Юренков, 1982), в пределах территории России на протяжении всей мезозойской эры существовали три климатические зоны. В триасе на севере Дальнего Востока выделялась субарктическая зона, северную половину европейской части и север Сибири занимала умеренно теплая континентальная, а на юго-западе располагалась тропическая зона, которая затем сменилась влажной субтропической. Эти же зоны, но несколько иного простирания, отмечались в юре и мелу. К концу мела произошла дифференциация субтропической зоны на влажные субтропики (современный Крым, Черное море, Кавказ, юг Каспия) и сухие (территория Средней Азии).
В палеогене происходила дальнейшая дифференциация природных условий. Юг Русской равнины занимала субтропическая (полтавская} зона с растительностью из вечнозеленых пальм, мирты, фикусов, лавров, дубов, древовидных папоротников, секвой, болотных кипарисов, широколиственных листопадных (тополь, грецкий орех и др.). К северу от широты Волгограда простиралась умеренная теплая тургайская зона с господством листопадных широколиственных древесных и кустарниковых пород с участием хвойных (ель, тис и др.) и мелколиственных (береза, крушина и др.) пород.
Как отмечают многие исследователи, динамичность всех природных процессов усиливалась с возрастом Земли, от одной геологической эпохи к другой. Наибольшей эволюционной изменчивостью обладают природные зоны, расположенные в более высоких широтах. Природные зоны более низких широт обнаруживают относительно большую устойчивость, более консервативны.
Интенсивные горообразовательные движения в неогене, резкое увеличение площади суши и сокращение морских бассейнов, быстрое смещение полюсов и другие факторы обусловили усиление континентальности климата, дальнейшую дифференциацию природных условий. С территории нынешней России отступила палеогеновая полтавская флора, а ее место заняла листопадная тургайская. В миоцене-плиоцене в Средней и Восточной Сибири формировались ядра новой фитогеографической области, где получили господство сосна, ель, пихта, лиственница. Усиление континентальности обусловило в Средней Азии смену лесных биоценозов степными и пустынными. С похолоданием климата хвойные леса из Средней Сибири продвинулись на север Восточно-Европейской равнины, на юге они сменились лиственными лесами. К плейстоцену тургайская флора почти полностью мигрировала в убежища, на территории Евразии существовали все природные зоны, за исключением зон арктических пустынь и тундровой, но очаги тундровой растительности на севере и в горах Сибири к этому времени уже существовали. Тундровая зона сформировалась в позднем плейстоцене (гляциоплейстоцене), современное свое положение она заняла в конце голоценового и поэтому является самой молодой из природных зон.
Наибольшей динамичностью всех природных процессов по сравнению с остальными периодами Земли характеризовалось четвертичное время. В период неоднократных плейстоценовых оледенений происходило сокращение площадей, занятых лесом, перед краем наступавших ледников формировалась своеобразная холодная «лесостепь» (перигляциальная зона), которая включала в себя группировки лесной, степной и элементы формирующейся тундровой растительности. Спускавшиеся горные ледники теснили книзу в предгорья лесную растительность, ее место занимали представители формирующихся альпийских комплексов. В межледниковые эпохи природные зоны и высотные пояса стремились занять свои прежние положения. Вместе с зональными видами растительного мира к северу продвигались и не свойственные этим зонам представители. Так, вследствие переселений в лесной и тундровой зонах в альпийском поясе гор появились степные представители - Центрально-якутские, Яно-Оймяконские, Колымские и другие луго-степи, сохранившиеся и до настоящего времени. Их существование здесь в настоящее время вполне соответствует современным экологическим особенностям этих территорий. Все эти перемещения способствовали перемешиванию различных видов растительного и животного мира, дальнейшему усложнению морфоструктуры географической оболочки.
Б) Антропогенный подэтап - III этап - отвечает четвертичному периоду (антропогену, или плейстоцену и голоцену).В это время географическая оболочка Земли становится местом обитания - географической средой - человека, ареной его хозяйственной деятельности. За сравнительно короткий промежуток времени географическая оболочка оказалась под сильнейшим воздействием человека. Особенно большие изменения, связанные с деятельностью человека, произошли в структуре и строении ландшафтной сферы. Девственный растительный покров многих географических зон нарушен человеком или полностью замещен культурной растительностью; вследствие распашки земель резко возросли эрозионные процессы; плотины электростанций изменили режим рек.
Современный облик ландшафтной сферы есть в значительной мере результат хозяйственной деятельности человека. Именно этот современный облик ландшафтной сферы, в сильной степени преоразованный человеком, и составляет объект исследований ландшафтоведческой науки.
В своей практической деятельности человек выходит далеко за пределы ландшафтной сферы, а отчасти переходит и за пределы географической оболочки. Однако преобразующее воздействие его пока ограничивается в основном рамками ландшафтной сферы.
С появлением человека разумного (Homo sapiens) географическая оболочка вступила в качественно новый этап своего развития, в котором принято выделять четыре основных периода:
1)древнейший (верхний палеолит) - 40-10 тыс. лет назад;
2)древний (мезолит, неолит, бронзовый век) - 10-3 тыс. лет. назад;
3)новый (железный век, историческое -время) - 3 тыс.- 30 лет назад;
4)новейший - с середины 40-х годов XX в. до наших дней.
Первые периоды антропогенного этапа характеризовались сравнительно незначительным воздействием человечества на географическую оболочку. В древнейший период это воздействие проявлялось главным образом в постепенном освоении новых территорий, в количественном изменении некоторых видов растительного и животного мира. Более существенное и разнообразное влияние оказывало человечество на природные процессы во второй, древний период в связи с возникновением скотоводства и земледелия, с активным вмешательством человека в такие компоненты природной среды, как почва, растительный покров. Первыми антропогенными урочищами, созданными человеком в этот период, стали курганы - могильники, сохранившиеся до наших дней. Обработка почвы, пастьба домашнего скота явились причиной.усиления эрозионных процессов, качественного изменения растительных сообществ, смены одних ценозов другими.
Вместе с тем нельзя забывать о поступательном общенаправленном развитии географической оболочки и недооценивать естественно-исторические процессы этого времени.
В послеледниковое время (голоценовое межледниковье) (с 10300 лет до нынешнего этапа) также были значительные колебания климатических условий, особенно в высоких широтах. Это подтверждается данными палинологических анализов отложений озер и болот (Нейштадт, 1957; Еловичева, 2001). Так, в отложениях древнего голоцена (арктический и субарктический периоды - 14000-10300 лет назад) на территории Беларуси отмечалось последовательное преобладание пыльцы сосны и березы при большой роли трав (раунисский интерстадиал), березы с участием сосны и ели, трав (ранний дриасовый - I стадиал), сосны и березы, трав (беллингский интерстадиал), сосны с участием березы и трав (средний дриасовый - II стадиал), ели (30-90%) с сосной и травами (аллередский интерстадиал), сосны и березы с травами (поздний дриасовый – III стадиал) при отсутствии пыльцы широколиственных пород. В раннем голоцене (пребореальный и бореальный периоды) климат стал теплее с разной степенью увлажненности. В пребореале-1 (10300-10000 лет назад) господствовала сосна, пребореале-2 (10300-9200 лет назад) - ель и сосна, бореале-1 (9200-8800 лет назад) - береза, бореале-2 (8800-8400 лет назад) - сосна с участием термофильных пород, бореале-3 (8400-8000 лет назад) - сосна и береза с елью. Средний голоцен объединяет атлантический и суббореальный периоды (8000-2500 лет назад. В атлантике (8000-5000 лет назад) отмечается максимум распространения пыльцы широколиственных пород (до 40%), ольхи и орешника. В суббореале содержание термофильных пород существенно снижается, для суббореала-1 (5000-4000 лет назад) характерен максимум сосны, а суббореалу-2 (4000-2500 лет назад) свойственны максимумы ели и сосны. В позднем голоцене (субатлантический период - 2500 лет назад - современность) растительный покров слагали хвойно-лиственные породы, наряду с участием представителей синантропической растительности. В отложениях субатлантики-1 (2500-1600 лет назад) отмечалось максимальное содержание пыльцы сосны, субатлантики-2 (1600-750 лет назад) - ели и сосны, а субатлантики-3 (750 лет назад - современность) - вновь сосны, а количество пыльцы широколиственных пород в отложениях снизилось до 5%.
Смена лесов (сукцессия растительности) в поозерском позднеледниковье и голоцене связана с изменением климатических условий, а в субатлантический период на естественный ход природных процессов уже накладываются и изменения, вызванные хозяйственной деятельностью человека. В постоптимальное время голоцена (суббореальный и субатлантический периоды) явно выражена тенденция к общему похолоданию климата на фоне кратковременных климатических колебаний в сторону некоторого его потепления и некоторому усилению жизнедеятельности широколиственных древесных пород.
Согласно В.Н. Сукачеву (1938), ельники с участием дуба и других широколиственных пород - это одна из стадий смены широколиственных лесов еловыми, но это процесс медленно идущий, и в победе ели над дубом играют роль не только ее теневыносливость, но и другие свойства, в частности влияние на почву, которое проявляется в усилении подзолистого процесса.
В.Н. Сукачёв совершенно правильно указывал, что ельники с примесью дуба и других широколиственных пород могут оставаться в течение нескольких поколений без резких изменений и даже с временными изменениями в силу случайных причин (рубка, действие вредителей, пожары) в сторону господства дуба с его спутниками. Кроме того, на фоне общего похолодания и увеличения влажности после атлантического времени отмечались и кратковременные климатические колебания в сторону некоторого потепления. Временные потепления способствовали усилению жизнедеятельности широколиственных древесных пород.
Колебания климата в течение послеледникового времени - одна из причин изменений пространственных положений ПТК. Согласно М.И. Нейштадту (1957), М.И. Лопатникову, А.И. Попову (1959), в голоцене подвергались изменениям границы природных зон.
Наиболее значительные изменения отмечались в высоких широтах, т. е. проявилась одна из важнейших закономерностей географической оболочки - большая динамичность природных условий в высоких широтах и относительный консерватизм - в низких. Как установлено, в атлантическое время лесная зона занимала нынешнюю территорию лесотундры и часть тундровой зоны, местами выходила к морям Северного Ледовитого океана. Современное положение природные зоны заняли только в позднем голоцене. Изменения климатических условий, особенно увлажненности, в последние десятилетия повлекли за собой изменение морфоструктуры ПТК, которое наиболее ощутимо сказалось в пределах территорий с близким от поверхности залеганием уровня грунтовых вод. Так, по П.С. Погребняку (1967), за истекшее сорокалетие в пределах Украинского Полесья влажные и сырые местообитания осушились примерно на один гидротоп: т. е. черничники-долгомошники превратились в черничники-зеленомошники, последние - в брусничники, а некоторые брусничники - в лишайниковые боры.
Введение
Географическая оболочка
1 Понятие и состав географической оболочки
2 Этапы формирования географической оболочки
Биосферный ярус географической оболочки и его эволюция
1 Понятие о биосфере
2 Круговорот углекислого газа, азота, кислорода и водорода
3 Эволюция биосферы в ноосферу
Развитие концепции ноосферы как дальнейшей эволюции биосферы
1 Этапы преобразования биосферы в техносферу
2 Концепция становления ноогенеза и техногенеза
Заключение
Список литературы
Введение
Данная исследовательская работа в области землеведения была очень актуальна во все времена. Эта тема не утратила свое значение и сейчас. Биосферный ярус является внешней оболочкой твердой части Земли, а его изучение необходимо для понимания всех географических процессов, происходящих на Земле.
Решение данной проблемы имеет как теоретическое, так и практическое значение. Изучая биосферный ярус географической оболочки, мы можем узнать, как происходила эволюция биосферного яруса, и как на ее протяжении сложилось стойкое динамическое равновесие, которое определялось потребительско-восстановительной функцией, т.е потребленные природные ресурсы постоянно и своевременно воссоздавались. С каждым этапом значительного роста численности населения ощутимым становились нарушение равновесия в биосфере. Это объясняется ростом природных ресурсов, на что впервые в 1798 г. указал Т. Мальтус. Сверхмощная техногенная деятельность человечества существенным образом изменяет биосферу Земли, которая, по определению В.И. Вернадского превратилась в ноосферу, т.е. сферу умной жизни. В.И. Вернадский сделал особенно значительный взнос в учение о ноосфере. По современным представлениям, ноосфера - это сфера сознательной деятельности человека в глобальном масштабе, взаимодействия общества и природы, в пределах которой умная деятельность человека становится главным, решающим фактором развития. Практическое значение данной проблемы заключается в том, что эти знания можно использовать в хозяйственной деятельности человека, а также в охране его труда и здоровья.
Объектом исследования является географическая оболочка. Предметом нашего исследования является биосферный ярус. Целью изучения этого вопроса является изучения биосферного яруса географической оболочки и его эволюция. Метод изучения этой работы является теоретический, а именно изучение различных литературных источников географической информации. Изучением данной темой занимались В.И. Вернадский, Э. Зюсс, Ф.Н. Мильков, и другие ученые. В своей работе я задал несколько вопросов: Что такое географическая оболочка? Какую роль играет в ней биосферный ярус? Какова была его эволюция? И какие нарушения может внести деятельность человека в биосферу Земли? С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества.
1. Географическая оболочка
Наиболее общим объектом изучения географической науки является географическая оболочка. Термин «географическая оболочка» был предложен известным географом А.А. Григорьевым в 1932 г.
Географическая оболочка - самый большой на Земле природный комплекс, в котором литосфера, гидросфера, атмосфера и биосфера, сложно переплетаясь, взаимодействуют между собой, проникают друг в друга, обмениваются веществом и энергией. Каждый компонент комплекса имеет свой химический состав, отличается присущими только ему свойствами. В пределах оболочки как бы лежащей на границе планеты и космоса действуют как космические, так и внутренние силы. Одно из важнейших свойств географической оболочки - наличие веществ (прежде всего воды) одновременно в жидком, твердом и газообразном состоянии. Они могут иметь свою организацию вещества, закономерности развития, могут быть органическими или неорганическими.
Процессы, протекающие в географической оболочке, многообразны, тесно связаны между собой и могут быть легко нарушены. Они еще недостаточно изучены и значение их крайне важно для сохранения Земли и выживания человека. Географическая оболочка уникальна прежде всего тем, что в ней действуют, переплетаясь между собой, взаимно дополняя друг друга или сталкиваясь как противоположные, разные формы энергии: часть - земного, часть - космического. Обилие энергии порождает различные процессы - геологические, биологические, физические и химические. Мы говорим о том, что на земной поверхности происходит противоборство внешних и внутренних сил. Причем одни из них стремятся установить равновесие. Например: сила тяжести, с которой связаны и выравнивание рельефа, и стекание воды с его понижения. С силами притяжения Луны и Солнца связаны приливы и отливы. Среди внутренних источников энергии на первом месте стоит распад радиоактивных веществ, с которым связаны образование гор и движение литосферных плит, землетрясения и извержение вулканов, деятельность гейзеров, горячих источников. Все эти процессы сопровождаются обезвоживанием и дегазацией недр, т.е. выносом воды и газов на земную поверхность. Немалую роль играет и то, что Земля как общий магнит образует магнитное поле, которое влияет не только на процессы притяжения, но и на поведение электрических зарядов в атмосфере. Космическая энергия достигает поверхности Земли в виде различных излучений, из которых главенствует солнечная. Ее поступает очень много. Значительная часть солнечной энергии отражается обратно в космос. В солнечной энергии связаны два важнейших процесса, которые и создают на Земле уникальную оболочку. Это - круговорот воды и развитие жизни. Границы географической оболочки не выражены четко и проводятся различными учеными по-разному, так как основы для ее деления отличаются. Но чаще все проводят следующие границы.
Рис. 1. Географическая оболочка
К географической оболочке относится слой атмосферы, в котором отмечается наличие пыли, преимущественно вулканического происхождения, паров воды и могут существовать организмы. Высота этого слоя достигает 25-30 км, т.е. в состав географической оболочки входит тропосфера и нижние слои стратосферы. В литосфере к географической оболочке относится только часть земной коры, которая простирается от поверхности Земли до глубины несколько сотен метров, иногда до 4-5 км. Именно до этой глубины прослеживается воздействие атмосферы и гидросферы на литосферу. В состав географической оболочки входит почти вся гидросфера, за исключением незначительной ее части, которая находится на большой глубине. Самая большая часть географической оболочки - биосфера - одна из оболочек Земли, состав, свойства и процессы которой обусловлены деятельностью живых организмов. То есть, в основе выделения границ биосферы находится деятельность живых организмов, а в основе географической оболочки - наличие взаимодействия основных частей (сфер). Поэтому основные параметры биосферы и геосферы могут не совпадать. Относительно соотношения биосферы и географической оболочки Земли нет единого мнения. Если брать за основу наличие или отсутствие бактерий, то сфера обитания последних выходит за границы географической оболочки, так как споры бактерий обнаружены значительно выше тропосферы, а в нефтеносных слоях литосферы бактерии обнаружены на глубинах до нескольких километров. В пределах суши географической оболочки отдельные ученые выделяют ландшафтную сферу. Это небольшой по мощности слой (от 5-10 м в тундре, до 100-150 м в тропиках), включающий верхнюю часть коры выветривания, почву, растительность, животный мир, приземный слой воздуха, поверхностные и грунтовые воды.
.2 Этапы формирования географической оболочки
В жизни Земли непрерывно происходили и происходят изменения в развитии земной коры, климата, органического мира, а также всей географической оболочки. В процессе развития она непрерывно усложнялась. В своем развитии географическая оболочка прошла три этапа.
Началом первого - неорганического - можно считать появление атмосферы. Тогда существовали только простейшие организмы, и они принимали слабое участие в формировании географической оболочки. Атмосфера отличалась бедным составом свободного кислорода и высоким содержанием углекислоты.
На втором этапе географической оболочки образовалась биосфера, преобразившая все процессы, которые протекали в ней ранее. В ядре географической оболочки, в зоне активного взаимодействия литосферы, гидросферы и атмосферы, зародилась органическая жизнь, присутствие которой - вторая уникальная особенность не только одной из оболочек, но и Земли, как планеты в целом. Органическая жизнь в ее различных проявлениях, свойственная всей гидросфере, распространяется на несколько километров вглубь литосферы, разносится потоками воздуха по тропосфере. Зона органической жизни образует одну из специфических оболочек Земли - биосферу. Тонкий горизонт её с наибольшей концентрацией живого вещества на поверхности суши, океана, океанического дна получил название биострома (живого покрова).
На третьем этапе в географической оболочке появилось человеческое общество. Человек начал активно преобразовывать географическую оболочку. Его отличительная черта в том, что человек начинает активно влиять на развитие географической оболочки. От человека зависит, будет ли существовать географическая оболочка, останется она такой прекрасной.
географический оболочка биосфера ноосфера
2. Биосферный ярус географической оболочки и его эволюция
.1 Понятие о биосфере
Впервые понятие биосфера, как «область жизни», введено в науку Ж.Б. Ламарком в начале 19 века, а в геологию Э. Зюссом в 1875 г. Он понимал под этим термином совокупность всех живых организмов вместе со средой их обитания, в которую входят: вода, нижняя часть атмосферы и верхняя часть земной коры, населенная микроорганизмами. Вернадский пошел значительно дальше. Его «биосфера не есть только так называемая область жизни». Это единство живого и косного вещества планеты. Но не только. Это еще и связь с космосом, с космическими излучениями, принимаемыми нашей планетой, строящими ее биосферу. Если с понятием «биосферы» по Зюссу связывалось только наличие в трех сферах земной оболочки (твердой, жидкой, газообразной) живых организмов, то по В.И. Вернадскому, им отводится роль главнейшей геохимической силы. В таком случае под понятием биосферы понимается все пространство, где существует или когда-либо существовала жизнь, то есть, где встречаются живые организмы или продукты их жизнедеятельности. Биосфера охватывает часть атмосферы, верхнюю часть литосферы и гидросферу. Границы биосферы земли проводятся по границам распространения живых организмов, а это значит, что верхняя ее граница проходит на высоте озонового слоя на высоте 20-25 км, а нижняя граница проходит на той глубине, где перестают встречаться организмы.
Биосфера принципиально отличается от прочих земных оболочек поскольку является «комплексной». Она не только «покров» из живого вещества, но и среда обитания миллионов видов живых существ, в том числе и человека. Вернадский не только конкретизировал и очертил границы жизни в биосфере, роль живых организмов в процессах планетарного масштаба. Он показал, что в природе нет более мощной геологической средообразующей силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности.
Рис. 2. Границы биосферы Земли
Многообразие живых систем поражает воображение. За все время эволюции жизни на Земле существовало колоссальное количество различных видов живых организмов (всего около 500 млн.). В настоящее время насчитывается около 1,2 млн. видов животных и 0,5 млн. видов растений. Минеральных же видов неживой материи (так называемое «косное вещество») насчитывается лишь около 10 тыс. видов. Отдельные живые организмы не существуют изолированно.
В процессе своей жизнедеятельности они соединяются в различные системы (сообщества), например, в популяции. В ходе эволюции образуется другой, качественно новый уровень живых систем, так называемые биоценозы - совокупность растений, животных и микроорганизмов в локальной среде обитания. Эволюция жизни постепенно приводит к росту и углублению дифференциации внутри биосферы. В совокупности с окружающей средой обитания, обмениваясь с ней веществом и энергией, биоценозы образуют новые системы - биогеоценозы или как их еще называют, экосистемы. Они могут быть разного масштаба: море, озеро, лес, роща и т.д. Биогеоценоз представляет собой естественную модель биосферы в миниатюре, включающую все звенья биотического круговорота: от зеленых растений, создающих органическое вещество, до их потребителей, в итоге превращающих его вновь в минеральные элементы. Иначе говоря, биогеоценоз является элементарной ячейкой биосферы. Таким образом, в совокупности все живые организмы, и экосистемы образуют суперсистему - биосферу.
Говоря о принципах существования биосферы, В.И. Вернадский, прежде всего, уточняет понятие и способы функционирования живого вещества. Живой организм является неотъемлемой частью земной коры и изменяющим ее агентом, а живое вещество - это совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах. Организмы берут из окружающей среды химические элементы, строящие их тела, и возвращают их после смерти и в процессе жизни в ту же самую среду. Тем самым и жизнь, и косное вещество находятся в непрерывном тесном взаимодействии, в круговороте химических элементов. При этом живое вещество служит основным системообразующим фактором и связывает биосферу в единое целое. Обладая значительно большей активностью, чем неорганическая природа, живые организмы стремятся к постоянному совершенствованию и размножению соответствующих систем, включая биоценозы. Последние в свою очередь неизбежно входят во взаимодействие между собой, что в конечном счете уравновешивает живые системы различного уровня. В результате достигается динамическая гармония всей суперсистемы жизни - биосферы.
.2 Круговорот углекислого газа, азота, кислорода и водорода
Углекислый газ входит в состав всех органических веществ, а поэтому его круговорот наиболее распространен в природе. Он осуществляется при помощи трех групп организмов: продуцентов, консументов, редуцентов. Органическое вещество синтезируется зелеными растениями в процессе фотосинтеза из углекислого газа атмосферы, содержание которого равно лишь 0,03-0,04%. В гидросфере СО2 растворен в воде, и общее его содержание намного превышает атмосферное. Океан служит мощным буфером регуляции СО2 в атмосфере: при повышении в воздухе его концентрации увеличивается поглощение углекислого газа водой. Углекислый газ атмосферы и гидросферы представляет собой обменный фонд в круговороте углерода, откуда его черпают наземные растения и водоросли. Фотосинтез лежит в основе всех биологических круговоротов на Земле. Высвобождение фиксированного углерода происходит в ходе дыхательной активности самих фотосинтезирующих организмов и всех гетеротрофов - бактерий, грибов, животных, включающихся в цепи питания за счет живого или мертвого органического вещества.
Особенно активно происходит возврат в атмосферу СО2 из почвы, где сосредоточена деятельность многочисленных групп деструкторов и редуцентов и осуществляется дыхание корневых систем растений.
Рис. 3. Круговорот углерода в биосфере (по Б. Болину, 1972)
Этот интегральный процесс обозначается как «почвенное дыхание» и вносит существенный вклад в пополнение обменного фонда СО2 в воздухе. Параллельно с процессами минерализации органического вещества в почвах образуется гумус - богатый углеродом сложный и устойчивый молекулярный комплекс. Гумус является носителем почвенного плодородия, поскольку разрушается определенными группами микроорганизмов медленно и постепенно, обеспечивая равномерное питание растений. Гумус почв является одним из важных резервуаров углерода на суше.
В тех условиях, где деятельность деструкторов тормозится факторами внешней среды (например, при возникновении анаэробного режима в почвах и на дне водоемов), органическое вещество, накопленное растительностью, не разлагается, превращаясь со временем в такие породы, как каменный или бурый уголь, торф, сапропели, горючие сланцы и другие, богатые накопленной солнечной энергией. Они пополняют собой резервный фонд углерода. В биологическом круговороте участвуют лишь доли процента углерода от общего его количества на Земле. Углерод атмосферы и гидросферы многократно проходит через живые организмы. Растения суши способны исчерпать его запасы в воздухе за 4-5 лет, запасы в почвенном гумусе - за 300-400 лет. Основной возврат углерода в обменный фонд происходит за счет деятельности живых организмов, и лишь небольшая часть его (тысячные доли процента) компенсируется выделением из недр Земли в составе вулканических газов. В настоящее время мощным фактором перевода углерода из резервного в обменный фонд биосферы становится добыча и сжигание огромных запасов горючих ископаемых. Благодаря увеличению сгорания горючих веществ содержание углекислого газа в атмосфере удвоится. Такие быстрые изменения содержания углекислого газа в атмосфере, вследствие которого происходит так называемый парниковый эффект (нагревание атмосферы инфракрасными лучами, благодаря содержанию в ней СО2), может привести к перегреву географической оболочки. Последствия чего для судьбы человеческого общества усиленно обсуждаются и требуют научно обоснованного прогнозирования.
Азот, который является олицетворением белковой жизни в биосфере в основном сосредоточенный в атмосфере, где его часть составляет около 78%. То есть на 1 га поверхности Земли приходится толща воздуха с приблизительно 80 тыс. т азота. Однако в таком виде он недоступен растениям. В круговороте соединений азота очень большое значение отводится микроорганизмам и азотофиксаторам. Только благодаря им элементарный азот с воздуха поступает в почву. Наибольшую роль в этих процессах играют пузырчатые бактерии, которые тесно сотрудничают с бобовыми растениями. При высоком урожае этих растений можно обогатить почву около 400 кг азота на 1 га. Если даже урожай этих растений будет вывезен с поля, значительная часть азота останется с корнями в почве. Количество азота, связанного биологическим круговоротом, является неодинаковым в разных экосистемах. Например, на пропаханной земле - 7-28 кг/га за год, на сенокосах с участием злаковых трав и бобовых - 73-865, а в лесах - 58-594 кг/га за год. Подобным образом некоторые лишайники фиксируют азот при помощи симбиотических сине-зеленых водорослей. Известно, что Ю. Либих (1843) сформулировал утверждение, согласно которому растения могут полностью обеспечить свои потребности азотом, который поступает в землю вместе с атмосферными осадками (27 кг/га).
Рис. 4. Круговорот азота в биосфере (по К. Делвичу, 1972)
Однако уже через несколько лет В.И. Лавес и И.Г. Гильберт, изучив баланс азота в плодоношении, доказали, что дополнительный внос азота в почву является необходимым, что признал и сам Ю. Либих. Возникновение в атмосфере окисей азота связано с газовыми электрическими разрядами. Эти кислоты вместе с атмосферными осадками попадают в почву. оличество азота, которое она получает, является очень разным и зависит, прежде всего, от климатических условий, особенно от количества и частоты осадков, времен года, температуры и др. В умеренном климате это количество составляет несколько килограммов за год, а в тропическом, где наблюдается частые бури, его значительно больше, но в среднем не более 10 кг. В атмосферу азот в определенных количествах поступает с почв. Это происходит с участием микроорганизмов во время минерализации органической материи, когда в процессе аммонификации выделяется аммиак. Биологическая фиксация молекулярного азота микроорганизмами, как теми, что свободно передвигаются, так и симбионтами (пузырчатыми), происходит в автотрофном и гетеротрофном блоках биогеоценозов. Для круговорота азота необходимыми является молибден, который в отдельных случаях выступает как лимитирующий фактор. Несмотря на огромные запасы этого элемента в атмосфере и в осадочной оболочке литосферы, в круговороте принимает участие только фиксированный микроорганизмами азот. В большой круговорот все время поступает часть азота в виде разных соединений, которые реками выносятся в моря. Азотосодержащие соединения используются водорослями для синтеза органических веществ и поступает в круговорот океана, часть постепенно оседает на дно. То есть вынос азота на суше не увеличивает его концентрации в морской воде. В биомассе Мирового океана этих элементов в 1000 раз меньше. Если рассматривать круговорот азота в масштабах биосферы, то благодаря саморегулирующим механизмам и обратной связи он считается достаточно идеальным. Часть азота, который производится в густонаселенных районах, в пресной воде и мелководных морях, выносится в глубоководные океанические отложения и остается там, исключаясь на миллионы лет с круговорота. Эти потери компенсируются поступлением азота в воздух с вулканическими газами. Современная промышленность удобрений фиксирует азот атмосферы в размерах, превышающих природную азотфиксацию в целях увеличения продукции сельскохозяйственных растений. Высокие дозы азотных удобрений приводят, однако, к вымыванию нитратов в грунтовые воды, водоемы и в конечном счете - питьевую воду, а также к избытку их в продуктах питания, что является опасным для человека. Таким же источником загрязнений служат сточные воды с высоким содержанием аммония. На его окисление до нитратов тратится растворенный в воде кислород, что часто бывает губительно для гидробионтов. Таким образом, деятельность человека все сильнее влияет на круговорот азота, в основном в сторону превышения перевода его в связанные формы над процессами возврата в молекулярное состояние. Кислород и водород входят в состав всех органических соединений. Они поглощаются продуцентами в составе воды и углекислого газа в процессе фотосинтеза, всеми другими организмами, с органическим веществом, созданным продуцентами, во время дыхания (из атмосферы или водного раствора) и потребления питьевой воды. как конечные продукты биологического круговорота, водород и часть кислорода возвращается в неживую среду так же в виде воды, а кислород, кроме того, выделяется в молекулярной форме в атмосферу растениями-продуцентами как один из конечных продуктов фотосинтеза. Накопление кислорода в атмосфере и гидросфере происходит в геологической истории в результате неполной замкнутости цикла углерода. На полное разложение органического вещества, создаваемого растениями, требуется точно такое же количество кислорода, которое выделилось при фотосинтезе. Захоронение органики в осадочных породах, углях, торфах послужило основой поддержания обменного фонда кислорода в атмосфере. Весь имеющийся в ней кислород проходит полный цикл через живые организмы примерно за 2000 лет. В настоящее время значительная часть кислорода атмосферы связывается в результате работы транспорта, промышленности и других форм антропогенной деятельности. По расчетам, человечество тратит уже более 10 млрд. т свободного кислорода из общего количества в 430-470 млрд. т поставляемых процессами фотосинтеза. Если учесть, что в обменный фонд поступает лишь небольшая часть фотосинтетического кислорода, деятельность людей в этом отношении начинает приобретать угрожающие масштабы.
.3 Эволюция биосферы в ноосферу
Потенциал растительных и живых организмов огромен. Но он может быть использован в полном объеме лишь при глубоком знании всех процессов регуляции в живой клетке и организме, при детальном изучении влияния на организмы внешних факторов. В 20 веке впервые в истории Земли человек узнал и охватил всю биосферу, закончил географическую карту планеты Земля, расселился по всей ее поверхности. Исторический процесс меняется на наших глазах коренным образом. Человечество, взятое в целом, становится мощной геологической силой. Перед ним встал вопрос об эффективном использовании биосферы в интересах человечества. Это новое состояние биосферы В.И. Вернадский назвал ноосферой, такой этап развития биосферы, при котором проявляется как мощная, все растущая геологическая сила роль человеческого разума (сознание) и направленного им человеческого труда. Подобно тому, как в зрелом и здоровом человеческом организме все функции, касающиеся взаимоотношения организма с внешней средой, координируются головным мозгом, так и функционирование современного глобального сверхорганизма - ноосферы - должно управляться ее совокупным разумом.
В будущем нам рисуются как возможные сказочные мечтания: человек стремится выйти за пределы своей планеты в космическое пространство. И вероятно, выйдет. Ноосфера - последнее из многих состояний эволюции биосферы в геологической истории - состояние наших дней. Следует также отметить, что учение о ноосфере не носит пока законченного канонического характера, которое можно было бы принимать как некое безусловное руководство к действию.
3. Развитие концепции ноосферы как дальнейшей эволюции биосферы
.1 Этапы преобразования биосферы в техносферу
Основой теории ноосферы в учении В. Вернадского является особая часть организованной биосферы, которая появилась в эволюционном процессе Земли и в истории человечества, т.е. человеческая деятельность, которая явилась как новая геологическая сила. Ноосфера - закономерный этап развития системы биосфера и человечество, такая степень ее организованности, где человеческая деятельность, основываясь на естественных продуктивных силах биосферы, расширяет возможности развития последней. Учение о ноосфере в концентрированном виде раскрывает становление новой формы организованности планетарных процессов, созданной умной деятельностью человека. Наука, культура, мораль, свободная творческая деятельность - это приложения ноосферы, факторы ее становления. В ХХ столетии рядом с биосферой возникла техносфера.
Рис. 5. Ноосфера. Учение В.И. Вернадского о ноосфере
Техносфера - это область технической деятельности человека на Земле и в космосе, искусственная оболочка Земли, воплощающая человеческий труд, организованный научно-техническим разумом. Ее образование определилось эволюцией биосферы, т.е. живыми организмами, появлением человека разумного, осуществлением им работы физической и интеллектуальной, общественными организациями. Происходит активная целенаправленная перестройка естественных условий Земли, которая приводит к непредусмотренным следствиям. Своим происхождением, развитием техносфера принципиально отличается от других планетных оболочек. Ее название указывает на рукотворный, художественный характер сферы и логически связанно с понятием техногенез. Благодаря этому техносфера представляет собой качественно новый элемент биосферы. В техногенных процессах реальной геологической силой становится техника, которая требует больших объемов энергии и вещества биосферы, выжимая и сдерживая живые организмы, в частности человека. Человек, (техника) и техносфера образовывают единую систему. Ее влияние на жизнь планеты возрастает. Это нуждается в не просто разумности с точки зрения здравого смысла, осмотрительности в действиях, но и научного предвидения, серьезного научного анализа и на их основе сурового регулирования практической деятельности человечества и его отношений с природой, комплексного и глобального подхода к оценке влияния следствий нашей деятельности на природу. Определенные сдвиги в этой области уже есть. Это, например, новые энергосберегающие технологии, и либерализация экономики, и отвесное развитие коллективного Интеллекта, базирующееся на новых средствах связи и компьютеризации, и постепенный поворот сознания ученых, политиков, да и простых смертных.
В произведениях В. Вернадского техносфера рассматривается в ее становлении и развитии. Говоря о научно-технической деятельности, В. Вернадский имел в виду не только производственно-практическую, но и социальную сферу жизни человечества. Большую роль в формировании техносферы играет научная мысль, которая перерабатывает биосферу, строит и направляет техническую работу человечества. Научная мысль как глобальный геологический фактор, считал В. Вернадский, является активным агентом в системе ноосферы. Человек научно мыслил и благодаря работе изменил биосферу, приспособил ее к себе и сам создал условия проявления присущие её биохимической энергии размножения. Основным в этом процессе действенного влияния научной мысли на смену биосферы стало точное установление факта и его проверки, которое выросло, вероятно, из технической работы, вызванной нуждами повседневной жизни. Тейяр де Шарден также считал научные исследования и их техническое внедрение важным фактором формирования ноосферы. Он указывал, что наука для человека - это не побочное занятие, а существенная форма деятельности, фактически естественный выход, открытие для излишка сил, которые постоянно высвобождаются машиной. В работах В. Вернадского встречается понятие научная техника, которое означает, на наш взгляд, способы и методы, которыми пользуется наука, приобретая знание. Речь идет о методологических аспектах науки. Ученый отмечает связь научной техники с политикой, идеологией, повседневной жизнью. Заселение людьми всей планеты - отмечал ученый, - стало возможным только благодаря резкому изменению бытовых условий, связанных с новой идеологией, с резким изменением задач государственной жизни, с ростом научной техники, которые осуществились к тому времени.
.2 Концепция становления ноогенеза и техногенеза
Развивая идеи об эволюции биосферы, появлении на Земле человечества, русский ученый делает шаг к новому обобщению - к идее перехода биосферы в ноосферу. При этом Вернадский опирается на данные многих естественных наук, как минералогия, геология, космохимия, биогеохимия и др. Им подчеркнута неизбежность этого процесса как особого естественно-природного явления, которое коренным образом меняет строение биосферы нашей планеты. Вернадский отмечает: «Научная мысль человечества работает только в биосфере и в ходе своего появления в конце концов превращает ее в ноосферу, геологически охватывает ее разумом. В течение последних тысяч лет геохимическое воздействие человечества, захватившего посредством земледелия живое вещество, стало необыкновенно интенсивным и разнообразным. Мы видим удивительную быстроту роста геохимической работы человечества. Мы видим все более яркое влияние сознания и коллективного разума человека на геохимические процессы. Раньше организмы влияли на историю только тех атомов, которые были нужны для их роста, размножения, питания, дыхания. Человек расширил этот круг, влияя на элементы, нужные для техники и для создания цивилизованных форм жизни. Человек действует здесь не как Homo Sapiens (человек разумный), а как Homo Faber (человек творящий). И он распространяет свое влияние на все химические элементы. Он изменяет геохимическую историю всех металлов, он образует новые соединения, воспроизводит их в количествах того же порядка, какой создался для минералов, продуктов природных реакций. Этот факт исключительной важности в истории всех химических элементов. Мы видим в первый раз в истории нашей планеты образование новых соединений, невероятное изменение земного лика. С геохимической точки зрения все эти продукты - массы свободных металлов, таких, как железо, медь, олово или цинк, массы угольной кислоты, произведенной обжиганием извести или сгоранием каменных углей, огромные количества серного ангидрида или сероводородов, образовавшихся во время химических и металлургических процессов, и все увеличивающееся количество других технических продуктов - не отличаются от минералов. Они изменяют вечный бег геохимических циклов. Где остановится этот новый геологический процесс? И остановится ли он? Изучение геохимии доказывает важность этого процесса и его глубочайшую связь со всем химическим механизмом земной коры. Он находится еще в состоянии эволюции, конечный результат которой от нас еще скрыт. Человек всюду увеличивает количество атомов, выходящих из старинных циклов - геохимических «вечных циклов». Он усугубляет нарушение этих процессов, вводит туда новые, расстраивает старые. С человеком, несомненно, появилась новая огромная геологическая сила на поверхности нашей планеты». О ноосфере Тейяр де Шарден писал так: «Гармоничная общность сознаний эквивалентна своего рода сверхсознанию. Земля не только покрывается мириадами крупинок мысли, но окутывается единой мыслящей оболочкой, образующей... одну обширную крупинку мысли в космическом масштабе. Множество индивидуальных мышлений группируется и усиливается в акте одного единодушного мышления». «Ноосфера стремится стать одной замкнутой системой, где каждый элемент в отдельности видит, чувствует, желает, страдает так же, как все другие, и одновременно с ними». Для Вернадского в ноосфере соединялись, взаимодействуя, мысль и работа человечества. «С биогеохимической точки зрения важны, конечно, не научная мысль, не научный аппарат, не орудия науки, но тот реальный результат, который сказывается в геохимических явлениях, вызванных мыслью и работой человека, в новом состоянии биосферы, которое им создается... в ноосфере». Вернадский такое важнейшее явление общества, как культура, рассматривает в планетарном масштабе, оценивая его наряду с научной мыслью как явление планетное. В своей работе «Размышления натуралиста», оценивая новую форму энергии - жизнедеятельность человеческого общества, он пишет: «Эта новая форма биогеохимической энергии, которую можно назвать энергией человеческой культуры или культурной биогеохимической энергией, является той формой биогеохимической энергии, которая создает в настоящее время ноосферу». В.П. Казначеев пишет: «В соответствии с проведенным анализом космопланетарной среды биосферы и живого вещества, определением ноосферы как нового, социально-исторического и социально-природного по своей сути явления, возникающего в этой среде, следует характеризовать превращение биосферы в ноосферу как процесс естественно-исторический. Формирование ноосферы протекает как развертывание новой геокосмической силы, управляющей всей дальнейшей эволюцией планеты - космического тела Солнечной системы. Это влияние социальной деятельности и знания постепенно, но неизбежно превратится в управление всеми космопланетарными силами, включая всю планетную систему и ее космическую среду. Таковы, как указывалось выше, сформулированные В.И. Вернадским основные черты превращения биосферы в ноосферу - сферу, охваченную трудовой, социальной деятельностью человека. Здесь научная мысль становится мощнейшим инструментом управления планетой, гарантируя собственное прогрессивное развитие человечества в обозримом уже не только социальном, но и космогеологическом времени». В те же примерно годы ученик Вернадского Ферсман тоже писал о геологической роли человека. В отличие от Тейяр де Шардена, уделявшего основное внимание разуму, и Вернадского, отдававшего приоритет соединению в ноосфере мысли и действия, Ферсман писал почти исключительно о технической деятельности человечества. В особом разделе своей четырехтомной «Геохимии» советский ученый дает характеристику геохимии техногенеза, то есть технической деятельности. Здесь Ферсман ноосферу даже не упоминает. Будучи геологом, он интересовался не причинами явлений, не побуждениями человека, не разумом самим по себе, а лишь результатами технического воздействия на биосферу. Основываясь на многочисленных фактах, он пришел к выводу: «Хозяйственная и промышленная деятельность человека по своему масштабу и значению сделалась сравнимою с процессами самой природы. Вещество и энергия не беспредельны в сравнении с растущими потребностями человека, их запасы по величине одного порядка с потребностями человечества; природные геохимические законы распределения и концентрирования элементов сравнимы с законами техно-химии, т.е. химическими преобразованиями, вносимыми промышленностью и народным хозяйством. Человек переделывает мир». О переделываемой биосфере Ферсман говорит скорее как о техносфере - области технической деятельности человечества.
Заключение
Биосфера - оболочка Земли, где распространена жизнь, существует «живое вещество», определяющее химический состав и энергетические процессы в атмосфере, гидросфере, верхнем слое литосферы и в почвенном покрове. Кроме того, выделяют еще социосферу, под которой понимают сферу общественно-производственной деятельности, охваченной человеческой работой. Если основой существования биосферы есть питание, то для социосферы, этими показателями являются соответственно работа, социальный обмен веществ и общественное отношение. Значение учения В.И. Вернадского о ноосфере состоит в том, что он впервые осознал и попытался осуществить синтез естественных и общественных наук при изучении глобальной деятельности человека, активно перестраивающего окружающую среду. Ноосфера, по мнению ученого, есть уже качественно иная, высшая стадия биосферы, связанная с коренным преобразованием не только природы, но и самого человека. В настоящее время под ноосферой понимается сфера взаимодействия человека и природы, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным определяющим фактором развития. В структуре ноосферы можно выделить в качестве составляющих человечество, общественные системы, совокупность научных знаний, сумму техники и технологий в единстве с биосферой. Масштабы созданной человечеством материальной культуры поистине огромны. И темпы ее развития постоянно увеличиваются. В наши дни так называемая техномасса (все, созданное человеком за год) уже на порядок превышает биомассу (вес диких живых организмов). Это тревожный сигнал, он требует вдумчивого отношения к балансу составляющих системы природа - биосфера - человек. Человек, преобразуя биосферу, создает техносферу. Но если при формировании биосферы все биоценозы лишь поддерживают системную целостность путем обмена веществом и энергией, то человек, помимо этих функций, в первую очередь производит овеществление природы, создавая новые искусственные предметы. Однако далеко не все творения человека находятся в гармонии с окружающей действительностью. И если живые организмы, созданные человеком, в большинстве своем вписываются в общую систему природы, то этого никак нельзя сказать о других предметах, созданных им: здания, сооружения... Кроме того, сделанное человеком, как правило, не способствует созданию новых запасов энергии. Человек воздействует на биосферу локально - в сотнях миллионов мест выбрасываются загрязняющие вещества в реки и воздух, сносится плодородный слой почвы, вырубаются леса, разрушаются местообитания растений и животных. Однако биосфера - единая система, охваченная круговоротами веществ, и миллионы локальных воздействий, сливаясь и усиливая друг друга, вызывают глобальные изменения во всех компонентах биосферы. Бесконечное же истребление полезных ископаемых и живого вещества ставит на грань катастрофы само существование не только разумной жизни, но и жизни как таковой.
Список литературы
1. Мильков Ф.Н. Общее землеведение / Ф.Н. Мильков. - М.: Высш. шк., 1990. - 335с. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера / В.И. Вернадский. - М.: Наука, 2004. - 580с. 3. Ковда В.А., В.И. Вернадский в мировой науке / Почвоведение. - СПб., 1988. - 41с. Голубец М.А. Актуальные вопросы экологии / Голубец М.А. - К.: Наук. думка, 1982. - 158c. Баландин Р.К. Ноосфера или техносфера / Вопросы философии. - 2005. - 116с.
Географическая оболочка стала формироваться с того момента, когда растущая планета приобрела возможность саморазвития, т. е. по завершении в основном аккреационного образования ядра и мантии. Каждая планета начинает в это время создавать свои внешние оболочки, отражающие особенности самостоятельного развития. Для временной оценки событий и явлений далекого прошлого существуют свои методы определения возраста. Первоначально исходили из последовательности залегания горных пород и характера внедрений одних в другие. Затем появилась возможность дать им палеонтологическую характеристику по останкам организмов. Открытие радиологических методов позволило оценить абсолютный возраст земных образований.
Историю Земли подразделяют на два этапа (зона): криптозой (время скрытой жизни) и фанерозой (время явной жизни).
Фанерозой довольно хорошо изучен и на основании палеонтологических материалов, подтвержденных данными других методов, подразделен на эры, периоды и эпохи (табл. 8.1).
Криптозой изучен слабо, особенно его ранние этапы. Общепринято деление криптозоя на протерозой и архей. Время между возникновением планеты и образованием известных ныне горных пород определяют как катархей.
Фактологических данных о начальном этапе становления географической оболочки практически нет. Несомненно, что земные процессы и явления того времени происходили в условиях интенсивного космического энергетического воздействия, а также бомбардировки метеоритами и другими телами, которые относительно легко достигали земной поверхности при отсутствии существенной атмосферы. Количество твердых разноразмерных объектов в окружающем пространстве было еще значительным из-за неполной упорядоченности вещества допланетного облака. В условиях остаточной атмосферы первичной туманности началось формирование собственно планетных образований. По общим представлениям ученых, подкрепленным и радиологическим материалом, Земля как самостоятельная планета образовалась 4,5-4,7 млрд лет назад.
Предполагается, что в катархее и раннем архее вулканогенные горные породы, вероятно, основного (базальтового) состава соз дали первичную земную кору, закрывшую ультраосновную пери-дотитовую корку аккрецированной планеты со следами многочисленных метеоритных бомбардировок. Поступающие из недр соединения углерода, серы, аммиака, водорода и других газов и эманации стали замещать постоянно диссипирующую остаточную водородно-гелиевую атмосферу и формировать первичную земную атмосферу, а выделяющиеся при дегазации недр водяные пары и другие жидкости могли конденсироваться и дать начало образованию поверхностных вод гидросферы. В дегазируемом веществе могли находиться и незначительные количества кислорода, который фактически не мог существовать в свободном состоянии и активно соединялся с другими элементами. Конденсация жидкостей из горячих паров скорее всего происходила вблизи земной поверхности и в толщах эффузивных образований, представленных чаще всего лавами, лаво-брекчиями и пеплами.
Таблица 8.1. Стратиграфическая шкала
Рис. 8.1. Схема эволюции географической оболочки
На рис. 8.1 и 8.2 приведены схемы эволюции химического состава атмосферы и форм жизни на Земле. На рис. 8.2 показано также соотношение между содержанием кислорода в атмосфере в разные геологические эпохи и возникновением и количеством жизненных форм организмов (бактерий, растений, животных). Заметим, что схемы исходят из предположения о земном происхождении жизни, которая запаздывает по отношению к абиогенной природе. В настоящее время многие считают, что начальные формы жизни присутствовали с момента аккреции или со времени ее окончания. К тому же новейшие исследования показали наличие остатков живых организмов в породах с возрастом 3,5-3,2 млрд лет, а время начального фотосинтеза установлено на рубеже 3,5-3,8 млрд лет. К этому времени относятся и находки проблематичных остатков жизни.
Многочисленные эксперименты по получению из неорганических элементов органических соединений неоднократно приводили к успеху. Однако всегда из неорганических химических компонентов получались только химические органические соединения без признаков биологической активности. Таким образом, очевидно существование в природе двух принципиально различных типов вещества: минерального атомарно-кристаллического и живого атомарно-организменного. Коренные различия в биологической активности, даже химически одинаковых соединений, свидетельствует об их принципиальной индивидуальности и невозможности перехода минеральных неорганических и органических веществ в биоорганические живые вещества. Поэтому не следует искать на Земле следы начала жизни. Жизнь вечна и имеет свои особые формы существования.
Рис. 8.2. Схема развития органического мира на фоне изменения содержания свободного кислорода (по Б. С. Соколову): 1 - губки; 2 - кишечнополостные; 3 - гребневики; 4 - черви; 5 - членистоногие; 6 - моллюски; 7- мшанки; 8 - брахиоподы; 9 - иглокожие; 10 - погонофоры; 11 - рыбы; 12 - полухордовые; 13 - позвоночные (черепные); КСА - концентрация кислорода в современной атмосфере
Реконструкция состава литосферы. Наиболее древние из обнаруженных горных пород с возрастами 3,8-4,1 млрд лет известны лишь в нескольких местах: запад Австралии, юг Африки, восток Южной Америки, северо-восток Северной Америки и юг Гренландии, центр и юго-восток Азии, восток Европы и Антарктида. Наиболее типичными формированиями являются «серые гнейсы», местами подстилаемые «розовыми гнейсами», или гранулитами, с залегающими на них осадочно-вулканогенными отложениями.
Последние хорошо изучены в разрезах юга Гренландии, где они представлены серией Исуа, которая сложена амфиболитами, кремнистыми и карбонатными сланцами с прослоями обломков, полосчатыми железистыми кварцитами с точечными вкраплениями округлых образований окисленного железа, конгломератами с гальками кварцитов, карбонатно-кремнистыми и карбонатными породами. Абсолютный возраст пород серии Исуа и подстилающих их гнейсов составляет 3,8 - 3,7 млрд лет.
Результаты анализа отложений позволяют с разной степенью достоверности утверждать:
Наличие в это время на поверхности планеты воды;
Развитие эрозионно-денудационной деятельности на суше, поставлявшей обломочный материал в водоемы;
Существование разных химических условий осадконакопления, из-за чего сменялось накопление железистых, карбонатных или кремнистых осадков;
Появление свободного кислорода, о чем свидетельствуют округлые выделения окисленного железа, что некоторыми исследователями связывается с присутствием фотосинтезирующих организмов;
Вкрапления могут быть остатками первичных организмов гетерогенного типа, названных исуасферами;
Наличие остатков живых организмов требует признания более раннего существования автотрофной жизни;
Начало осадконакопления, видимо, происходило одновременно с остыванием формирующейся земной коры и изменением горных пород (метаморфизмом);
Произошла смена состава атмосферы - окончательно исчезла остаточная и возникала первичная земная углекислого состава, что подтверждается химизмом горных пород, изменением степени метаморфизма, спецификой жизнедеятельности;
К моменту начала накопления осадков на Земле уже существовала жизнь в достаточно развитой форме.
Известно, что поверхность молодой планеты получала много тепла из недр благодаря малой мощности земной коры, а также извне - от остаточной атмосферы, водородно-гелиевый состав которой обеспечивал высокие температуры и давления. Поэтому метаморфизм мог происходить непосредственно на поверхности Земли или метаморфический облик являлся исходным для пород того времени. Именно разным прогревом можно объяснить смену «розовых гнейсов» и гранулитов с оригинальными овоидными структурами на «серые гнейсы», а затем на амфиболито-зеленосланцевые породы.
Нахождение остатков организмов в древних осадочно-метаморфизованных породах свидетельствует об их более раннем происхождении и связи с водной средой. Но совершенно не обязательно наличие огромных водоемов. Для процесса жизнедеятельности вполне достаточно водных капель на поверхности суши или в пустотах горных пород. Очевидно, что остатки жизни надо искать не только в осадочных породах, но и в метаморфических разностях, включая гнейсы и граниты. Случаи обнаружения в них организмов науке известны, хотя и вызывают много вопросов. Исследования геологов-нефтяников и специалистов по дегазации Земли свидетельствуют о поступлении из мантийного вещества сложных углеводородов, способных не только объяснять происхождение нефти, но и стать источниками первичных форм жизни.
О наличии жизнедеятельности уже на первых порах развития земной коры свидетельствует факт установления в породах черно-сланцевой формации углерода биоорганического происхождения. Предполагают, что уже 3,2-3,5 млрд лет назад при образовании мощных (до нескольких сотен метров) толщ углистых сланцев почти половина слагающего их углерода возникла за счет гибели живых организмов и углефикации их вещества. Трудно представить необходимое количество микроорганизмов с массой в сотые и тысячные доли грамма, но то, что окружающая среда позволяла им осуществлять активную деятельность, несомненно. Таким образом, еще раз хочется отметить прозорливость В. И. Вернадского и согласиться с его выводом о том, что исследование земного материала не указывает на наличие такого времени, когда не было живого вещества. В геологическом смысле жизнь вечна.
Реконструкции состава атмосферы. Очевидно, что первичная атмосфера, вначале постепенно, а затем относительно быстро (в геологическом масштабе времени) стала замещаться вторичной, где уже преобладали азот и кислород в свободном состоянии. С начала фанерозоя (570 млн лет назад) до середины девонского периода концентрация кислорода составляла меньше половины современной (рис. 8.3). В конце девона - карбоне - вероятно, в связи с интенсивным вулканизмом и бурным развитием наземной растительности, содержание кислорода резко увеличилось, превысив даже современный уровень. На протяжении позднего палеозоя наблюдается снижение содержания О 2 , достигшее минимума на границе перми и триаса. В начале юрского периода отмечено его резкое увеличение, превысившее современный уровень в 1,5 раза. Такая ситуация существовала до середины мела, когда произошло снижение концентрации О 2 до современного уровня.
Не менее контрастно в фанерозое менялось содержание атмосферного СО 2 . В начале фанерозоя оно было 10-кратным по отношению к современному, к началу девона снизилось, а затем, по-видимому, в связи с каледонским вулканизмом стремительно возросло. В последующем наблюдались резкие колебания СО 2 , обусловленные вулканизмом, различной активностью фотосинтезиру-ющих организмов, температурой Мирового океана и состоянием карбонатной системы «атмосфера-океан-донные осадки», являющейся основным поглотителем СО 2 .
Рис. 8.3. Эволюция содержания О 2 и СО 2 и колебаний выбросов вулканического материала К вулк в фанерозое (по М. И. Будыко)
Газовый состав атмосферы, гидросферы и литосферы часто считают функцией лишь жизнедеятельности организмов, главным образом процесса фотосинтеза. Но это не единственный, а подчас, видимо, и не главный источник. При дегазации недр поступают не меньшие количества различных газов, в том числе мантийного кислорода с иным, чем у фотосинтетического, соотношением изотопов. Сравнение содержаний кислорода и диоксида углерода в разные эпохи фанерозоя показывает их сходный характер, что не может быть объяснено фотосинтезом, в процессе которого диоксид углерода расходуется на формирование органического вещества и при этом выделяется избыток свободного кислорода. Если же учесть совпадение эпох повышенных концентраций кислорода и диоксида углерода с периодами орогенеза, тектонических движений и трансформаций земных недр, то их источник становится очевидным. С течением времени в земной атмосфере происходило уменьшение количеств диоксида углерода при возрастании содержаний азота и кислорода, но процесс этот не был постепенным, а носил скачкообразный характер, обусловленный ритмичным проявлением природных процессов.
Реконструкция гидросферы. Установлено, что первичные воды были кислыми из-за активных вулканических процессов и углекислого состава атмосферы, поставлявшей основные осадки. Пресные воды появились позднее, очевидно, в результате резких климатических изменений - ледниковых периодов и межледниковых эпох (рис. 8.4 и табл. 8.2). Одним из самых спорных остается вопрос об объеме земных вод. Очевидно, что изначально не могло возникнуть такого огромного количества воды - не было источника. Кроме того, все первичные водоемы докембрия носили эпиконтинентальный характер - это залитая водой бывшая суша. Современные материалы о строении дна океанов свидетельствуют об их возникновении только с середины мезозойского времени (180-200 млн лет). Довольно убедительны доказательства о происхождении их за счет раздвигания земной коры по зонам рифтогенных разломов с внедрением мантийного вещества основного и ультра-основного составов и одновременным заполнением водами, как атмосферного, так и глубинного генезиса. Процесс продолжается до настоящего времени (рис. 8.5). Для некоторых океанов, например Атлантического (см. рис. 5.5), характерно симметричное расположение пород одного возраста относительно центральной зоны срединно-океанического хребта, для других, например, Тихого (см. рис. 5.4), - более сложное.
С возникновением атмосферы и гидросферы начались выветривание первичных пород земной коры, перенос минерального вещества и образование осадочных пород. В настоящее время известно всего несколько районов выхода на дневную поверхность древнейших горных пород (рис.8.6). Осадочные и магматические породы, попадая в условия высокого давления температуры, превращались в кварциты, гнейсы, сланцы, формируя гранитогнейсовый слой континентальной земной коры. Закладывались фундаменты древних платформ. По мере их развития древнейшие участки земной коры становились щитами, возникали более молодые осадочно-вулканогенные бассейны аккумуляции, которые впоследствии образовали чехол докембрийских платформ. Неоднократное проявление во времени таких процессов привело к современной структуре материков - сочленению платформ разного возраста, отчасти разделенных складчатыми поясами и областями более молодого осадконакопления.
Рис. 8.4. Распределение эпох горообразования и ледниковых периодов за последние 600 млн лет (по Б.Джону и др., 1982). Хронология эпох орогенеза различается в разных странах
Таблица 8.2. Ледниковые периоды в истории Земли (по Б.Джону, Э.Дербиширу, Г.Янгу, Р. Фейербриджу, Дж. Эндрюсу, 1982)
Рис. 8.5. Крупные литосферные плиты (по В.Моргану, 1968): - границы расходящихся плит (цифры показывают скорость спрединга, см/год); - границы сходящихся плит (желоба и цепи альпийских гор); 3 - мантийные струи, или вулканизм «горячих точек»
Рис. 8.6. Главные тектонические структуры Земли (по А.С.Монину, 1977): материки: 1 - древние ядра платформ; 2 - щиты; 3 - докембрийские платформы; 4 - первичные дуги (поясы Альпийского орогенеза, зоны сжатия); 5 - офи-олитовые зоны; океаны: 6- контуры срединно-океанических хребтов; 7- рифто-вые долины (зоны растяжения); 8 - поперечные разломы; 9 - глубоководные желоба; стрелки - направление растяжения
Рис. 8.7. Схема некоторых основных событий в истории биосферы (по В.А.Вронскому, Г.В.Войткевичу, 1997)
Реконструкция органического мира. Быстрое развитие органического мира началось в конце протерозоя - начале палеозоя (хотя наиболее древние следы жизни почти ровесники осадочных пород). В ордовике появились первые представители позвоночных животных - панцирные рыбы. В силуре растения и животные вы шли на сушу, с чем связывают увеличение содержания кислорода в атмосфере, достигшее половины его современного уровня. Произошло оформление озонового слоя, который стал защищать приповерхностные слои Земли от жесткого солнечного и космического излучения. Появление озонового слоя и его роль в жизнедеятельности организмов намного сложнее, чем обычно считается. Во-первых, доказано, что многие организмы, особенно простейшие практически не реагируют на космическое излучение. Во-вторых, в геологических разрезах обнаружены следы достаточно развитых палеопочв с возрастами до 3,1 млрд лет, что свидетельствует о поверхностной жизнедеятельности организмов, участвующих в почвообразовательных процессах. В этой связи к приведенной схеме развития органического мира с указанием критических точек содержания кислорода следует относиться как к одному из возможных вариантов. Приведем еще одну схему некоторых основных событии эволюции географической оболочки, показывающей фактическую идентичность понятий биосфера в широком смысле и географическая оболочка (рис.8.7).
Выход сравнительно высокоразвитых организмов на сушу явился революцией в развитии органического мира и всей природы земной поверхности. Многообразие экологических условий на суше стимулировало биологическую эволюцию. Резко возросла масса живых организмов, усилились и приобрели большее разнообразие биогеохимические круговороты.
В девоне четко оформилась дифференциация физико-географических обстановок: появились лесные, болотные и аридные ландшафты, лагунное соленакопление, возникла окислительно-восстановительная контрастность географической оболочки. С карбона стала отчетливо проявляться географическая зональность, следы которой известны еще с протерозоя.
В мезозое дифференциация и усложнение физико-географических условий продолжались. На рубеже палеозойской и мезозойской эр произошла резкая смена животного мира -началось бурное развитие пресмыкающихся (ящеров). В юре появились покрытосеменные (цветковые) растения, а в мелу они стали господствующими. В конце мелового периода гигантские пресмыкающиеся вымерли. Возникли степи и саванны.
К мезозойской эре относятся крупные изменения в строении поверхности Земли, связанные с мощными расколами земной коры вплоть до верхней мантии, ее раздвижением и образованием океанических впадин. Возникла современная конфигурация континентальных и океанических глыб с высотой суши до 9 км (гора Джомолунгма, 8848 м) и глубинами океана более 11 км (Марианский желоб, 11 034 м). Такой контрастный рельеф появился впервые в истории Земли, что, несомненно, сказалось на функционировании географической оболочки.
События кайнозоя оказали огромное влияние на современный облик земной поверхности. Одним из важнейших событий явилась альпийская складчатость, начавшаяся в палеогене и охватившая большие площади Альпийско-Гималайского и Тихоокеанского поясов. От неогена ведет отсчет неотектонический, или новейший, этап развития земной коры, который ознаменовался интенсивным поднятием материков: высота суши в неогене и плейстоцене увеличилась в среднем на 500 м. В геосинклинальных поясах образовались молодые горы, испытали повторные поднятия и более древние горы (Тянь-Шань, Урал, Аппалачи и др.).
Рост площади и высоты материков способствовал охлаждению земной поверхности. В Антарктиде с середины миоцена образовался ледниковый покров (в Северном полярном бассейне морские льды и ледники на прилегающей суше и островах возникли значительно позднее). Около ледниковых щитов образовались перигляциальные зоны с холодным сухим климатом и тундрово-степной растительностью.
Последний период кайнозойской эры - четвертичный - называют также антропогеновым (в связи с появлением человека) или ледниковым (в связи с усилением похолодания и распространением ледников на значительных пространствах Северной Америки и Евразии). На Русской равнине ледники достигали 49° с.ш., а в Северной Америке - даже 37° с. ш.
Время, когда ледники занимали большие площади, называют ледниковыми эпохами, когда отступали - межледниковыми эпохами. Современная эпоха - голоцен, наступившая около 10-12 тыс. лет назад, скорее всего, соответствует очередному межледниковью. Об изменениях природной среды за последние сотни тысяч лет можно судить по материалам глубокого бурения ледников (рис. 8.8).
Наиболее примечательный факт в развитии природы за последние миллионы лет - появление человека. Человек относится к семейству гоминид и в настоящее время является единственным видом этого семейства. Дифференциация гоминид и обезьян произошла еще в олигоцене. Самый ранний известный представитель гоминид - миоценовый рамапитек, его останки были найдены в Восточной Африке, Южной и Восточной Азии. Следующее звено эволюции - плиоценовый австралопитек, находки которого датируются временем от 5 до 1,75 млн лет. Это был предшественник человека.
В плейстоцене появились архантропы (питекантроп, синантроп и др.), принадлежавшие уже к роду человека. Древнейший период в развитии человечества, когда орудия труда и оружие изготовлялись из камня, дерева и кости, называется каменным веком. Он продолжался весь плейстоцен и часть голоцена. Человек в этот период своего существования фактически был одним из компонентов биоценоза, мало отличаясь по характеру поведения и воздейтвия на среду обитания от животных: он занимался собиранием растительной пищи, охотился на животных.
Ранний палеолит (более 350-400 тыс. лет назад) был временем существования поздних архантропов. Около 350 тыс. лет назад они сменились палеоантропами, или неандертальцами, широко расселившимися по суше. В это время появились жилища из деревьев и костей, построенные на открытых пространствах, а также распространились ритуальные действия.
На рубеже среднего и позднего палеолита (30-40 тыс. лет назад) появились неоантропы (кроманьонцы), морфологически близкие к современному человеку. Некоторое время кроманьонцы существовали параллельно с палеоантропами. В этот период возникает первая общественно-экономическая формация - первобытно-общинный строй. Способы хозяйствования усложняются: к собиранию растений и охоте на крупных животных добавляются строительство жилищ, использование домашних животных, рыбная ловля, изготовление одежды. В этот период возникло изобразительное искусство. Новейшие археологические раскопки свидетельствуют о более сложной картине развития человека - совместного нахождения неандертальцев и кроманьонцев. Вполне возможно, что последовательность развития человеческого рода, устанавливаемая по одиночным находкам в разных частях мира, характеризует не только временную смену форм, но и отражает их пространственные различия.
Около 10 тыс. лет назад палеолит сменился мезолитом - культурой с еще более сложным хозяйством: появились поселения и человек начал реальное вторжение в географическую среду, постепенно превращая ее из чисто природной в природно-антропогенную.
Примерно 6-4 тыс. лет назад наступил неолит, важнейшей особенностью которого стал переход к оседлому образу жизни и совершенствование отношений человека и общества с природой.
Около 4-2 тыс. лет до н.э. каменный век сменился бронзовым. Широкое распространение получили разведение домашнего скота и земледелие, оказавшие сильное воздействие на природную среду. Обычно применялось подсечно-огневое земледелие: лес выжигался, чтобы освободить место для пашни. В течение нескольких лет после этого естественное плодородие земельного участка истощалось и землю забрасывали, освобождая от леса следующий участок.
В железном веке (2 тыс. лет до н.э.) появляются разнообразные ремесла, связанные с использованием железа, развивается техника, усиливается разделение труда. Первобытно-общинный строй во многих регионах мира вытесняется классовым обществом. Быстро растет численность населения, которая к началу новой эры достигает 200 млн человек. Биологическая эволюция человека перестает быть главной, а ведущее значение приобретает эволюция социальная, связанная с развитием общественных отношений, техники, науки, культуры. Непосредственная зависимость человека от стихийных сил природы уменьшается.
Воздействие человека приводит к перестройке природных ландшафтов: сокращаются площади лесов, увеличиваются пашни и пастбища, появляется орошаемое земледелие, создаются каналы и водохранилища. Особенно возрастает его влияние в XVIII -XIX вв., при переходе к капиталистическим формам хозяйствования. К концу XX в. воздействие человека на природную среду в ряде случаев оказывается сопоставимым с действием естественных процессов и явлений, а по негативным последствиям даже превосходит его. Человек, по выражению В.И.Вернадского, становится геологической (планетарной) силой. Но при этом необходимо помнить, что Вернадский в 1942 г. писал буквально следующее: «Геологическая роль человека выявляется его разумом и его техникой и может быть рассматриваема как все более и более созидательное изменение им окружающей природы». Геологической силой в таком понимании человек до сих пор не стал. Значительный «вклад» людей в окружающую его географическую среду чаще всего носит локальный и реже региональный характер. В глобальном масштабе процессы и явления контролируются естественными силами планеты.
Таким образом, анализ событий позволяет выявить главную закономерность: на протяжении геологической истории Земли наблюдается направленное необратимое изменение географической оболочки. Оно выражается в качественном преобразовании и усложнении ее составных частей: переходе от относительно однообразной жизни к многообразным формам, завершившимся антропогенезом, движении от примитивно-пустынных скалистых ландшафтов к целому спектру ландшафтных зон - разнотемпературных и разноувлажненных, развивающихся на различных высотах и глубинах и охвативших практически все континенты и океаны. Направленное изменение земной коры и рельефа выражалось в увеличении площади платформ, разнообразии строения складчатых зон, возрастании скорости осадкообразования из-за расчлененности рельефа и мощности осадочной оболочки, повышении контрастности рельефа (увеличение высоты континентов и глубины океанических впадин). Географическая оболочка становилась все более сложной и многоликой.
Для географической оболочки характерны также неравномерность развития, периодичность, цикличность и метахронность процессов. Необходимо особо подчеркнуть, что представления о поступательном эволюционном характере развития окружающей нас природы не вполне правильны. Естественные процессы и явления развиваются ритмично, но неравномерно во времени и пространстве, они изменчивы в качественных проявлениях и количественных характеристиках, они то усиливают друг друга, совпадая по конечным результатам своей деятельности, то, наоборот, уничтожают или нивелируют действия друг друга. В результате ход развития Земли и ее оболочек носит прерывисто-непрерывный характер, который можно назвать эволюционно-революционным прогрессивно направленным на усложнение и совершенствование географической оболочки. В геологической истории нашей планеты выделяются периоды скачкообразных «усилений» и «падений» развития как среди неживой, так и живой природы. Это известные времена расцвета и вымирания организмов, тектонические затишья и периоды активизации земных недр, чередования холодных и теплых эпох, трансгрессий и регрессий и многое другое. Колебательный тип изменений географической оболочки и ее отдельных компонентов происходит на фоне совершенствования географического пространства, а пилообразный характер изменения биоразнообразия - на фоне увеличивающегося количества выживаемых родов и семейств организмов. Таким образом, естественный ход развития нашей планеты пока носит прогрессивный характер, обеспечивающий жизнедеятельность возрастающего многообразия ландшафтов. Трудности функционирования связаны исключительно с социальными аспектами. Так, высказывания о перенаселенности планеты и невозможности прокормить еще один миллиард жителей опираются не на реальные возможности природы Земли, а на желание определенного круга населения. Если речь вести не об избыточном обеспечении жизни, а о биологически и социально допустимом, то продолжающийся рост рождаемости в целом есть свидетельство расцвета географической системы. Природа способна сама регулировать многие процессы и явления, и увеличение рождаемости или популяций организмов есть прямое свидетельство прогресса в развитии.
Географическая оболочка развивается под влиянием разных сил. Внешние силы (солнечная радиация, космические поля и др.) хотя и не оставались неизменными, но все же не менялись направленно (а если и направленно, то в несравнимо ином масштабе времени), поэтому они не могли вызвать направленного развития природы земной поверхности. Направленный характер имело развитие планеты как космического тела (и вместе с ним геотектоническое развитие), что и определило многие закономерности географической оболочки. Большую роль при этом сыграло развитие живых организмов и формирование биосферы.
Немаловажное значение имеет и собственная организация географической оболочки. Возникновение и характер атмосферной и океанической циркуляции, закономерности тепло- и влагообмена, динамики ледников, осадконакопления и многие другие явления обусловливают перемещения огромных масс вещества и формирование геохимической обстановки и ландшафтной структуры.
Эти новообразования в свою очередь становятся факторами последующей эволюции, которая происходит по пути дальнейшего усложнения структуры и процессов в общем направлении от хаоса к порядку.
Специфическую эволюционную роль играют человечество и его деятельность, нацеленная на формирование территориальной и функциональной структуры хозяйства, «пронизывающей» природную среду и оказывающей на нее все большее (нередко разрушающее) влияние. Большое значение имеет культура, которая определяет отношения человека и природы, устанавливает систему человеческих ценностей, и определенных традиций.
Контрольные вопросы
Каковы свидетельства возникновения Земли и географической оболочки?
Что характеризует геохронологическая шкала?
Как протекали начальные процессы на планете?
Каков возможный генезис древнейших горных пород?
В чем заключалась смена атмосфер в истории планеты?
В чем суть основных проблем развития гидросферы?
Как могло происходить образование океанов и морей?
В чем заключается направленность развития планеты Земля?
Какие породы могли образовываться на Земле в разные времена?
В чем состоит поступательное развитие органического мира?
Как происходила эволюция человека?
ЛИТЕРАТУРА
Будыко М.И. Эволюция биосферы. - Л., 1984.
Будыко М.И., РоновА.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. - Л., 1985.
Веклич М. Ф. Проблемы палеоклиматологии. - Киев, 1987.
Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера. - М., 1989.
Владимирская Т. В., Кагарманов А.Х., Спасский И. Я. и др. Историческая геология с основами палеонтологии. - Л., 1985.
Войткевич Г. В. Рождение Земли. - Ростов-на-Дону, 1996.
Вологдин А. Г. Земля и жизнь. - М., 1976.
Вронский В.А., Войткевич Г.В. Основы палеогеографии. - Ростов-на-Дону, 1997.
Джеррард А.Дж. Почвы и формы рельефа. - Л., 1984.
Дэникен Э. Воспоминания о будущем. - СПб., 1992.
Зейболд Е., Бергер В. Дно океана. Введение в морскую геологию. - М., 1984.
Зимы нашей планеты. Земля подо льдом / Под ред. Б.Джона. - М., 1982.
Имбри Д., Имбри К. П. Тайны ледниковых эпох. - М., 1988.
Катастрофы и история Земли. Новый униформизм / Под ред. У. Берг-грена и Дж. Ван Кауверинга. - М., 1986.
Книге Р.К., Данилов И.Д., Конищев В.Н. История гидросферы. - М, 1998.
Колчинский Э. И. Эволюция биосферы. - Л., 1990.
Котляков В.М. Гляциология Антарктиды. - М., 2000.
Котляков В.М., Гроссвальд М.Г., Лориус К. Климаты прошлого из глубины ледниковых щитов. - М., 1991.
Кэри У. В поисках закономерностей развития Земли и Вселенной. - М., 1991.
Лапо А. В. Следы былых биосфер. - М., 1987.
Маракушев А. А. Происхождение Земли и природа ее эндогенной активности. - М., 1999.
Марков К. К. Палеогеография. - М., 1951.
Марков К. К., Лазуков Г. И., Николаев В.А. Четвертичный период (ледниковый период - антропогеновый период). - Т. 1, 2. - М., 1965.
Марков К. К., Величко А. А. Четвертичный период (ледниковый период - антропогеновый период). - Т. 3. - М., 1967.
Мархинин Е.К. Вулканы и жизнь. - М., 1980.
Матюшин Г. Н. У истоков человечества. - М., 1982.
Монин А. С. История Земли. - Л., 1977.
Монин А. С, Шишков Ю.А. История климата. - Л., 1979.
Николов Т. Долгий путь жизни. - М., 1986.
Озима М. Глобальная эволюция Земли. - М., 1990.
Орленок В. В. История океанизации Земли. - Калининград, 1998.
Резанов И. А. Эволюция земной коры. - М., 1986.
Ронов А. Б. Стратисфера или осадочная оболочка Земли. - М., 1993.
Сваричевская З.А., Селиверстов Ю.П. Эволюция рельефа и время. - Л., 1984.
Сорохтин О. Г., Ушаков С.А. Глобальная эволюция Земли. - М., 1991.
Уеда С. Новый взгляд на Землю. - М., 1980.
Ушаков С.А., Ясаманов И.А. Дрейф континентов и климаты Земли. - М, 1984.
Фишер Д. Рождение Земли. - М., 1990.
Флинт Р. История Земли. - М., 1978.
Хаин В.Е., Божко Н.А. Историческая геотектоника. Докембрий. - М., 1988.
Холленд X. Химическая эволюция океанов и атмосферы. - М., 1989.
Цейнер Ф. Плейстоцен. - М., 1963.
ЮдасинЛ. Перипетии жизни. - М., 1991.
Юнкер Р., Шерер 3. История происхождения и развития жизни. - М., 1997.
Этапы формирования географической оболочки Земли. Исследователи выделяют три этапа формирования географической оболочки Земли: добиогеновый, биогеновый и антропогеновый.
Добиогеновый этап (4,6 млрд лет - 570 млн лет). На рассматриваемом этапе сформировались такие компоненты географической оболочки Земли, как лито-, гидро- и атмосферы.
Наиболее простейшие микроорганизмы (бактерии) появились на Земле примерно 3,8-3,5 млрд лет назад и не могли оказать должного влияния на процесс формирования географической оболочки Земли.
Биогеновый этап начался 570 млн лет назад и характеризуется развитием органического мира. В результате на этом этапе сформировались биосфера и основные черты современной географической оболочки.
Антропогеновый этап охватывает период продолжительностью 3 млн лет.
В настоящее время хозяйственная деятельность человека оказывает серьезное воздействие на развитие географической оболочки Земли.
В результате появились экологические и демографические проблемы, в частности, проблема Аральского моря. Это вынудило человечество обратить особое внимание на вопросы охраны окружающей среды.
Общие законы развития географической оболочки Земли. Развитие географической оболочки Земли и природных комплексов подчиняется строгим законам. Законы о развитии географической оболочки нередко называют общегеографическими.
Знание общегеографических законов помогает человеку рационально пользоваться природными ресурсами, эффективно охранять окружающую среду, сохранять естественное экологическое равновесие и др.
В систему общегеографических законов входят: закон сохранения энергии; периодичность, или ритмичность повторяемости событий; закон географической зональности и азональности и др.
Единство географической оболочки Земли. Закон обмена веществ обеспечивает единство всех территориальных природных комплексов и географической оболочки в целом.
Территориальные комплексы независимо от размеров пребывают в одном из трех физических состояний (твердом, жидком или газообразном) и образуют единое целое благодаря сложным динамичным связям.
Компоненты географической оболочки Земли, будь то рельеф, климат, воды, растительность, животный мир и т.д., подчиняются одним и тем же географическим законам.
Обмен веществ. Энергетический обмен свойствен всем компонентам географической оболочки.
Процесс энергетического обмена представляет собой не что иное, как движение. Например, влага, которая содержится в атмосфере, перемещается вместе с воздушными массами из одной точки в другую, т.е. в вертикальном и горизонтальном направлениях. Воды Мирового океана так же, как и воздушные массы, перемещаются не только горизонтально, но и вертикально.
Подвижность свойственна и твердой оболочке Земли, или литосфере. На это, в частности, указывает вулканическая деятельность. Во время извержения вулкана на поверхность в виде лавы изливается не только внутреннее вещество (магма), но и происходит как горизонтальное, так и вертикальное перемещение горных пород.
Ритмичность. Каждому из нас приходилось сталкиваться с таким природным явлением, как ритмичность. Простейший тому пример - суточная ритмичность, т. е. последовательная смена дня и ночи. То же самое относится и к смене времен года.
Суточная и сезонная ритмичность отражается в смене погодных и климатических условий, в режиме поверхностных вод (смена половодья меженью), а также в поведении растений и животных.
Географическая зональность. Закономерное изменение природных (физико-географических) условий или территориально-природных комплексов от экватора к полюсам (горизонтальная или широтная зональность) и по мере поднятия вверх, в горы (вертикальная или высотная зональность), называется зональностью.
Закон географической зональности придает каждой точке на Земле присущие ей закономерные черты.
Внимание! Если Вы нашли ошибку в тексте, выделите её и нажмите Ctrl+Enter для уведомления администрации.
Сочинительные союзы Двойные союзы не только но и
Сравнительная и превосходная степень Степени сравнения прилагательных во французском языке упражнения
Зачем изучать анатомию и физиологию Для чего нужны знания анатомии
Конспект НОД «Путешествие в страну знаний» в подготовительной группе Дядя, длинный и худой, носит воду бородой
Что делать, если затопили соседи Дела о затоплении квартиры жильцами