§ 8. ЗАКОНОМІРНОСТІ РОЗВИТКУ ГЕОГРАФІЧНОЇ ОБОЛОНКИ 

Пригадайте! 1. Що таке геосистема? 2. Які існують взаємозв’язки між зовнішніми оболонками Землі? 3. Як відбувається кругообіг води в природі? 4. Які існують закономірності зміни ландшафтів на рівнинах і в горах? 5. Наведіть приклади деструктивного та конструктивного впливу діяльності людини на довкілля.

Склад, межі та будова географічної оболонки. Географічна оболонка (ГО) – це глобальна геосистема, в межах якої стикаються, взаємодіють і проникають одна в одну всі зовнішні оболонки Землі.

Географічна оболонка існує там, де відчуваються взаємодія та взаємопроникнення оболонок (мал. 32). Більшість учених визнає, що потужність географічної оболонки становить 35 – 55 км. Верхню межу географічної оболонки проводять за висотою максимальної концентрації озону в стратосфері (25 – 30 км), що захищає планету від ультрафіолетового випромінювання. Отже, до таких висот внаслідок взаємодії оболонок існують сприятливі умови для поширення живих організмів. Крім того, цей прилеглий до земної поверхні шар атмосфери нагрівається й охолоджується завдяки теплообміну з поверхнею літосфери й гідросфери. Внаслідок випаровування з поверхні гідросфери у тропосфері зосереджена майже вся водяна пара. Шар озону на висоті 22 – 25 км є екраном, що затримує ультрафіолетове випромінювання.

Значно складніше встановити положення нижньої межі географічної оболонки в літосфері. Деякі науковці вважають, що вона проходить по нижній межі осадових порід земної кори, що виникли внаслідок взаємодії всіх оболонок Землі. Інші – схиляються до думки, що вона проходить ще нижче: на межі земної кори та мантії. Отже, географічна оболонка складається з нижніх шарів атмосфери (до висоти 22 – 25 км), верхньої частини літосфери (до глибини 15 – 25 км), а також гідросфери та біосфери.

Усі процеси, що відбуваються в межах географічної оболонки, здійснюються завдяки двом джерелам енергії: енергії Сонця й космосу (надходить із сонячною радіацією, метеоритами, метеорним пилом) та внутрішньої енергії Землі (радіоактивний розпад, енергія, пов’язана з дією гравітаційних сил, вулканізмом тощо).

Закономірності географічної оболонки. Закономірність цілісності. Для географічної оболонки властиві загальні закономірності її розвитку: цілісність, наявність кругообігів речовин та енергії, ритмічність, зональність та азональність, безперервність й нерівномірність розвитку та інші (мал. 33).

Цілісність географічної оболонки це – взаємозв’язок і взаємозалежність її компонентів: рельєфу, атмосферного повітря, вод, ґрунтів, органічного світу. Географічна оболонка є настільки цілісною, що досить змінитися якомусь одному її компоненту, як почнуть змінюватися всі інші. Основою цілісності є обмін речовин та енергії між усіма зовнішніми оболонками в смузі їхнього стикання. Наприклад, уся товща осадових порід земної кори утворилася внаслідок або осадження речовин з океанічних, морських, озерних та річкових вод (хімічні породи: зокрема солі), або зі скам’янілих решток відмерлих організмів (органічні породи: вугілля, торф, нафта), або шляхом фізичного, хімічного або органічного вивітрювання (уламкові породи: пісок, глина, каолін). Хімічні речовин, що розчинені у воді гідросфери, походять переважно з літосфери, частково з атмосфери та біосфери. Сучасний склад атмосферного повітря майже цілком зумовлений діяльністю рослин, випаровуванням води з гідросфери та надходженням пилу з літосфери.

Закономірність кругообігів речовин та енергії. Усі компоненти географічної оболонки зв’язані між собою завдяки кругообігам речовини та енергії між різними оболонками Землі (мал. 34). Розрізняють кругообіги води, повітря в атмосфері, речовин у земній корі, біологічні кругообіги.

Кругообіг води є важливим чинником формування географічної оболонки. Завдяки здатності досить легко переходити з рідкого в газуватий або твердий стан вода характеризується значною рухливістю й може прискорювати природні процеси. Наприклад, брати участь у вивітрюванні гірських порід, впливати на формування певного типу ґрунту та рослинного покриву. Кругообіг повітря охоплює всю систему горизонтального та вертикального руху повітря в тропосфері. Саме завдяки руху повітряних мас можливий світовий кругообіг води.

У кругообігу речовин у земній корі беруть участь гірські породи та мінерали. Внаслідок процесів вивітрювання та під дією внутрішніх сил Землі вони постійно змінюють свої властивості. Так, вивержені магматичні гірські породи під дією зовнішніх сил Землі перетворюються на осадові породи. Ці породи, в свою чергу, на краях літосферних плит занурюються на великі глибини й під дією високих температур і тиску перетворюються на метаморфічні, а ті знову повертаються до стану магми.

Завдяки біологічному кругообігу зелені рослини в процесі фотосинтезу утворюють з мінеральних речовин органічні, які, в свою чергу, є основою для живлення більшості тварин. А після відмирання рослин і тварин органічні рештки розкладаються бактеріями до мінеральних речовин, які знову поглинаються зеленими рослинами.

Усі кругообіги взаємопов’язані між собою. Вони є складниками загального великого кругообігу в системі: космос – географічна оболонка – глибинні шари Землі.

Закономірність ритмічності. Повторюваність у часі явищ називається ритмом. Існують ритми періодичні та циклічні. Ритми однакової тривалості називають періодами. Наприклад, час обертання Землі навколо своєї осі або навколо Сонця. Ритми зі змінною тривалістю називають циклами. Вони розвиваються не по колу, а по спіралі, оскільки кожний виток відбувається на новому рівні на тлі загального розвитку й подальшого руху. Зміна ритмічності в одній зі сфер спричиняє зміни в інших.

У географічній оболонці крім добових та річних ритмів існують також багаторічні ритми. Їх причини різні. Одні пов’язані зі зміною сонячної активності. Вони мають різну тривалість: 2 – 3 роки, 5 – 6 років, 11 років, 22 – 23 роки, 80 – 90 років. При цьому загальна кількість сонячної радіації не змінюється, але значно коливається інтенсивність ультрафіолетового випромінювання, яка в разі максимуму сонячної активності в 20 разів більша, ніж у разі її мінімуму. Інша частина ритмів пояснюється нерівномірністю надходження сонячної радіації на нашу планету у зв’язку з періодичними змінами її положення відносно Сонця. Це зумовлює зміну періодів похолодань періодами потеплінь. Доведено існування епох великих зледенінь на Землі з інтервалами в 200 млн років. З епохами зледеніння та міжльодовиковими періодами пов’язані зміни рівня води в Світовому океані. Наприклад, встановлено, що після відступу останнього льодовика в Північній півкулі рівень Океану підвищився на 110 м.

Існує циклічність і в рухах земної кори, що вимірюється десятками та сотнями мільйонів років. Так, періоди опускання земної кори змінюються періодами підняття, епохи активного горотворення – спокійнішим розвитком земної кори.

Закономірність зональності та азональності. До складу географічної оболонки входять різні за розмірами та умовами формування геосистеми.

Зональність географічної оболонки полягає в закономірній зміні геосистем та їхніх компонентів за широтою: дзеркально від екватора до полюсів. Ця закономірність називається широтною зональністю. Зональність є наслідком кулястості Землі та зумовлена закономірним розподілом сонячної радіації по земній поверхні. Ступінь прояву зональності неоднакова для різних природних компонентів. Вона найбільш характерна для клімату та рослинності. Прояв зональності зменшується далі в такій послідовності: тваринний світ, ґрунти, поверхневі води, підземні води, рельєф. До зональних геосистем належать географічний (природний) пояс та природна зона.

Азональність проявляється в закономірній зміні геосистем та їхніх компонентів залежно від розподілу внутрішньої енергії Землі, яка відображена в сучасному рельєфі. Оскільки рельєф змінюється в різних напрямках, то й азональність проявляється в зміні географічних об’єктів у будь-якому напрямку. За ступенем прояву азональності в бік зменшення даної закономірності природні компоненти розташовуються так: гірські породи, вода, ґрунт, живі організми, повітря. Зі зміною рельєфу й висоти місцевості, а також складу гірських порід змінюються усі природні компоненти, отже, й геосистеми. Закономірну зміну геосистем у довготному напрямку, від узбережжя вглиб материка, називають природною секторністю. Найбільшими азональними геосистемами є материки та океани. У межах материків виокремлюють природні країни. Меншими азональними комплексами є природні провінції (краї), області, райони, місцевості, урочища.

На різних висотах та за різного складу гірських порід формуються відмінні види ґрунтів. Рослини пристосовуються до умов абіотичного (сукупність неорганічних умов (чинників) існування живих організмів) середовища: висоти місцевості на суходолі, її глибини в океані, складу гірських порід, експозиції схилів тощо. Це явище називається вертикальною (висотною) поясністю. Вона зумовлена переважно зміною співвідношення тепла й вологи з висотою: зниженням температури, атмосферного тиску, зростанням сонячної радіації, а також до висоти 2 000 – 3 000 м хмарності й кількості опадів. Це супроводжується змінами складу рослин, тварин і процесів ґрунтоутворення. Число висотних поясів збільшується з висотою гір і наближенням до екватора. Найнижчий пояс збігається з природною зоною рівнини біля підніжжя (мал. 35).

Закономірність безперервності та нерівномірності розвитку. У географічній оболонці завжди відбуваються зміни. Вони бувають зворотними та незворотними. Зворотні зміни мають ритмічний характер з періодом понад рік. Але розвиток географічної оболонки відбувається внаслідок незворотних змін, за яких повернення до попереднього стану не відбувається. Це призводить до якісного перетворення географічної оболонки. Сформована близько 4 млрд років тому; у її розвитку було три якісно різні етапи: добіогенний, біогенний, антропогенний.

У добіогенний етап (архейська та протерозойська ери) відбувалося ускладнення земної будови кори: утворилися перші платформи та області складчастості. У гідросфері був менший за сучасний об’єм води. Існував лише один Тихий океан із солоною водою. Наприкінці протерозою в Океані зародилося життя. Але живі організми ще не мали визначального значення у географічній оболонці: ґрунтів не було, атмосфера містила мало кисню, озонового шару не було.

Біогенний етап (палеозойська, мезозойська та майже вся кайнозойська ери) відзначався бурхливим розвитком життя. Живі організми докорінно змінили географічну оболонку.

Після появи людини на Землі тривалий час її вплив на природу був дуже обмеженим. Якісно новим він став у період останнього зледеніння. З того часу почався й триває донині антропогенний етап розвитку географічної оболонки.

Сучасний етап розвитку географічної оболонки. Антропосфера. В наші дні географічна оболонка усе більше залучається у сферу економічних, наукових і політичних інтересів суспільства. Та частина географічної оболонки, в якій виникла й розвивається людська спільнота, називається географічним середовищем. З розвитком суспільства стає небезпечним втручання людини у природні процеси та явища. Варто лише згадати про надмірне вирубування лісів, тотальне осушення боліт, практично повсюдне розорювання степів, будівництво міст, зведення дамб величезних водосховищ на річках, прокладання каналів до посушливих районів, інтенсивний видобуток корисних копалин, освоєння шельфової зони Океану – все це докорінно змінило природні ландшафти протягом ХХ – ХХІ ст. На їх місці виникли створені людиною ландшафти – антропогенні (від грец. антропос – людина). Це сільськогосподарські угіддя, міста, кар’єри, водосховища тощо.

Український учений академік Володимир Вернадський теоретично обґрунтував, що розум людини здатний забезпечити формування ноосфери – нового доцільного для людини стану географічної оболонки, в якому ключова роль належить людському розуму. Людина перетворилася на нову потужну «геологічну силу», яка своєю думкою та працею розумно перетворює планету. Ноосферу можна розглядати як єдність природи і культури. Серед складників ноосфери виокремлюють антропосферу (сукупність людей як організмів), техносферу (сукупність штучних об’єктів, створених людиною, та природних об’єктів, змінених унаслідок діяльності людини) та соціосферу (сукупність соціальних чинників, характерних для даного етапу розвитку суспільства та його взаємодії з природою).

Потреби людини призвели до посилення її контактів з біосферою, порушуючи природний хід її розвитку й надаючи їй специфічних рис. Спершу зміни були локальними. Із часом вони збільшилися до меж географічної оболонки. Поява та запровадження нових матеріалів і споруд призвели на певному етапі до того, що географічна оболонка вже не могла утилізувати продукти людської діяльності. Так сформувалося чуже для природи утворення – техносфера – сукупність сфер діяльності людини, в якій задіяно техніку як на Землі, так і в космосі. Глобальність антропосфери та поки що локальність техносфери трансформують географічну оболонку, створюючи в її межах соціально-технічні системи, які стають своєрідним географічним середовищем існування живих істот, у т. ч. й людини.

Для збереження рівноваги в природі необхідно дуже обережно ставитись до використання її багатств і ресурсів. Знання про закономірності існування географічної оболонки є наріжним каменем у справі охорони природи.

1. Поясніть зміст поняття «географічна оболонка». 2. Схарактеризуйте склад і межі географічної оболонки. 3. Назвіть основні закономірності географічної оболонки та наведіть приклади їх прояву. 4. У чому полягає особливість сучасного етапу розвитку географічної оболонки? 5* . Поясніть різницю між поняттями «ноосфера», «антропосфера», «техносфера», «соціосфера». 6* . Поміркуйте, яке значення мають знання про географічну оболонку та її основні властивості для збереження навколишнього середовища.