Магнитное поле простирается от поверхности Земли до высоты нескольких земных радиусов (приблизительно до 100 000 км). До высоты 44 000 км поле постепенно убывает, от 44 тыс. до 80 тыс. км оно характеризуется неустойчивостью, а на высоте 90 тысяч километров магнитное поле теряет способность захватывать заряженные частицы.
Главная «задача» магнитного поля – захватывать (отклонять) заряженные частицы (электроны и протоны), идущие с большой скоростью к Земле от солнечной атмосферы в общем корпускулярном потоке солнечного ветра. Теоретически на небесном теле, которое не защищено магнитным полем, не может появиться высшая жизнь: мощный поток заряженных частиц оказывает губительное воздействие на живые организмы и исключают саму возможность зарождения жизни. Но это, конечно, не доказано.
Магнитное поле защищает Землю не только от солнечного ветра, но и от общего космического излучения, идущего из глубин Вселенной к Земле.
Геомагнитное поле – нестабильная энергетическая оболочка. Периодически его состояние меняется. Кратковременные изменения (возмущения) связаны с влиянием солнечной радиации на поле; долговременные инверсии – с изменением скорости и направленности процессов, протекающих на границе ядра и мантии.
Кратковременные усиления («порывы») солнечного ветра, выбрасываемого непосредственно солнечной короной, провоцируют сильные возмущения магнитного поля Земли – магнитные бури, которые могут длиться от нескольких часов до нескольких суток («порывы» солнечного ветра возникают и при вспышках в хромосфере Солнца, энергия которых передается солнечной короне). С магнитными бурями связывают и полярные сияния.
Магнитное поле периодически меняет свою полярность (период – от 100 000 до 1 миллиона лет). Смена магнитных полюсов сопровождается исчезновением магнитного поля на несколько тысяч лет. Естественно, солнечный ветер во время отсутствия геомагнитного поля свободно проникает в атмосферу и к земной поверхности. Озоновый экран при этом исчезает, и ультрафиолет получает свободный доступ к биосфере. Массовое вымирание некоторых животных в определенных геологических эпохах, по некоторым предположениям, связано со сменой магнитных полюсов.
Глава 2. Физическая география материков и океанов
Особенности формирования ландшафтной сферы Земли. Прежде чем проникнуть в структуру ландшафтного мира, следует ознакомиться с общими особенностями строения земной поверхности – узнать, что такое материки и океаны, из чего они составлены, как они функционируют и взаимодействуют друг с другом.
Материки и океаны – та глобальная основа, на которую наложена ландшафтная сфера (оболочка). Своего рода, это арена для жизни и развития ландшафтов. Все свойства и качества данной сферы целиком и полностью зависят от того, на каком фундаменте она расположена – на суше или на воде.
Если мысленно снять ландшафтную сферу с ее базы, то можно увидеть, что роль основы для формирования природы в том виде, в котором мы ее знаем, играют всего лишь два первоначальных (исходных) компонента природы – минеральные породы и вода. Материки, следовательно, – это общая минеральная база для всех ландшафтов, а океаны – водная основа. С этих позиций и рекомендуется рассматривать материки и океаны в общем ландшафтоведении.
Само по себе наличие крупнейших водоемов и обширных участков суши на планете, конечно, не делает ее пригодной для возникновения ландшафтной сферы. Она может образоваться как таковая только после появления животных и растений и установления между ними прочных связей, или цепочек. То есть должна появиться биосфера. Но для того чтобы планета ожила, необходимо присутствие качественной атмосферы. Атмосфера «деликатно» обволакивает планету, и через нее устанавливается многофункциональная связь между материками и океанами.
Удачная неорганическая связка «материки-океаны-атмосфера» – начальное условие формирования биологических тел (ранее оговоренные благоприятные астрономические характеристики, крепкое гравитационное поле и защитные экраны – это условия по умолчанию). Она дает пищу для растений, устанавливает правильный режим перемещения вещества и энергии, создает оптимальный температурный фон.
Но и в этом случае до возникновения настоящей ландшафтной оболочки еще очень далеко. Появление первых микроорганизмов в водоемах или на участках суши – это только начало. Природа должна произвести на свет полноценный растительный и животный мир и соединить их в одно целое – то есть пройти определенный путь к появлению так называемых биоценозов. Сформировавшиеся биоценозы сливаются, образуя биосферу.
Функционируя и эволюционируя, биосфера начинает уже сама оказывать влияние на неорганические компоненты, хоть, в общем, и продолжает развитие на первоначальной абиотической основе. В процессе жизнедеятельности биосферы на суше должна появиться почва (т. н. педосфера) и некое ее подобие на дне морей, океанов и крупных озёр. Почва – это биокосная субстанция, состоящая из всех природных компонентов – минералов, воды, воздуха, живых и неживых существ. Наличие почвы – это тот показатель, на основе которого определяется степень развитости биосферы, некоторая ее самодостаточность.
Далее при наличии двух противоположных, но тесно контактирующих сфер – абиосферы (система «материк-океан-атмосфера») и биосферы (совместно с педосферой) – можно говорить о ландшафтной оболочке.
Часть земного пространства, в пределах которого происходит «сотрудничество» глобального абиоценоза (или просто абиосферы) и биосферы в физической географии называется географической оболочкой. Ландшафтная сфера по существу является наиболее активным ее уровнем.
Из всего вышесказанного следует, что перед тем, как рассматривать земную природу в самом сложном ее виде (как ландшафтную сферу), следует изучить состав и строение самой географической оболочки, предварительно разложив ее именно на материки и океаны. Поскольку каждый из них является отдельной четко оконтуренной в пространстве функциональной ячейкой, наполненной всеми качествами и свойствами, присущими ландшафтной сфере, такое первоначальное разделение природы очень хорошо подходит для воспитания в себе адекватного видения ландшафтного мира.
В главе «Физическая география материков и океанов» эти крупнейшие природные комплексы будут рассматриваться не по отдельности, а в обобщенной схеме – как носители общих свойств и качеств, которые нужно учитывать при конкретном разборе какого-либо материка или океана.
В конце темы «Физическая география материков» в качестве примера описания континентов дается сжатый физико-географический обзор Африки. Тема «Физическая география океанов» завершается описанием Атлантического океана.
Общие сведения о материках и океанах. Поверхность планеты Земля представлена двумя качественно и количественно разнородными вариантами географического пространства – водой и сушей. Вода здесь поставлена на первое место, поскольку по площади она серьезно преобладает над сухопутными участками. Можно даже сказать, что поверхность Земли – это больше поверхность воды, чем самой земли как таковой (71 процент против 29). На нашей планете вода существует в виде Мирового океана и водоемов суши. К суше относятся, конечно, материки (континенты) и острова.
И если материки и океаны изучаются как самостоятельные природные образования, то острова и водоемы материков рассматриваются как их составные части. В этом случае острова принадлежат океанам и их частям (морям, заливам, проливам), а континентальные водоемы – материкам. На островах тоже есть водоемы (пресные или соленые) и водотоки. Они анализируются в общем аспекте гидрологии суши.
При изучении материков как частей света острова у океана «отнимаются» и включаются в часть света.
Алгоритм изучения материков и океанов. Любой материк характеризуется: общегеографическими данными, геологией, климатом, внутренними водами, почвенно-растительным покровом, физико-географической дифференциацией на природные комплексы.
Для океанов последовательность их анализа в чем-то схожа с континентальным алгоритмом: общегеографические сведения (размеры, крайние точки, границы с другими океанами, береговая линия, моря и заливы, острова); рельеф дна (особенности подводной окраины материков, срединно-океанических хребтов, ложа океана и переходной зоны); климат (климатические пояса, центры действия атмосферы); свойства вод (поверхностные течения, приливы, температура вод, соленость вод); физико-географическое районирование океана.
Для облегчения восприятия и устранения путаницы в сознании человека, изучающего природу, такая последовательность ложится в основу изучения физической географии материков и океанов.
Физическая география материков
Общие сведения о материках. Материк – это крупнейший блок земной коры, поверхность которого возвышается над поверхностью Мирового океана. В основании каждого материка лежит одна или несколько древних (докембрийских) платформ, к которым примыкают более молодые складчатые структуры.
Материков, или континентов, на данном этапе геологического развития Земли насчитывается всего шесть. Было время, когда существовал один материк – Пангея, который (сначала согласно гипотезе Альфреда Вегенера (1880-1930), а потом – данным современных спутниковых систем GPS) в начале мезозойской эры (в триасе) раскололся на Лавразию и Гондвану. Последние впоследствии тоже распались: Лавразия – на Евразию и Северную Америку; Гондвана – на Африку, Южную Америку, Австралию и Антарктиду. До сих пор существуют еще такие острова и причлененные полуострова (например, Индостан), которые являются «побочным» продуктом движения литосферных плит того времени, когда они усиленно дробились, и от них отсоединялись всевозможные «куски».
Самый большой по площади материк – Евразия; он же и самый протяженный. Самый небольшой по площади континент – это Австралия. Из-за своих размеров она, скорее, похожа на большой остров, но тектонически Австралия самостоятельна и полноценна: структурное ядро Австралии представлено древней Австралийской платформой. Именно это и дает ей право считаться материком.
Существует такое понятие, как суперконтинент. В наши дни таким термином называют два материка, соединенных друг с другом сухопутной «перемычкой» (перешейком). Суперматериков на Земле пока два – Афразия (Афроевразия) и Америка. Так Африка «припаяна» к Евразии посредством Суэцкого перешейка, а две Америки соединены Панамским перешейком. Каналы внутри перемычек созданы, конечно, искусственно, и не могут считаться разделительными водотоками.
На Земле мог бы существовать мегаматерик («Афразия-Америка»), если бы между Чукотским полуостровом и полуостровом Сьюард на Аляске существовал закономерный перешеек. Но в настоящее время эти полуострова разделены Беринговым проливом (при этом минимальная ширина пролива – всего 86 километров).
Общегеографические сведения о материках (и океанах)
Окидывая научным взором какой-либо материк (или океан) в первую очередь следует выделить его общегеографические характеристики. К таким характеристикам можно отнести размеры, географическое положение и особенности береговой линии.
Размеры – это площадь материка (или океана) в квадратных километрах, а также наибольшая протяженность с севера на юг и с запада на восток. Расстояние измеряется в километрах и в градусах. Протяженность материка (или океана) с севера на юг лучше всего высчитывать по меридиану – от широты самой северной точки до широты самой южной точки. Аналогично градусная протяженность измеряется с запада на восток, но уже по параллели – от долготы самой западной точки до долготы самой восточной точки.
Географическое положение стандартно определяется относительно градусной сетки и соседних географических объектов (других материков, частей света, островов, океанов и их морей). С помощью градусной сетки определяются координаты (широта и долгота) крайних точек материка – мысов.
Крайние точки океана – это «глубины» наибольшего проникновения океана в сушу. Так крайняя восточная точка Атлантического океана – восточный берег Черного моря (район г. Кобулети в Грузии); крайняя западная точка находится на западном берегу Мексиканского залива (лагуна Сан-Андрес в Мексике). В проливах между океанами (например, в проливе Дрейка, в Беринговом проливе) и широких океанических пространствах между материками (например, между Африкой и Антарктидой или Австралией и Антарктидой) крайние точки определяются по условным линиям раздела, которые часто совпадают с параллелями и меридианами.
На основе полученных координат устанавливается общее положение материка (или океана) относительно полушарий Земли (Северного и Южного, Западного и Восточного) и ключевых параллелей (тропиков, полярных кругов).
Береговая линия, образующая контур (конфигурацию) материка или океана (а также любого острова или водоема суши), характеризуется двумя аспектами: степенью изрезанности и комплексом различных типов берегов.
Рис. 3. Берег Красного моря. Фото автора
Для определения степени изрезанности необходимо знать длину береговой линии и площадь материка (или океана). На основе этого соотношения выявляется так называемый коэффициент изрезанности береговой линии, который и показывает, насколько сильно расчленен контур материка (или океана). Изгибы берега образуют различные типы полуостровов континента, которые следует воспринимать как его горизонтальные части (по аналогии с горизонтальным расчленением океанических акваторий на моря, заливы, проливы).
Генетические типы полуостровов: 1) коренные (геологически единые с материком) – Лабрадор, Сомали, п-ов Йорк, Балканский п-ов, Апеннинский п-ов и др.; 2) причленившиеся (присоединившиеся к материку) – Индостан, Флорида, Камчатка и др.
Типы берегов рассматриваются на основе различных классификационных схем, которых на сегодняшний день более чем достаточно. Согласно географическому взгляду существуют ваттовые берега, маршевые, мангровые, лопастные, далматинские, шхерные, риасовые, лиманные, фиордовые, лагунные, эстуарные, бухтовые, шермовые, балеарские, вулканогенные, сбросовые и некоторые другие.
Географическая классификация берегов (на примере Евразии)
Ватты – низменные берега, лежащие практически вровень с морской гладью. Затопляются во время приливов и осушаются при отливах. Такие побережья распространены в основном в северных морях – Северном, Ирландском, Беринговом, Охотском. Еще они встречаются на атлантическом побережье США, которое в целом довольно низко лежит относительно уровня океана, по сравнению с тихоокеанским побережьем – скалистым и высоким.
Марши – низменные берега морей, которые затопляются только во время больших приливов или накатов (нагонов) воды. В этом их отличие от ваттов. Такие берега покрыты обычно луговой растительностью и болотами. В странах, северные части которых выходят к Северному морю, такие берега расположены ниже его уровня. Здесь построены специальные дамбы, предохраняющие прибрежные местности от затопления. Такие берега есть не только в Европе, но и в США – опять же на атлантическом побережье.
Лопастные берега – это побережья, характеризующиеся резкими очертаниями линии, когда морские заливы часто и глубоко врезаются в какую-либо часть материка, образуя как бы лопасти. Свойственны Греции, западу Турции, северу Северной Америки – там, где берега в геологическом отношении сравнительно молодые.
Далматинские берега образуются при подтоплении линейных складчатых сооружений, простирание которых практически совпадает с направлением береговой линии. Море затопляет долины между горными хребтами. По этой причине данные берега имеют форму молота. Ярко проявляются на восточном побережье Адриатического моря.
Шхеры – это некрупные скалистые острова, располагающиеся группами возле невысоких скалистых же берегов морей и крупных озёр. В сущности, эти острова создают особый тип берега, называемый шхерным. Скандинавские страны – характерные обладатели таких побережий.
Риасовые берега появляются при затоплении морем устьевых участков долин, находящихся в горах или на возвышенностях. Море достаточно далеко проникает в долины, и в результате образуются длинные узкие извилистые заливы, глубоко рассекающие значительную площадь прибрежной части материка. Так формируется особый тип морского берега, называемый риасовым.
Лиманные берега характеризуются многочисленными лиманами, которые образуются возле побережий в результате затопления морем устьев рек.
Фиорды – узкие глубокие заливы с высокими скалистыми обрывистыми берегами. Побережья, пестрящие такими заливами, называют фиордовыми. Наиболее часто встречаются в Норвегии, в Чили и Гренландии.
Лагунные берега – это побережья, обильно испещренные лагунами – мелководными морскими заливами.
Эстуарные берега характеризуются большим количеством эстуариев – воронкообразных устьев рек.
Бухтовые берега – берега, которые изобилуют бухтами (мизерными морскими заливами округлой формы, хорошо защищенными от ветрового и волнового воздействия моря). Именно в бухтах строят гавани для стоянки морских судов.
К бухтовым берегам относятся и так называемые шермовые берега. Шермовые бухты – небольшие бухты, которые слабо вдаются в сушу и имеют угловатые очертания. Другими словами, каждый такой залив состоит из нескольких более или менее прямых береговых отрезков, которые расположены относительно друг друга под небольшим углом. Такие бухты отделены одна от другой прямолинейными участками берега. Яркий пример – берега Аравийского полуострова.
Балеарские берега – это берега, изрезанные большим количеством бухт округлой формы (полукруглые бухты), которые неглубоко вдаются в сушу. Отделены друг от друга мысами. Характерны для Балеарских островов.
Вулканогенный тип берега образуется в местах активной тектонической деятельности при затоплении морем элементов вулканов (кальдеры, кратеры). Высокие берега, сложенные застывшей лавой. Характеризуются ярко выраженной изрезанностью береговой линии, большим количеством глубоких бухт. Примеры: Исландия, Камчатка.
Сбросовые берега образуются в местах активной тектонической деятельности. Примеры: север Пиренейского полуострова, о-в Корсика и о-в Сардиния, север острова Сицилия.
Общая классификация берегов. Существует еще общая классификация берегов, которая учитывает локальные особенности полосы взаимодействия воды и суши. В отличие от чисто географической классификации, применимой, по сути, только к морским и океаническим берегам, общая схема распространяется и на другие берега – озёрные, речные и пр.
По очертанию береговой линии различают: прямолинейные берега, дуговидные, фестончатые, извилистые, островные, двойные. По особенностям берегового обрыва: отвесные берега, обрывистые, отлогие. По внутреннему рельефу берега бывают: гористые, равнинные. По особенностям берегового профиля: плоские, крутые. По характеру грунта: каменистые, скалистые, песчаные, глинисто-песчаные, илисто-песчаные, торфяные, ледяные, ледниковые, коралловые. По рельефу подводной части: приглубые, отмелые. По происхождению: коренные, наносные, регрессивные.
Геология материков
Геология материков изучается на уровне так называемых тектонических структур (геоструктур). При этом последовательно рассматриваются следующие геологические характеристики материков:
1. Тектоническое строение материков
2. Тектонический режим геоструктур
3. Геологическое строение геоструктур
4. Рельеф геоструктур
Тектоническое строение материков. Материки (как и океаны) состоят из тектонических структур (геоструктур) различных порядков. Геоструктура – это крупный блок земной коры с определенным тектоническим режимом (платформенным или подвижным), геологическим строением и рельефом.
Мозаика тектонических структур (геоструктур) различных порядков, которыми сложен материк, называется тектоническим строением материка.
Все геоструктуры можно разделить на две группы:
1. Платформенные геоструктуры, характеризующиеся спокойным (устойчивым) тектоническим режимом. 2. Подвижные геоструктуры, характеризующиеся «неспокойным» (неустойчивым) тектоническим режимом.
Платформенные геоструктуры делятся на порядки – от единицы первого порядка (платформы) до единиц 4 порядка.
Подвижные геоструктуры делятся на генетические типы: эпигеосинклинальные (представленные двумя подвижными поясами); эпиплатформенные (представленные тремя подвижными поясами); рифтовые (представленные двумя современными активными рифтами).
Обширная площадь материка, занятая платформенными геоструктурами различных порядков, называется устойчивой областью. Одна устойчивая область соответствует одной платформе (древней или молодой).
Группа прилегающих друг к другу разновозрастных молодых платформ (от байкальского возраста до мезозойского включительно) в пределах какого-то одного геосинклинального пояса (и в пределах одного материка), называется устойчивым поясом (факультативная единица).
Обширная площадь материка, характеризующаяся неустойчивым тектоническим режимом, проявлением современного вулканизма и сейсмизма, называется подвижным поясом.
Платформенные геоструктуры. К платформенным геоструктурам относятся следующие: платформы (единицы 1-го порядка), щиты и плиты (единицы 2-го порядка), синеклизы и антеклизы (единицы 3-го порядка), своды, валы, впадины и т. п. (единицы 4-го порядка).
Платформы. Платформа – это крупный блок земной коры, отличающийся спокойным тектоническим режимом и преимущественно равнинным рельефом. Платформа имеет двухъярусное строение: верхний ярус – платформенный чехол, состоящий из относительно молодых пластов осадочных горных пород; нижний ярус – складчатое основание (фундамент), состоящий из относительно древних пород, смятых в складки.
Все платформы делятся на древние (кратоны) и молодые (плиты).
Древние платформы занимают основную площадь континентов. Это Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская, Северо-Американская, Восточно-Европейская, Сибирская, Северо-Китайская, Южно-Китайская, Таримская и Антарктическая платформы.
Молодые платформы занимают незначительную часть от общей площади материков (5%) и размещаются или между древними платформами, или по их краям. Вот некоторые из них: Средне-Европейская, Западно-Европейская, Восточно-Австралийская, Патагонская, Западно-Сибирская, Северо-Германская, Парижский «бассейн», Туранская, Скифская и др.
От платформ материковых отличаются платформы океанические (талассократоны), которые соответствуют океаническим котловинам и являются устойчивыми областями океанического дна.
Если не считать материковые выступы и впадины океанов самыми крупными геоструктурами Земли, то платформы (и подвижные пояса) являются структурными единицами 1-го порядка.
Щиты и плиты. В пределах платформ мощность их осадочного чехла может колебаться от 0 сантиметров до нескольких километров. Из этого следует, что на Земле существуют области, где осадочный чехол полностью отсутствует. Такие районы называются щитами (несмотря всё же на отсутствие чехла, щиты обычно прикрыты более или менее тонким слоем четвертичных отложений, которые в таких масштабах в расчет не берутся).
Территории, где фундамент покоится под осадочным чехлом, называют плитами. Щиты и плиты являются структурными единицами 2-го порядка.
В отличие от древних докембрийских платформ, на молодых платформах щиты встречаются в виде исключения (например, Казахский щит), и поэтому эти платформы часто называют просто плитами.
Синеклизы и антеклизы. Щиты являются монолитными образованиями, и далее тектоническое районирование щитов на рассматриваемом уровне не представляется возможным. Плиты же состоят из структурных единиц 3-го порядка, к которым относят, прежде всего, синеклизы и антеклизы.