Ритмічність у географічній оболонці

Лекция 2.4.

Властивістю географічної оболонки є нерівномірність розвитку в часі і просторі. Нерівномірність розвитку в часі виражається в властивих цій оболонці спрямованих ритмічних (періодичних -- добових, місячних, сезонних, річних і т.п.) і неритмічних (епізодичних зміни. Добова ритміка, як відомо, обумовлена обертанням Землі навколо своєї осі. Добовий ритм проявляється в змінах температури, тиску і вологості повітря, хмарності, сили вітру; в явища припливів і відливів в морях і океанах, циркуляції бризів, процеси фотосинтезу рослин, добових біоритми тварин і людини. Виділяється ритміка добова (зміна дня і ночі), річна (зміна пір року), внутривековая (наприклад, цикли у 25-50 років, спостережувані в коливаннях клімату, льодовиків, рівнів озер, водоносністю річок і т.п.), сверхвековая (наприклад, зміна за кожні 1800-1900 років фази прохолодно-вологого клімату фазою сухого і теплого), геологічна (цикли каледонский, герцинский, альпійський за 200-240 млн. років кожен) і т.п. Ритми, як і круговороты, не замкнені: той стан, яке було на початку ритму, в кінці його не повторюється.

Річна ритміка - результат руху Землі по орбіті навколо Сонця. Це зміна пір року, зміни в інтенсивності ґрунтоутворення і руйнування гірських порід, сезонні особливості розвитку рослинності та господарської діяльності людини.

Завдяки різноманітності умов, створюваних рельєфом, водами, кліматом і життям, ландшафтна сфера просторово диференційована сильніше, ніж у зовнішніх і внутрішніх геосфер (крім верхній частині земної кори), де матерія в горизонтальних напрямках відрізняється відносним одноманітністю.

Нерівномірність розвитку географічної оболонки в просторі виражається насамперед у проявах горизонтальної зональності та висотної поясної. Як наслідок цих процесів формуються разновозрастность окремих ділянок географічної оболонки, успадкованість ходу природних процесів, збереження реліктових особливостей існуючих ландшафтах. Знання основних закономірностей розвитку географічної оболонки дозволяє в багатьох випадках прогнозувати природні процеси.

Ритмічність природних явищ полягає в повторюваності подібних явищ у часі. Приклади ритмічності: добові і річні періоди обертання Землі; тривалі періоди горотворення і зміни клімату на Землі; періоди зміни сонячної активності. Вивчення ритмів важливо для прогнозів процесів і явищ, що відбуваються в географічній оболонці.

Важливою ланкою у вивченні функціонування географічної оболонки є аналіз ритмічності що відбуваються в ній процесів та їх залежність від внутрішніх і зовнішніх факторів. Природні явища можуть бути періодичними (однакові фази повторюються через рівні проміжки часу: зміна дня і ночі, зміна пір року і ін.); циклічними, коли при постійній середньої тривалості циклу проміжок часу між його однаковими фазами має змінну тривалість (коливання клімату, наступ і відступу льодовиків). Ритмічність встановлена в атмосферних процесах (температура, опади, атмосферний тиск та ін.), у розвитку гідросфери (в коливаннях водності річок, рівнів озер), у зміні ледовитости морів і розвитку льодовиків на суші, в трансгрессиях (ставання моря на сушу) і регрессиях (отступание морів), в різних біологічних процесах (розвиток дерев, розмноження тварин), в горообразовании. По тривалості розрізняють добові ритми, річні, внутривековые (від декількох років до десятиліть), багатовікові, сверхвековые (вимірювані тисячоліттями, десятками і сотнями тисячоліть), геологічні, коли деякі явища повторюються через мільйони років.

Геліогеофізичних ритми в географічній оболонці пов'язані із змінами сонячної активності; родоначальниками науки про зміну сонячної активності є Р. Галілей, І. Фабріціус, X. Шейнер, Т. Гарріот, які ще на початку XVII ст. виявили на поверхні Сонця темні плями. Існування побічно діючої зв'язку "солнцедеятельности" з природними процесами довів вітчизняний вчений А.Л. Чижевський, якого вважають засновником гелиобиологии. Він встановив залежність від активності Сонця таких явищ органічного світу, як врожайність злаків, зростання і хвороби рослин, розмноження тварин і вилов риби, коливання вмісту кальцію в крові і зміни ваги немовлят, частота нещасних випадків і спалахів інфекційних захворювань, народжуваність і смертність.

До гелиогеофизическим ритмів зазвичай відносять 11-літні, 22-23-літні, 80-90-літні. Вони проявляються в коливаннях клімату і ледовитости морів, інтенсивності росту і зміни фаз розвитку рослинності (зокрема, вони фіксуються в річних кільцях дерев), зміни активності вулканів.

Викликані 11-літніми періодами сонячної активності електричні і магнітні явища в атмосфері впливають не тільки на клімат, але і на все живе. Під час підвищення сонячної активності посилюються полярне сяйво, циркуляція атмосфери, зростають зволоження, приріст фіто-маси, активізується діяльність мікробів і вірусів; медики пов'язують з ними епідемії грипу, зростання серцево-судинних захворювань. В даний час відомо безліч ритмів в людському організмі, наприклад робота серця, дихання, біоелектрична активність мозку. У теорії так званих біологічних хронометрів особливе значення надається ритмів і періодами в 23 дні (фізичний ритм), 28 днів (емоційний ритм) і 33 дні (інтелектуальний ритм), які відраховуються з дня народження. Цілком можливо, що ці періоди обумовлені космічними причинами.

Причиною ритмів, які мають астрономічну природу, можуть бути зміни руху Землі по орбіті і під впливом інших планет, наприклад зміна нахилу земної осі до площини орбіти. Ці обурення впливають на інтенсивність випромінювання Землі Сонцем і на клімат. З ритмами такого роду (їх тривалість 21 тис., 41 тис., 90 тис. і 370 тис. років) пов'язують багато події на Землі в четвертинному періоді (останні 1,8 млн років), насамперед розвиток заледенінь. Астрономічну природу мають і самі короткі ритми - добовий і річний - і ритми, обумовлені взаємним переміщенням тел у системі Земля - Сонце -Місяць. В результаті переміщення Сонця і планет в системі виникають нерівність сил тяжіння і зміна приливообразующих сил. Цю природу мають ритми зволоженості тривалістю 1850-1900 років. Кожен такий цикл починається з прохолодною вологою фази, потім слід посилення заледеніння, збільшення стоку, підвищення рівня озер, цикл завершується сухий теплою фазою, під час якої льодовики відступають, річки і озера міліють. Ці ритми викликають зсув природних зон на 2-3° по широті.

Давно відомо, що Місяць і Сонце викликають припливи у водному, повітряному і твердої оболонки Землі. Найяскравіше проявляються припливи в гідросферу, викликані дією Місяця. Протягом місячних діб спостерігаються два підйому рівня Океану (припливи) і два опускання (відливи). У літосфері розмах коливань приливної хвилі на екваторі досягає 50 см, а на широті Москви - 40 см. Атмосферні приливні явища мають істотний вплив на загальну циркуляцію атмосфери. Сонце також викликає всі види припливів, але приливообразующая сила Сонця складає всього 0,46 приливообразующей сили Місяця. Залежно від взаємного положення Землі, Місяця і Сонця припливи, викликані одночасним дією Місяця і Сонця, або підвищують, або послаблюють один одного.

Геологічні ритми - найбільш тривалі з відомих. Природа їх ще недостатньо вивчено, але, вочевидь, вона також пов'язана з астрономічними факторами. Ці ритми виявляються передусім у геологічних процесів. Прикладом геологічного ритму можуть служити тектонічні цикли, зіставні з так званим галактичних роком - часом повного обороту Сонячної системи навколо її галактичної осі. Виділяють чотири основних тектонічних циклу: каледонский (перша половина палеозою), герцинский (друга половина палеозою), мезозойський і альпійський. На початку кожного такого циклу відбувалися морські трансгресії, клімат був щодо одноманітним; завершення циклу знаменувався великими горообразовательными рухами, розширенням суші, посиленням кліматичних контрастів, великими перетвореннями в органическом мире.

Вивчення природних ритмів та їх причин дозволяє прогнозувати перебіг природних процесів. Особливе значення мають прогнози явищ, що викликають природні катастрофи (посухи, повені, землетрусу, лавини, обвали). У загальному випадку знання функціонування географічної оболонки дає можливість виявляти тенденції, що існують в природі, враховувати їх при втручанні в хід природних процесів, передбачати наслідки різних перетворень природи.

Дата добавления: 2014-01-07