Поняття географічний простір, географічна оболонка, біосфера та ландшафтна сфера

Природу Землі досліджують різні науки: біологічні, геологічні, географічні. Для субстратної та хорологічної ідентифікації, конкретизації об’єктів та предметів вивчення природничих географічних наук необхідно чітко визначити та розмежувати поняття, які відображають глобальний рівень організації природи Землі. Це такі фундаментальні поняття: географічний простір, географічна оболонка, ландшафтна сфера, біосфера.

Основні риси природи Землі визначаються процесами взаємодії між телуричними та космічними чинниками, котрі діють не лише на поверхні нашої планети, а й далеко за її межами. Космічні впливи Земля сприймає не пасивно. Наявність ущільненого ядра визначає існування навколо Землі магнітосфери, а неоднорідний розподіл мас викликає неоднорідність гравітаційного поля біля Землі тощо. На підґрунті тісної залежності між процесами у верхній атмосфері, у зміненому Землею об’ємі космічного простору та процесами безпосередньо в оболонках планети, розроблено поняття про географічний простір — природну систему, що протягується від верхньої межі магнітосфери (на висоті не менше 10 земних радіусів) до поверхні Мохоровичича (М.М.Єрмолаєв).

Географічний простір поділяється на 4 основних частини:

а) ближній космос: нижня межа на висоті 1 500 — 2 000 км над Землею, взаємодія космічних чинників з магнітними і гравітаційними полями Землі, наявність радіаційного поясу.

б) висока атмосфера, знизу обмежена тропопаузою: гальмування первинних космічних променів (протонів) і перетворення ї у вторинні (електрони і мезони); нагрівання термосфери, що має наслідком розсіювання водню і гелію, шар озону, який захищає організми від ультрафіолетового випромінювання.

в) географічна оболонка — між тропопаузою і нижньою межею земної кори.

г) підстилаючі шари — верхня мантія (до 1000 км - глибини). Тут знаходиться джерело тектонічних та магматичних процесів, відбувається перетікання речовини (висхідні та низхідні рухи, осередком яких є астеносфера на глибинах 100 — 250 км під материками, 50-400 км під океанами) внаслідок чого рухаються літосферні плити і відбуваються ендогенні процеси рельєфоутворення.

Концепція географічного простору дає наочне уявлення про межі поширення космічно-земних взаємодій, що визначають можливість і сутність географічних явищ між “ковадлом” телуричних сил — ендогенних процесів та “молотом” перетворених Землею впливів космосу.

У межах географічного простору виділяється об’єм реального перебігу географічних процесів — географічна оболонка, заслуга виділення і характеристики котрої належить П.І.Броунову (1917 р.) і А.А.Григор’єву (1937 р.)

Географічна оболонка має якісні відмінності від окремих геосфер:

- виключне багатство різними видами вільної енергії;

- надзвичайно велика міра агрегованості речовини — від елементарних частинок, атомів та молекул до хімічних сполук та складних тіл;

- наявність органічного світу, ґрунтового покриву;

- наявність осадових порід, різних форм рельєфу;

- концентрація тепла, що надходить від Сонця;

- панування законів термодинаміки низьких температур і тиску;

- існування людського суспільства.

Поруч із поняттям “географічна оболонка” вживається, як синонім термін “ біосфера ”. Уперше його вжив австрійський геолог Е.Зюсс у 1875 р. Учення про біосферу розробив В.І.Вернадський. За його вченням межі біосфери визначаються чинниками, які роблять можливим існування живих організмів. Верхня межа пов’язана з озоновим екраном, який затримує більшу частину ультрафіолетової радіації, що згубно впливає на живі організми. За нижню межу приймався шар земної кори з t до 100⁰ (тобто до глибини 3-3,5 км). Потужність біосфери складає 20 км.

Зараз існують три тлумачення цього терміну: біологічна, географічна і загальнонаукова. За біологічним тлумаченням — це сукупність живих організмів на Землі. Згідно географічного підходу —це одна із геосфер, котра входить до складу географічної оболонки і відрізняється від інших геосфер насиченістю живими організмами. За загальнонауковим тлумаченням — це вся зовнішня частина планети, в якій не лише існує життя, а яка в тій чи іншій мірі видозмінена або сформована життям. За своїми субстратними характеристиками, наявністю речовини в трьох агрегатних станах, переліком структурних частин поняття “біосфера” близьке до поняття “географічна оболонка”.

а) Термін біосфера відрізняється акцентуванням на високій концентрації живих організмів, і, головне, підкреслюванням, висуванням на перший план особливої ролі життя. Для географічної оболонки акцент робиться на космічні та геодинамічні енергетичні чинники її існування, на взаємозв’язок різнорідних за складом окремих оболонок як умови існування життя.

б) Для біосфери ж увага концентрується на діяльності живої речовини як джерела формування газового складу атмосфери, вод, частини літосфери тощо. У географічній оболонці звертається увага на існуючу динамічну взаємодію, особливо важливу для прогнозування короткострокових динамічних явищ (власне функціонування), а також на аналізі добіологічних етапів еволюції Землі. Поняття біосфера фіксує увагу на живій речовині як джерелі саморозвитку розглядуваної оболонки в ході біологічного етапу розвитку Землі.

в) Біосфера субстратно включає речовину літосфери, атмосфери і гідросфери, яка піддавалася глибоким змінам в результаті життєдіяльності організмів і несе сліди їх існування.

Проте це не дає підстав для того, щоб ототожнювати географічну оболонку й біосферу. Біологічний аспект при визначенні параметрів географічної оболонки надзвичайно важливий, але далеко не єдиний, який потрібно враховувати при дослідженні її функціонування і розвитку, взаємодії із зовнішнім світом тощо. Саме у географічній оболонці сформувалися усі необхідні умови для життя (в контексті середовища існування), а не навпаки: живі організми забезпечують існування географічної оболонки. Крім того, об’єми географічної оболонки й біосфери не повністю співпадають хорологічно (просторово).

Отже, терміни географічна оболонка й біосфера не є синонімами. Вони відображають найсуттєвіші, але різні сторони складної природної системи, діалектично доповнюють, а не замінюють один другого.

Якщо розглядати фундаментальні географічні поняття з точки зору інтенсивності та вираженості взаємодій у природі планети Земля, то вони впорядковуються у послідовному ланцюжку: географічний простір — географічна оболонка — ландшафтна сфера.

У межах географічної оболонки виділяється ландшафтна сфера — зона прямого контакту та активної взаємодії літосфери, атмосфери й гідросфери. За насиченістю органічним життям ландшафтна сфера — це біологічний фокус географічної оболонки.

Ландшафтна сфера — це сукупність ландшафтних комплексів, приурочених до поверхні океану, суходолу та льодовикових покривів. У ландшафтну сферу входять сучасна кора вивітрювання, ґрунти, живі організми, приземні шари повітря. Потужність ландшафтної сфери — не більше кількох сотень метрів. Вона зростає від полюсів до екватора. В арктичних пустелях і тундрах — 5-10 метрів, а в тропічному поясі з вологими лісами кора вивітрювання йде на глибину 5-10 метрів, а дерева піднімаються на десятки метрів. Отже, потужність ландшафтної сфери тут досягає 100-150 м.