Учебное пособие: Физическая география Орленок Курков

В.В. Орлёнок,

А.А. Курков, П.П. Кучерявый, С.Н.Тупикин

ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ

Калининград

1998

В.В. Орлёнок,

А.А. Курков, П.П. Кучерявый, С.Н.Тупикин

ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ

Учебное пособие

Калининград

1998

УДК 911.2

Орлёнок В.В., Курков А.А., Кучерявый П.П., Тупикин С.Н. Физическая география: Учебное пособие / Под ред. В.В. Орлёнка. Калининград, 1998. - 480 с. - ISBN 5-88874-096-9.

В учебном пособии представлены материалы по различным направлениям современной географической науки - строению солнечной системы и Земли, атмосфере и климату, гидрологии, физической географии материков, экологии и т.д. Освещены вопросы истории географической науки; дана географическая характеристика Калининградской области.

Предназначено для специализированных 10-11 классов средних школ, лицеев и гимназий, а также для поступающих на естественнонаучные факультеты университетов и пединститутов - географический, геологический, гидрометеорологический, экологический и др.

Научный редактор - доктор геолого-минералогических наук, профессор Калининградского государственного университета В.В. Орлёнок.

В написании книги принимали участие Е.В. Краснов, И.И. Волкова, Г.М. Баринова, В.И. Саускан, О.И. Рябкова, С.И. Зотов (“Рациональное использование природных ресурсов и охрана природы”); Г.Н. Ельцина (“Земная кора”); Л.А. Гимбицкая (“Географическая номенклатура”).

Рецензент - доктор геолого-минералогических наук, профессор Ю.П. Се­ливерстов (Санкт-Петербургский государственный университет).

Вячеслав Владимирович Орлёнок, Алексей Алексеевич Курков,

Павел Петрович Кучерявый, Станислав Николаевич Тупикин

ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ

Учебное пособие

Научный редактор Вячеслав Владимирович Орлёнок

Лицензия №020345 от 14.01.1997 г.

Редакторы Н.Н. Мартынюк, Л.Г. Ванцева.

Технический редактор Н.Н. Николаева. Корректор Л.Г. Владимирова.

Оригинал-макет Д.В. Голубина, И.А. Хрусталева.

Подписано в печать 24.04.1998 г. Формат 70´100 ¹ /₁₆ .

Бумага для множительных аппаратов. Усл. печ. л. 30,0.

Уч.-изд. л. 35,5. Тираж 1000 экз. Заказ .

Калининградский государственный университет,

236041, г. Калининград, ул. А.Невского, 14.

Отпечатано в ГИПП “Янтарный сказ”,

236000, г. Калининград, ул. К. Маркса, 18

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаемое учебное пособие по физической географии не повторяет и не дополняет школьный курс этой дисциплины, который завершается в 8 классе. Дальнейшее взросление и формирование личности подростка, сопровождающееся накоплением и углублением знаний фундаментальных законов природы, подводит к необходимости более высокого уровня познания и осмысления окружающего мира Земли, закономерностей его строения и развития.

Вот уже много лет 17-18-летние молодые люди поступают на естественнонаучные факультеты вузов, взяв для экзамена по географии за основу информацию, предназначенную для изучения 14-летними школьниками. Такой уровень знания географии сегодня никого не устраивает.

Современная география - это многоотраслевая наука, включающая океанологию, гидрометеорологию, гидрологию, биогеографию, геоморфологию, геодезию и картографию, экологию, социальную и экономическую географию и др. Уже один только этот перечень показывает обширность интересов географической науки и ее способность решать самые разнообразные и сложные проблемы, охватывающие все стороны природных и социальных явлений.

Учебное пособие призвано в какой-то мере уменьшить разрыв между школьной и вузовской географией и поэтому является своеобразным мостом между ними. Это позволяет использовать его в качестве учебного пособия в специализированных старших классах средних школ и на подготовительных отделениях. Оно будет полезно также студентам младших курсов географических факультетов университетов и педагогических вузов, учителям средних школ. Значительная часть учебного пособия содержит материал по физической географии, соответствующий программам поступления на географические факультеты, другие естественные факультеты, где требуется сдавать экзамен по географии.

ВВЕДЕНИЕ

География - многоотраслевая наука. Это обусловлено сложностью и многообразием главного объекта ее исследования - географической оболочки Земли. Располагаясь на границе взаимодействия внутриземных и внешних (в том числе космических) процессов, географическая оболочка включает в себя верхние слои твердой коры, гидросферу, атмосферу и рассеянное в них органическое вещество. В зависимости от положения Земли на эклиптической орбите и благодаря наклону ее оси вращения различные участки земной поверхности получают разное количество солнечного тепла, дальнейшее перераспределение которого в свою очередь обусловлено неравномерным по широте соотношением суши и моря.

Современное состояние географической оболочки следует рассматривать как результат ее длительной эволюции - начиная с возникновения Земли и становления ее на планетный путь развития.

Правильное понимание процессов и явлений различного пространственно-временнуго масштаба, протекающих в географической оболочке, требует по меньшей мере многоуровневого их рассмотрения, начиная с глобального - общепланетарного. Вместе с тем исследование процессов общепланетарного характера до последнего времени считалось прерогативой геологических наук. В общегеографическом синтезе информация этого уровня практически не использовалась, а если и привлекалась, то довольно пассивно и ограниченно. Однако отраслевое подразделение естественных наук достаточно условно и не имеет четких границ. Объект же исследований у них общий - Земля и ее космическое окружение. Изучение различных свойств этого единого объекта и процессов, протекающих в нем, потребовало разработки различных методов исследований, что в значительной мере и предопределило их отраслевое подразделение. В этом плане географическая наука имеет больше преимуществ перед другими отраслями знаний, т.к. обладает наиболее развитой инфраструктурой, позволяющей вести всестороннее изучение Земли и окружающего ее пространства.

В арсенале географии методы исследования твердой, жидкой и газовой компонентов географической оболочки, живого и косного вещества, процессов их эволюции и взаимодействия.

С другой стороны, нельзя не отметить тот важный факт, что еще 10-15 лет назад большая часть исследований по проблемам строения и эволюции Земли и ее внешних геосфер, включая географическую оболочку, оставалась “безводной”. Когда и как появилась вода на поверхности Земли и каковы пути ее дальнейшей эволюции - все это оставалось за пределами внимания исследователей.

Вместе с тем, как было показано (Орленок, 1980-1985), вода - это главнейший итог эволюции протовещества Земли и важнейший компонент географической оболочки. Ее постепенное накопление на поверхности Земли, сопровождавшееся вулканизмом и разноамплитудными нисходящими движениями верхов земной коры, предопределяло, начиная с протерозоя, а возможно, и раньше, ход эволюции газовой оболочки, рельефа, соотношения площади и конфигурации суши и моря, а с ними и условий седиментации, климата и жизни. Иными словами, вырабатываемая планетой и выносимая на поверхность свободная вода, по существу, определяла в основном ход и все особенности эволюции географической оболочки планеты. Без нее весь облик Земли, ее ландшафты, климат, органический мир были бы совершенно иными. Прообраз такой Земли легко угадывается на безводной и безжизненной поверхности Венеры, отчасти Луны и Марса.

Глава I. ИСТОРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ НАУКИ

География (в переводе с греческого - “землеописание”) - наука, зародившаяся на заре развития человеческой цивилизации. Ее истоки уходят в глубь веков гораздо дальше, чем, например, у физики, химии, биологии, геологии и многих других наук. Но на разных этапах долгого исторического пути содержание и цели географии не оставались неизменными. Вот почему мы говорим, что география - наука древняя и одновременно молодая: ныне она решает совсем другие задачи, чем в прошлом.

В течение многих веков это была описательно-познавательная наука , задачи которой сводились к открытию и описанию ранее неизвестных стран и земель. География столетиями накапливала факты; ее главная задача состояла в том, чтобы шаг за шагом воссоздать картину поверхности земного шара, т.е. нанести на карту и описать берега материков и островов, горы, реки, озера и т.д. Долгое время география представляла собой своего рода энциклопедический свод самых разнообразных сведений и давала ответ на вопросы “где?” и “что?” - т.е. указывала местонахождение различных объектов на поверхности Земли. Строго говоря, она еще не была наукой в полном смысле слова, ибо наука должна отвечать на вопросы “как?” и “почему?”. Настоящая наука объясняет факты, формулирует законы, обладает своей теорией .

Не следует, конечно, думать, что географы в прошлом были только собирателями фактов, среди них были и выдающиеся мыслители. Уже в глубокой древности люди пытались объяснить разливы рек, приливы и отливы, происхождение ветров и течений и многие другие географические явления. Но общий уровень науки был таким, что ученые не могли экспериментально исследовать наблюдаемые явления и им приходилось догадываться об их сущности и происхождении, полагаясь на свою интуицию или фантазию.

Только к концу прошлого века география смогла опереться на основные законы физики, химии и биологии, чтобы приступить к изучению сложных закономерностей, какие действуют в тесном переплетении природных явлений земной поверхности. Что же касается экономической географии, то подлинно научный характер она начала приобретать лишь взяв на вооружение законы классической политической экономии.

Таким образом, только в течение последнего столетия география начала превращаться из описательной (“собирательной”) дисциплины в науку теоретическую ; в сущности, она стала возрождаться и приобретать новое содержание.

Современная география - это сложная разветвленная система, или “семья” наук - естественных (физико-географических) и общественных (экономико-географических), связанных общим происхождением и общими целями. Одна из важнейших задач современной географии - изучение процессов взаимодействия природы и общества в целях научного обоснования рационального использования природных ресурсов и сохранения благоприятных условий для жизни человека на нашей планете .

Прошлое географии, если рассматривать его как историю идей, а не только путешествий, также не менее богато событиями, чем история любой другой науки. В истории географии чередуются периоды взлета и застоя, крутые переломы и кризисы. Эта история полна горячих споров, острой идейной борьбы и порой подлинного драматизма. Чтобы отстоять новые идеи, требовалось не меньше смелости и героизма, чем для того, чтобы отправиться в плавание к неведомым берегам.

Каждый школьник знает имена творцов механики, астрономии, химии и других наук. Кто не слышал о Н. Копернике, И. Ньютоне, Ч. Дарвине, Д.И. Менделееве, А. Эйнштейне? Но не всякому образованному человеку известны, например, имена одного из основоположников отечественной теоретической географии В.Н. Татищева (1686-1750) или К.И. Арсеньева (1789-1865), который стоял у истоков экономической географии в России.

§ 1. Географические идеи древнего мира

Зачатки географических знаний появились еще у первобытных людей, само существование которых зависело от способности ориентироваться в пространстве и отыскивать естественные убежища, источники воды, места для охоты, камни для орудий и т.д. Первобытный человек отличался острой наблюдательностью и даже умением делать рисунки местности на шкурах, бересте, дереве - прообразы географических карт. Примитивная карта как способ передачи географической информации возникла , по-видимому, задолго до возникновения письмености . Уже на самых ранних стадиях своей хозяйственной деятельности первобытный человек вступил в сложные взаимодействия с окружающей природной средой. Исследования археологов в последние годы показали, что уже в конце палеолита (древнего каменного века) человек уничтожил основную часть крупных млекопитающих в пределах умеренного пояса северного полушария, вызвав тем самым своеобразный “первый экологический кризис” в истории нашей планеты, и вынужден был от собирательства и охоты перейти к земледелию.

Первые письменные документы оставили нам земледельческие народы Древнего Востока: Египта, Двуречья (Ассирия и Вавилон), Северной Индии и Китая (IV-II тысячелетия до н.э.). У этих народов возникли зачатки научных знаний в области математики, астрономии, механики, которые использовались затем для решения проблем географического характера. Так, в Египте в эпоху Древнего царства (до 2500 г. до н.э.) проводилось межевание земель, создавался земельный кадастр (главным образом для определения размера налогов). В целях определения сроков различных сельскохозяйственных работ стали проводиться регулярные астрономические наблюдения. Египтяне довольно точно определили продолжительность года и ввели солнечный календарь. Древним египтянам и вавилонянам были известны солнечные часы. Египетские и вавилонские жрецы, а также китайские астрономы установили закономерности повторения солнечных затмений и научились предсказывать их. Из Двуречья происходит деление эклиптики на 12 знаков зодиака, года - на 12 месяцев, суток - на 24 часа, окружности - на 360 градусов; там же было введено понятие “лунная неделя”. Из Индии ведет начало современная числовая нумерация.

Представления народов Древнего Востока о природе, хотя и имели в своей основе реальный практический опыт, в теоретическом плане сохраняли мифологический характер. Еще в III тысячелетии до н.э. шумеры создали мифы о сотворении мира, потопе и рае, которые оказались чрезвычайно живучими и отразились во многих религиях. Астрономические наблюдения в то время не привели к правильным взглядам на строение Вселенной. А вот вера в прямое воздействие небесных светил на судьбы людей привела к возникновению астрологии (особенно популярной она была в Вавилонии).

Представления о Земле основывались на непосредственном восприятии окружающего мира. Так, древним египтянам Земля представлялась в виде плоского вытянутого прямоугольника, окруженного со всех сторон горами. Согласно вавилонскому мифу, бог Мардук создал Землю среди первично сплошного океана. В аналогичной, хотя и более поэтической форме, происхождение Земли рисуется в священных книгах индийских браминов - “Ведах”: Земля возникла из воды и подобна распустившемуся цветку лотоса, один из лепестков которого образует Индия.

Среди географических идей древнего мира, унаследованных современной географией, особое значение имеют взгляды ученых античности. Античная (греко-римская) география достигла своего расцвета в Древней Греции и Риме в период с XII в. до н.э. по 146 г. н.э.

В Древней Греции около 500 г. до н.э. была впервые высказана идея о шарообразности Земли (Парменид). Аристотель (IV в. до н.э.) привел первые достоверные доказательства в пользу этой идеи: круглую форму земной тени при лунных затмениях и изменение вида звездного неба при передвижении с севера на юг. Около 165 г. до н.э. греческий ученый Кратес из Маллы изготовил первую модель земного шара - глобус. Аристарх Самосский (III в. до н.э.) впервые приближенно определил расстояние от Земли до Солнца. Он первым начал учить, что Земля движется вокруг Солнца и вокруг своей оси (гелиоцентрическая модель космоса).

Представление о географической (климатической) зональности , основанное непосредственно на идее шарообразности Земли, также берет свое начало в античной географии (Эвдокс из Книды , 400-347 гг. до н.э.). Посидоний ( на границе II-I вв. до н.э.) выделил 9 географических поясов (мы в настоящее время выделяем 13 поясов).

Идея изменений земной поверхности также относится к старейшим достижениям античной мысли (Гераклит , 530-470 гг. до н.э.), а между тем борьба за нее закончилась только через два с половиной тысячелетия, в начале XIX в. н.э.

В Древней Греции зародились основные направления географической науки. Уже к VI в. до н.э. нужды мореплавания и торговли (греки основали в то время ряд колоний на берегах Средиземного и Черного морей) вызвали необходимость в описаниях суши и морских берегов. На рубеже VI в. до н.э. Гекатей из Милета составил описание Ойкумены - всех стран, известных в то время древним грекам. “Землеописа­ние” Гекатея стало началом страноведческого направления в географии. В эпоху “классической Греции” виднейшим представителем стра­новедения был историк Геродот из Галикарнаса (485-423 гг. до н.э.). Его страноведение было тесно связано с историей и имело справочно-описательный характер. Геродот путешествовал по Египту, Вавилонии, Сирии, Малой Азии, западному побережью Черного моря; дал описание городов и стран в труде “История в девяти книгах”. Такие путешествия не приводили к открытию новых земель, но способствовали накоплению более полных и достоверных фактов и развитию описательно-страноведческого направления в науке.

Наука классической Греции нашла свое завершение в трудах Аристотеля из Стагиры (384-322 гг. до н.э.), основавшего в 335 г. до н.э. философскую школу - Ликей - в Афинах. Практически все, что было известно о географических явлениях к тому времени, обобщено в “Метеорологике” Аристотеля. Этот труд представляет собой начала общего землеведения , которые были выделены Аристотелем из нерасчлененной географической науки.

К эпохе эллинизма (330-146 гг. до н.э.) относится возникновение нового географического направления, которое получило впоследствии название математической географии . Одним из первых представителей этого направления был Эратосфен из Кирены (276-194 гг. до н.э.). Он впервые довольно точно определил размеры окружности земного шара путем измерения дуги меридиана (ошибка измерения составила не более 10%). Эратосфену принадлежит большой труд, который он назвал “Географические записки”, впервые употребив термин “геогра­фия”. В книге дается описание Ойкумены, а также рассматриваются вопросы математической и физической географии (общего землеведения). Таким образом, Эратосфен объединил все три направления под единым наименованием “география”, и его считают истинным “от­цом” географической науки.

Итоги античной географии были подведены уже в эпоху Римской империи двумя выдающимися учеными-греками - Страбоном (ок. 64 г. до н.э.) и Клавдием Птолемеем (90-168 гг. н.э.). Труды этих ученых отражают два разных взгляда на содержание, задачи и значение географии. Страбон представлял страноведческое направление. Он ограничивал задачи географии только описанием Ойкумены, предоставляя выяснение фигуры Земли и ее измерение математикам, а объяснение причин наблюдаемых на Земле явлений - философам. Его знаменитая “География” (в 17 книгах) - описательное сочинение, ценный источник по истории и физической географии античного мира, полностью до нас дошедший. К.Птолемей был последним и самым выдающимся представителем античной математической географии. Основную задачу географии он видел в создании карт. Составленное Птолемеем “Руководство по географии” - это перечень нескольких тысяч пунктов с указанием их широты и долготы, которому предпосылается изложение способов построения картографических проекций. Птолемеем во II в. н.э. была составлена наиболее совершенная карта древнего мира, которая неоднократно издавалась в средние века.

§ 2. География средневековья

Средние века (V-XV вв.) в Европе характеризуются общим упадком в развитии науки. Феодальная замкнутость и религиозное мировоззрение средневековья не способствовали развитию интереса к изучению природы. Учения античных ученых искоренялись христианской церковью как “языческие”. Однако пространственный географический кругозор европейцев в средние века начал стремительно расширяться, что привело к значительным территориальным открытиям в разных уголках земного шара.

Норманны (“северные люди”) сначала плавали из Южной Скандинавии в Балтийское и Черное моря (“путь из варяг в греки”), затем в Средиземное море. Около 867 года они колонизовали Исландию, в 982 г. во главе с Лейвом Эриксоном открыли восточное побережье Северной Америки, проникнув к югу до 45-40° с.ш.

Арабы , продвигаясь к западу, в 711 г. проникли на Пиренейский полуостров, на юге - в Индийский океан, вплоть до Мадагаскара (IX в.), на востоке - в Китай, с юга обошли вокруг Азии.

Только с середины XIII в. пространственный кругозор европейцев стал заметно расширяться (путешествие Плано Карпини , Гийома Рубрука, Марко Поло и других).

Марко Поло (1254-1324), итальянский купец и путешественник. В 1271-1295 гг. совершил путешествие через Центральную Азию в Китай, где прожил около 17 лет. Находясь на службе у монгольского хана, посетил разные части Китая и пограничные с ним области. Первым из европейцев описал Китай, страны Передней и Центральной Азии в “Книге Марко Поло”. Характерно, что к ее содержанию современники отнеслись с недоверием, лишь во второй половине XIV и в XV в. ее стали ценить, и вплоть до XVI в. она служила одним из основных источников для составления карты Азии.

К серии подобных путешествий следует отнести и путешествие русского купца Афанасия Никитина . С торговыми целями он отправился в 1466 г. из г.Твери по Волге до Дербента, пересек Каспий и через Персию достиг Индии. На обратном пути, через три года, он вернулся через Персию и Черное море. Записки, сделанные Афанасием Никитиным во время путешествия, известны под названием “Хожение за три моря”. Они содержат сведения о населении, хозяйстве, религии, обычаях и природе Индии.

§ 3. Великие географические открытия

Возрождение географии начинается в XV в., когда итальянские гуманисты стали переводить труды античных географов. Феодальные отношения вытеснились более прогрессивными - капиталистическими. В Западной Европе эта смена произошла раньше, в России - позднее. Перемены отражали увеличение производства, которое требовало новых источников сырья и рынков сбыта. Они предъявляли новые условия науке, способствовали общему подъему интеллектуальной жизни человеческого общества. География тоже приобрела новые черты. Путешествия обогащали науку фактами. За ними следовали обобщения. Такая последовательность, хотя и не отмеченная абсолютно, характерна и для западноевропейской, и для русской науки.

Эпоха великих открытий западных мореплавателей. На рубеже XV и XVI столетий за три десятилетия произошли выдающиеся географические события: плавания генуэзца Х. Колумба к Багамским островам, на Кубу, Гаити, к устью реки Ориноко и на побережье Центральной Америки (1492-1504 гг.); португальцев Васко да Гама вокруг Южной Африки в Индостан - г. Калликут (1497-1498 гг.), Ф. Магеллана и его спутников (Хуан Себастьян Элькано, Антонио Пигафетта и др.) вокруг Южной Америки по Тихому океану и вокруг Южной Африки (1519-1521 гг.) - первое кругосветное плавание.

Три главных пути поисков - Колумба, Васко да Гама и Магеллана - имели, в конечном итоге, одну цель: достичь морским путем богатейшего пространства мира - Южной Азии с Индией и Индонезией и других районов этого обширного пространства. Тремя разными путями: прямо на запад, вокруг Южной Америки и вокруг Южной Африки - мореплаватели обошли государство турок-османов, преградившее европейцам сухопутные пути к Южной Азии. Характерно, что варианты указанных мировых путей кругосветных плаваний многократно использовались впоследствии русскими мореплавателями.

Эпоха великих русских открытий . Расцвет русских географических открытий приходится на XVI-XVII вв. Однако русские и гораздо раньше собирали географические сведения сами и через западных соседей. Географические данные (с 852 г.) содержит первая русская летопись - “Повесть временных лет” Нестора . Русские города-государ­ства, развиваясь, искали новые природные источники богатства и рынки сбыта товаров. В особенности богател Новгород. В XII в. новгородцы достигли Белого моря. Начались плавания на запад в Скандинавию, к северу - на Грумант (Шпицберген) и особенно к северо-востоку - на Таз, где русские основали торговый город Мангазею (1601-1652 гг.). Несколько раньше началось движение на восток сухопутным путем, через Сибирь (Ермак , 1581-1584).

Стремительное движение в глубь Сибири и к Тихому океану - героический подвиг русских землепроходцев. Немногим более полустолетия потребовалось им для того, чтобы пересечь пространство от Оби до Берингова пролива. В 1632 г. основан Якутский острог. В 1639 г. Иван Москвитин достигает Тихого океана у Охотска. Василий Поярков в 1643-1646 гг. прошел от Лены до Яны и Индигирки, первым из русских казаков-землепроходцев совершил плавание по Амурскому лиману и Сахалинскому заливу Охотского моря. В 1647-48 гг. Ерофей Хабаров проходит Амур до Сунгари. И наконец, в 1648 г. Семен Дежн ев огибает с моря Чукотский полуостров, открывает мыс, носящий ныне его имя, и доказывает, что Азия от Северной Америки отделена проливом.

Постепенно и элементы обобщения приобретают большое значение в русской географии. В 1675 г. в Китай направляется русский посол, образованный грек Спафарий (1675-1678 гг.) с указанием “изобразить все землицы, города и путь на чертеж”. Чертежи, т.е. карты, были в России документами государственного значения.

Русская ранняя картография известна следующими четырьмя своими произведениями.

1. Большой чертеж Российского государства . Составлен в одном экземпляре в 1552 г. Источниками для него послужили “писцовые книги”. До нас Большой чертеж не дошел, хотя возобновлялся в 1627 г. О реальности его писал географ петровского времени В.Н. Татищев.

2. Книга Большого чертежа - текст к чертежу. Один из поздних списков книги издан Н.Новиковым в 1773 г.

3. Чертеж Сибирской земли составлен в 1667 г. До нас дошел в копии. Чертеж сопровождает “Рукопись противу чертежу”.

4. Чертежная книга Сибири составлена в 1701 г. по приказу Петра I в Тобольске С.У.Ремизовым с сыновьями. Это первый русский географический атлас из 23 карт с чертежами отдельных районов и населенных пунктов.

Таким образом, и в России метод обобщений стал раньше всего картографическим.

В первой половине XVIII в. продолжались обширные географические описания, но с увеличением значения географических обобщений. Достаточно перечислить главные географические события, чтобы понять роль этого периода в развитии отечественной географии. Во-первых, обширное многолетнее изучение русского побережья Ледовитого океана отрядами Великой Северной экспедиции 1733-1743 гг. и экспедиции Витуса Беринга и Алексея Чирикова , которые во время Первой и Второй Камчатских экспедиций открыли морской путь от Камчатки к Северной Америке (1741 г.) и описали часть северо-западного побережья этого материка и некоторые из Алеутских островов. Во-вторых, в 1724 г. была учреждена Российская Академия наук с Географическим департаментом в ее составе (с 1739 г.). Это учреждение возглавляли продолжатели дел Петра I, первые русские ученые-географы В.Н. Татищев (1686-1750) и М.В. Ломоносов (1711-1765). Они стали организаторами детальных географических исследований территории России и сами внесли значительный вклад в развитие теоретической географии, воспитали плеяду замечательных географов-исследователей. В 1742 г. М.В.Ломоносовым написано первое отечественное сочинение с теоретическим географическим содержанием - “О слоях земных” . В 1755 г. выходят в свет две русские классические страноведческие монографии : “Описание земли Камчатки” С.П. Кра­шенникова и “Оренбургская топография” П.И. Рычкова. Начался ломоносовский период в отечественной географии - время размышлений и обобщений.

§ 4. Расцвет географической науки

Расцвет географической науки продолжается более двух с половиной столетий, от начала XVIII века (в Западной Европе - несколько раньше) до современности. Подъем научной географии особенно ощутим начиная от грани XVIII-XIX столетий - времени наибольших успехов капиталистической системы производства, ознаменовавшемся промышленной революцией в странах Европы и Великой Французской буржуазной революцией.

В 1785 г. Картрайт изобрел ткацкий станок, после чего в Англии ввоз хлопка из колоний за 20 лет возрос в 20 раз. С этого времени до 1870 г. выплавка чугуна тоже в Англии возросла в 100 раз. В 1784 г. Уатт изобрел паровую машину (в России она была создана И. Ползуновым еще в 1764 г.!), а в 1803 г. построен первый пароход; в 1825 г. - первый паровоз; к концу XIX в. мировой тоннаж пароходов превысил 13 млн. тонн, а длина железнодорожной сети - 800 тыс. км. В России уже при Петре I было 200 мануфактур, в том числе в руках государства - 43%.

В этот период потребность в знаниях, в том числе в практической (прикладной) и теоретической географии непрерывно возрастала. Один за другим (или одни рядом с другими) появляются выдающиеся географы. Многие из них - путешественники-исследователи, и все они теоретики. В лучших образцах теоретических обобщений радует живая связь с соседними науками о Земле - биологией и геологией. Но иногда теория становится теоретизированием и приводит к идеалистическим ухищрениям.

Западноевропейская география XVII-XIX . На рубеже двух исторических этапов в 1650 г. в Нидерландах увидел свет труд выдающегося ученого своего времени Бернхарда Варения (1622-1650) “География Генеральная” (“Всеобщая география”). Второе и третье издание этой книги (1672 и 1681 гг.) вышли под редакцией Исаака Ньютона - великого физика, очень близкого к географии. На русском языке книга издана по приказу Петра I в 1718 г. переводчиком-издателем Федором Поликарповым . Б. Варений получил образование в Гамбургском и Кенигсбергском университетах; в конце своей короткой, но яркой жизни работал в Нидерландах.

“Всеобщая география” Варения - первый со времен античной древности опыт широкого общеземлеведческого обобщения, первая попытка определить предмет и содержание географии, основываясь на новых данных о Земле, собранных в эпоху Великих географических открытий. Однако по теоретической сути эта работа принадлежит уже следующему периоду, так как она во многом опережала свое время.

По Варению, “предмет географии есть земноводный шар (вариант перевода: “земноводный круг”), наружная, во-первых, оного поверхность и ее части”. Варений различал три части “земноводного шара” (прообразы компонентных оболочек Земли): 1) “землю”, т.е. твердую земную поверхность вместе с растениями и животными; 2) “воду” (гидросферу) - поверхностную и подземную; 3) атмосферу. Только в 1926 г. В.И. Вернадский дополнит это учение Варения обоснованием “биосферы” как особой оболочки нашей планеты...

Значительное внимание во “Всеобщей географии” впервые уделено Мировому океану: сделана попытка определить объем Мирового океана, отмечена относительная неизменность его уровня, рассмотренны морские течения, впервые выделен самостоятельный Южный океан, который долгое время спустя обозначался на картах Мира.

Варений писал о географических зонах (поясах), посвятив им в своем труде две главы. При этом он указывал на зависимость климата от рельефа, близости или отдаленности моря; связывал движение воздуха с изменением давления, пытался объяснить увеличение осадков в горах. Идеи Варения, высказанные около 350 лет назад, как видим, очень современны, но теоретические объяснения идей были, конечно, на уровне науки XVII столетия.

Методологией и теорией географической науки в Западной Европе после Бернхарда Варения занималась плеяда выдающихся западно-европейских географов. И первым среди них стоит кенигсбергский философ и географ, младший современник М.В. Ломоносова Иммануил Кант (1724-1804). Весьма интересны его философские, общенаучные и географические взгляды.

Как философ И. Кант создал учение о “вещи в себе”. Он считал, что мир - объективная реальность, но он непознаваем. Человечество познает только свои ощущения, а не объективную реальность мира, не зависимую от ощущений. “Непознаваемость” по-гречески - “агности­цизм” (“гносеология” - познание). Философия Канта и есть философия агностицизма.

Очень важно понять различие в объяснении основных вопросов материализма - объективной реальности, познаваемости мира И. Кан­том, с одной стороны, и материалистом-диалектиком Ф. Энгельсом в книге “Диалектика природы” - с другой. И. Кант писал о “вещи в себе”, Ф. Энгельс - о “вещи для себя”. Человечество действительно не познает мир до конца. Но это не утверждение принципиальной непознаваемости мира, а утверждение неисчерпаемости и безграничности познания. Человечество все время приближается к абсолютному познанию мира. Наука превращает непознанную реальность (“вещь в себе”) в познанную, превращает в “вещь для себя”. Познавая мир, человечество получает возможность использовать окружающую среду для своих нужд.

Общенаучные взгляды И.Канта нашли отражение в его ставшей знаменитой космогонической концепции. Он опубликовал ее в 1755 г. еще молодым ученым, 31 года от роду. Полное название книги следующее: “Всеобщая естественная история и теория неба. Попытка обозреть и объяснить механизм происхождения всего Мироздания согласно ньютоновским законам”. В книге следует различать два направления: идеи о естественных путях развития небесных тел и идея бога. Уже в начале книги И. Кант отмечает, что его теория не противоречит религиозному учению, так как все в мире происходит в соответствии с бесконечным разумом. Затем изложены основные понятия физики, установленные И. Ньютоном, и описана Вселенная с Солнцем и шестью известными науке того времени планетами. Особенно оригинальна вторая часть книги - “О первоначальном состоянии природы, образовании небесных тел, причинах их движения”. Именно в ней излагается космогоническая гипотеза И. Канта. Образование современной упорядоченной Вселенной из первоначально рассеянной материи (“хаоса”) он объясняет на втором этапе естественными законами развития Вселенной (частицы хаоса притягиваются друг к другу по закону всемирного тяготения И. Ньютона; нецентральные столкновения вызывают вращение; постепенно возникают планеты и Солнце в нашей солнечной системе). Но вопрос о том, каким мир был до того, как хаос начал упорядочиваться, Кант решает не на основе естественных законов, а опять обращается к богу. Состояние хаоса, пишет он, было следствием “вечной идеи божественного разума”.

Назовем еще две особенности космогонических идей И. Канта.

1. Кант объяснял происхождение планет сгущениями частиц распыленной материи. Это его предположение оказалось пророческим. Оно, в принципе, разделяется большинством современных астрономов.

2. Кант считал, что Вселенная безудержно приближается к тепловой (энергетической) смерти. Солнце охладится и настанет время, когда оно погаснет. Это предположение Канта, особенно после открытия радиоактивных процессов, оказалось несостоятельным. Процессы остывания и разогревания материи взаимодействуют друг с другом.

И. Кант был не только выдающимся философом, но и известным географом своего времени. К географии и антропологии имеют отношение 27 сочинений Канта. Лекции по географии студентам Кенигсбергского университета читались Кантом с 1756 по 1796 г. “Физиче­ская география” Иммануила Канта была издана на основе рукописных конспектов студентов в 1801-1802 гг.

И. Кант видел в географии важную воспитательную и познавательную дисциплину; считал, что “без знания географии человек остается тупым и ограниченным”. В своих лекциях Кант кроме собственно физического землеведения дает географию человека и страноведение. Несмотря на ту выдающуюся роль, которую И. Кант отводил физической географии, ясного определения этой науки у него нет.

В качестве предмета физической географии Кант определял “мир” в той его части, в какой мы с ним соприкасаемся; предметом физической географии является, таким образом, арена деятельности человека, среда его жизни. В этом проявился антропоцентрический подход Канта к физической географии. Взгляд на Землю “как жилище человека” в дальнейшем будет развивать другой немецкий географ - К. Риттер .

И еще одна идея И. Канта нашла позднее многочисленных исследователей. Это идея о том, что географический и исторический пути изучения природы принципиально несовместимы. “География и история заполняют весь объем нашего познания, - говорил Кант, - а именно: география - пространство, история - время”. Какие именно законы раскололи науки на две указанные части, Кант не объяснял и не мог объяснить. Мы же теперь, напротив, следуя М.В. Ломоносову, убеждены в том, что ничего не поймем, не изучая географические процессы и явления одновременно в пространстве и во времени (едином пространстве-времени). Указанная идея И. Канта позднее была воспринята и развита его многими зарубежными последователями и получила наименование хорологической (пространственной) концепции в географии.

Поздний современник И. Канта - знаменитый немецкий географ Александр Гумбольдт (1769-1859). При жизни Канта он вместе с французским ботаником Эме Бонпланом успел закончить свое знаменитое путешествие в Америку (1799-1804 гг.). Гумбольдт - не кабинетный ученый, а страстный “полевой” исследователь природы. В частности, в 1827 г. он совершил продолжительное путешествие по России - из Петербурга через Урал на Алтай и Нижнюю Волгу.

Научное творчество А. Гумбольдта обширно и одновременно конкретно. И главное, основывается только на естественных законах развития природы. Он занимался вопросами геоморфологии (первая попытка вычислить среднюю высоту материков), геоботаники (изучал растительные сообщества и растительные формации), климатологии (обобщил результаты инструментальных наблюдений в Европе, предложил метод изотерм) и т.п. В его сочинениях очень много цифр, различных количественных коэффициентов.

Однако главная заслуга А. Гумбольдта заключается в его общегеографических обобщениях. Он читал в Берлинском университете блестящие лекции, которые составили основу его фундаментального труда под названием “Космос”. Главная идея этого труда - идея географического синтеза. В “Космосе” А. Гумбольдт поставил перед “физиче­ским землеописанием” следующую основную задачу: исследовать общие законы и внутренние связи земных явлений. Он подчеркивал тесное взаимодействие между сушей, океаном и атмосферой; особое внимание обратил на зависимость между живой и неживой природой. Гумбольдт дал описание природных зон Земли. Правда, его зоны были как бы неполными, они охватывали лишь климат и растительность. Но Гумбольдт еще не мог иметь представления о почвообразовании, о геохимических и других важных процессах, без которых невозможно полностью раскрыть сущность природного комплекса.

Несмотря на указанные исследования А. Гумбольдта, до полного признания исторически развивающейся природы было еще далеко. Жаркие споры по этой проблеме не закончились и к XX веку. Именно поэтому нельзя пройти мимо работ корифея исторического подхода к развитию природы - Чарльза Дарвина (1809-1882).

Дарвина многие считают только биологом. Но он был прежде всего географом-путешественником. В 1832-1836 гг. он совершил пятилетнее кругосветное путешествие на корабле “Бигль”. Текст описания путешествия представляет собой до сих пор непревзойденный образец проблемного географического описания и лучшую в мире книгу для географического чтения молодежи.

Дарвин как бы поделил мир географии с А. Гумбольдтом, отдав ему экваториальный, северный тропический пояса Америки и умеренный пояс Евразии, взяв себе тропический и субтропический пояса южного полушария. Главная заслуга Ч.Дарвина - создание теории эволюции органического мира в фундаментальном труде “Происхождение видов путем естественного отбора” (1859). Теория Дарвина как бы продолжила теорию эволюции неорганической природы, разработанную его современником Чарльзом Ляйелем (1797-1875). Труды Дарвина - наиболее мощный удар по антиэволюционным географическим представлениям, так долго “преследовавшим” географию.

Двум великим географам-материалистам - А. Гумбольдту и Ч. Дарвину - противостоит идеалистическая личность Карла Риттера (1779-1859). К. Риттер, в отличие от А. Гумбольдта, был не путешественником, а преимущественно “кабинетным” профессором. Основное, но незаконченное его сочинение - “Землеведение по отношению к природе и истории человека”. На русском языке напечатаны пять томов описания Азии. Перевод и комментарии выполнил П.П. Семенов (впоследствии - Семенов-Тянь-Шанский). Он называет Риттера “...бес­смертным корифеем науки землеведения”. Второе сочинение К. Ритте­ра - университетский курс общего землеведения.

Действительно, никто не сумел, как Риттер, в то время сочетать эрудицию, сравнения, характеристику связей между явлениями, единство географической концепции и прекрасное изложение. Но каковы идеи Риттера? Их кратко можно выразить следующим образом: география (т.е. землеведение) изучает всю Землю. Ее природа - единство , созданное творцом на благо европейца. Если мы еще в состоянии простить К. Риттеру его покушение на “всю Землю” (вместо одной поверхности Земли - географической оболочки), то никак не можем согласиться с его идеями полной обусловленности человека и социальных явлений природными условиями (географический детерминизм). “Всякий человек, - утверждал К. Риттер, - есть представитель своего природного жилища, где он родился и воспитывался... Местные влияния ландшафтов на характеристику их жителей, на образ их и телосложение, на форму черепа, на цвет, темперамент, язык и духовное развитие неоспоримы”.

Если географический детерминизм XVII-XVIII вв. был в известной мере прогрессивным течением, ибо его представители стремились освободиться от бога и найти естественные законы развития человечества, то Риттер соединил свои детерминистские идеи с божественным провидением. К тому же его вульгарный географизм не так уж безобиден, ибо от него нетрудно сделать шаг до проповеди расизма и до оправдания колониального господства одних народов над другими. Правда, сам Риттер таких выводов никогда не делал, но некоторые последователи зашли слишком далеко, развивая его ошибочные высказывания.

К. Риттер не был одинок. Его идеи стали на его родине, в Германии, знамением времени. Последователь Риттера - Фридрих Ратцель (1844-1904) в конце прошлого века много сделал в рамках физической географии. Одним из первых он писал, например, о биосфере. Но, вторгаясь в область человеческих отношений, он становился антропогеографом-детерминистом и считал, что природные явления, определяя жизнь человека, создают превосходство одних народов (северных) и одной расы (белой) над другими народами и другими расами. По его мнению, расовые различия не могут уживаться рядом. Колониализм, согласно Ф. Ратцелю, - закон. Создается впечатление, что Ф.Ратцель выполняет определенный социальный заказ, так как география в то время становится в Германии служанкой целенаправленной империалистической политики. Объединение Германии в 1871 г. и рост немецкого империализма под флагом идеи “Великой Германии” послужили благодатной почвой для формирования так называемой “социал-дарвинистской” концепции. В 1882-1891 гг. Ратцель опубликовал два тома труда “Антропогеография”. Главная идея этого большого сочинения состоит в том, что существует много общего между группами животных и группами людей в их жизни, размещении, взаимодействии с окружающей природой: и те и другие должны бороться за свое существование, чтобы выжить. В 1897 г. выходит в свет книга Ф.Ратцеля “Политическая география”, первая глава которой носит название “Государство как организм, связанный с землей”. Здесь Ратцель задался целью показать, что государство, подобно живому организму, должно или жить, или умереть; бороться за расширение своего пространства, чтобы уцелеть. Так Ратцель подошел к понятию “жизнен­ного пространства”, которое было использовано через 30 лет после его смерти немецкой фашистской геополитикой.

Интересно, что идеи Ф. Ратцеля получили поддержку в некоторых других странах. Особенно в США, где их широко пропагандировала ученица Ратцеля Элен Черчилл Сэмпл (1863-1932).

Западноевропейская география XIX столетия (не вся, конечно) приобрела ту мрачную мировоззренческую окраску, которая отмечена выше. Особенно надо выделить французского географа Элизе Реклю (1830-1905). Он - автор трех многотомных географических серий, переизданных в России и широко ознакомивших наших соотечественников с природой Земли и с человечеством (“Земля”, 1867 г. - 6 томов; “Земля и люди”, 1876-1895 гг. - 19 томов; “Человек и Земля”, 1905-1908 гг. - 6 томов). Реклю писал, что “все основные факты и формы объясняются географическими условиями той местности, где они происходили”. Это положение, будучи вырванным из контекста, звучит, как у Риттера. Но Э. Реклю вносит поправки, по существу, его отменяющие: по мере развития человечества роль одних и тех же природных факторов изменяется. Например, леса становятся из убежищ человека помехой для него, города “спускаются” с гор к морю. Для “Человека и Земли” Реклю избрал эпиграфом свои собственные прекрасные слова: “География по отношению к человеку не что иное, как История в пространстве, точно так же, как История является Географией во времени”. И это написано во времена А. Геттнера!

Деятельность младшего из “корифеев” старой немецкой географии Альфреда Геттнера (1859-1941), наиболее известного в нашей стране, развивалась в более академическом направлении. Он был профессором Гейдельбергского университета. Наиболее важные теоретические работы Геттнера вышли в свет в 1895 и 1905 гг. В 1927 г. Геттнер собрал свои идеи воедино в книге “География, ее история, сущность и методы”. Эта книга была переведена и издана в нашей стране под редакцией Н.Н. Баранского.

А. Геттнера очень беспокоил теоретический “разлад” в географии, разделение на самостоятельные науки цикла общего землеведения, потеря целостности географии. Он взял на себя задачу теоретического обоснования такой географии, которая бы не “расплывалась” в разные стороны, не разменивалась бы на частности, не захватывалась бы геологией, геофизикой, ботаникой, зоологией, экономикой и другими науками и имела бы сущность, относящуюся только к географии и ни к какой другой науке.

Для того чтобы решить такую задачу, А. Геттнер положил в основу своей теоретической концепции старые идеи И. Канта и К. Риттера о “заполнении пространства”. Геттнер назвал эту концепцию хорологической (пространственной). Суть ее заключалась в том, что география исследует территории различной величины лишь с пространственной точки зрения, т.е. с точки зрения взаимодействия “наполняющих” их объектов разного происхождения в данное время. В основном сочинении Геттнера написано о том, что на изменения во времени “геогра­фия должна смотреть, как на неизбежное зло”.

Эту точку зрения на географию как науку о “наполнении пространства” мы принять не можем, как не можем признать правильным отказ Геттнера от рассмотрения развития во времени, что ведет в конечном итоге к отказу от географического прогноза.

А. Геттнер был современноком и соотечественником великих математиков Генриха Минковского и Альберта Эйнштейна . У него на глазах родилось новое представление о пространстве-времени, о единстве пространства и времени, о четырехмерном пространстве, одним из векторов которого является время. Но Геттнер прошел мимо этих замечательных достижений науки, остался на традиционных позициях И. Ньютона и И. Канта.

Идеи А. Геттнера оказали сильное влияние на современников. Да и в наши дни они снова анализируются, пересматриваются, оцениваются. До сих пор можно читать и слышать, особенно в зарубежной географии, что география - пространственная наука, а не наука о сущности явлений земной поверхности, изучаемых в пространстве-времени.

Приведенные примеры (а их можно значительно умножить!) характеризуют стремление западноевропейских географов в указанный период к планетарным обобщениям и трудным поискам теоретической самостоятельности географической науки. Многотомные планетарные географические сводки и солидные теоретические монографии периодически выходят в Западной Европе одна за другой. Они много и охотно переиздаются на русском языке. Фактическая основа этих фундаментальных работ, знакомящая наших соотечественников в широком плане с человечеством и природой Земли, воспринимается в России с восторгом. Но в теоретическом плане отечественная география в это время развивается самобытным путем.

Отечественная география XVIII-XIX вв. На развитие географии в России в XVIII столетии первоначально оказали определенное влияние идеи западноевропейских ученых, например, Б.Варения. Но они были настолько сильно и критически переработаны, столько было внесено нового в науку русскими учеными (И.И. Кириллов, В.Н. Та­тищев, М.В. Ломоносов), что русская географическая школа этого времени носит новый, самобытный характер. И обусловлено это было в первую очередь практическими задачами.

Если в странах Западной Европы наука в значительной степени была направлена на удовлетворение практических потребностей морского судоходства и заморской торговли, то в России существовали другие практические потребности - заселения и хозяйственного освоения самого большого в мире массива суши, своего рода “океана” тундры, лесов, степей и пустынь. В XVIII в. освоение территории России было особенно интенсивным: Россия прочно стала на Балтике, на Черном море, на Тихом океане; возникли горнопромышленные районы Урала, Алтая, Забайкалья, сотнями строились новые города и поселки; многочисленные реки стали использоваться для судоходства. Во второй половине XVIII в. Россия вышла на первое место в мире по производству черных и цветных металлов, начала добывать золото, торговать хлебом; по-прежнему продолжала изобиловать мехами, вылавливать рыбу и бить морского зверя, выделывать лен, пеньку, курить смолу...

Для нужд хозяйственного освоения территории России прежде всего были необходимы картография и экономическая статистика (“поли­тическая арифметика”). Из “птенцов гнезда Петрова” первым соединил эти науки в одно целое Иван Кириллович Кирилов (1669-1737). В начале 1720-х гг. он возглавлял в России астрономические, топографические, картографические и статистические работы. Кирилов задумал составить трехтомный “Атлас Всероссийской империи”, по 120 карт в каждом томе. Но успел опубликовать в 1734 г. лишь первый выпуск, в который вошли “генеральная” карта всей страны и 14 “спе­циальных” (частных) карт отдельных административно-территориаль­ных единиц. На этих картах, в частности, было помещено и много экономических объектов, а в текст были включены краткие экономико-статистические характеристики разных местностей.

В 1727 г. И.К. Кирилов закончил труд “Цветущее состояние Российского государства” (он был издан только в 1831 г.) - первое русское статистическое и экономико-географическое описание.

Идеи и предложения И.К. Кирилова были существенно развиты Василием Никитичем Татищевым (1986-1750) и Михайлом Васильевичем Ломоносовым (1711-1765). Именно с них начинается в России оригинальная русская научная география. Оба выдающихся ученых начали свою деятельность во время реформ Петра I, когда в России входит в употребление само слово “география”.

В.Н. Татищев - человек разносторонних талантов: воин (участник Полтавской битвы), дипломат, строитель городов и заводов, металлург, историк, этнограф, археолог, ботаник, палеонтолог, картограф, экономист и географ - таков диапазон деятельности этого замечательного ученого. Петр I в 1719 г. специально поручил Татищеву составить историю и географию России, чем он усердно занялся лишь в 1724 г.

В.Н. Татищев хорошо знал книгу Варения, которая вышла в переводе на русский язык в 1718 г. Он упоминает ее в своих трудах. Система географических наук Татищева внешне в известной мере напоминала систему, предложенную Варением. Но по существу своему, методологически очень сильно отличалась от нее. В работе “О географии вообще и о русской” (1746 г.) Татищев разделил географию трижды на три раздела, предложив тем самым как бы объемную (трехмерную) модель географической науки:

1) “по масштабу исследования ” на: а) универсальную или генеральную, описывающую сушу и воды всей планеты и ее частей; б) специальную, описывающую разные страны; в) топографию, или “пределоописание”, когда описываются части страны, вплоть до отдельных городов с их пригородами;

2) “по качествам ” на: а) математическую (измерения Земли, необходимые “к познанию шара земного и ландкарт”; б) физическую (где обращено главное внимание на природные “довольства и недостатки” не только на поверхности, но и создающиеся внутри суши и водной толщи; в) политическую (где на первый план выдвигаются занятия населения, его трудовые навыки, обычаи и доходы);

3) “по переменам времени ” на: а) древнюю географию; б) географию “среднюю”; в) географию современную.

Заметим, что прежде всего систему географических наук Татищева пронизывает историзм, чем она существенно отличается от построения Варения. Далее: описание “по качествам” относится ко всем масштабам исследования, а у Варения только к странам и их частям. И в физической географии, и в географии политической Татищев обращал большое внимание на изучение ресурсов, на их “довольства и недостатки”, не разделяя, а наоборот, часто объединяя рассмотрение природы и человеческой деятельности. Если Варений едва терпел “челове­ческие свойства” в географии, то Татищев поступал по-другому - выдвигал на первый план жизнь населения и экономичсеские проблемы страны.

В 1737 г. Татищев составил большую программу (198 вопросов) для рассылки ее на места с целью сбора материалов для “сочинения истории и географии Российской”. Соединение в одной программе вопросов по истории и географии знаменательно. В этом он следовал лучшим традициям античной науки и эпохи Возрождения, что и позволило ему осуществить исторический подход в географии и связать исторические события с природной средой.

М.В. Ломоносов хорошо известен как основатель (1755 г.) Московского университета, как всеобъемлющий гений - философ, физик, химик, поэт, экономист, картограф, геолог и географ. Восторженную, но очень точную характеристику Ломоносову дал А.С. Пушкин: “Соеди­няя необыкновенную силу воли с необыкновенной силой понятия, Ломоносов обнял все отрасли естествознания. Жажда науки была сильнейшей страстью всей души, исполненной страстей...”

В 1758 г. Ломоносов был поставлен во главе Географического департамента Академии наук. Сразу же после своего вступления в должность он рассылает на места “Запросы” (в них было 30 пунктов) для сочинения Российского атласа, который, по мысли Ломоносова, должен был сопровождаться полным географическим описанием России. В указанных “Запросах” большинство пунктов относится к экономической географии. Впервые в истории мировой науки в начале 1760 г. он предложил термин “экономическая география” .

Нет такого компонента географической оболочки, изучением которого не занимался бы Ломоносов. Он писал “о слоях земли”, рельефе, льдах, воде, атмосфере, почвах, а также о разных странах. Ломоносов стал душой изучения Арктики и подготовки первых комплексных географических исследований России, получивших наименование Академических экспедиций. Свой проект освоения Русского Севера Ломоносов изложил в записке “Краткое описание разных путешествий по Северным морям и показания возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию...”. После Ломоносова внимание царского правительства на значение Северного морского пути пытались обратить и другие крупные ученые - П.А. Кропоткин и Д.И. Менделеев.

М.В. Ломоносов - блестящий аналитик и экспериментатор. В этом отношении он сын своего века точных исследований. Вместе с тем он значительно опередил своих современников по силе философских оснований науки, по широте обобщений, далеко выходя за рамки господствовавшего в XVIII веке механистического, или метафизического, материализма. У Ломоносова очень сильно звучит тема развития, истории природы. Он последовательно проводил атеистическую точку зрения. В труде “О слоях земных” ему принадлежат следующие мудрые слова: “И, во-первых, твердо помнить должно, что видимые телесные на земле вещи и весь мир не в таком состоянии были с начала от создания, как ныне находим, но великие происходили в нем перемены, как показывает История и древняя География, с нынешнего снесенная, и случающиеся в наши дни перемены земной поверхности...”

Многие историки географической науки считали, что когда в 1859 г. ушли из жизни А. Гумбольдт и К. Риттер, в зарубежной Европе не оказалось ни одного географа, который мог бы заменить их. В ряде работ говорится о кризисе европейской географии в этот период.

В России география развивалась иначе, и ни о каком ее кризисе в XIX столетии говорить не приходится. Об этом определенно и ясно написал американский географ Престон Джеймс: “В Германии после смерти Гумбольдта и Риттера развитие географических исследований приостановилось, пока не появились новые географы - такие, как Рихтгафен, которые выдвинули идеи новой географии. В России не было такого застоя. Поэтому среди русских географов трудно выделить какую-либо одну фигуру, которая могла бы считаться самой крупной в этой области знаний. Пожалуй, правильней было бы назвать четырех человек: “дедушку” - П.П. Семенова-Тян-Шанского и трех “отцов” - А.И. Воейкова, В.В. Докучаева и Д.Н. Анучина. Именно они образовали ядро русской географии перед Октябрьской революцией 1917 г.”

Этот “взгляд со стороны” мы и принимаем за основу при оценке основных достижений географии в России в XIX столетии. Но прежде скажем о заслугах еще одного “отца” отечественной географии - Константина Ивановича Арсеньева , имя которого мало известно в научных кругах, особенно за пределами нашей страны.

Из дерени, затеряной в костромских заволжских лесах, попал К. Арсеньев в Петербург и своим талантом и работоспособностью проложил себе путь в науке, стал профессором Петербургского педагогического института (с 1819 г.- университета). В 1818 - 1819 гг. выходят первые книги Арсеньева по географии и статистике России. Это было время острого недовольства передовых людей России крепостным правом и связанным с ним отставанием русского хозяйства от европейского. Взгяды Арсеньева - политические и научные - в то время были передовыми. Соединение этих взглядов с большой образованностью, со смелостью мысли, глубоким знанием родной страны привело к тому, что именно Арсеньев оказался наиболее подготовленным, чтобы осуществить программу Ломоносова по изучению географии страны как экономической географии; произвести научный синтез данных о природе, населении, хозяйстве, охватив Россию “единым взглядом”.

Из научных трудов К.И. Арсеньева наиболее выдающимися были: “Гидрографо-статистическое описание городов России с показанием всех перемен, происходящих в составе оных в течении двух веков - от начала XVII столетия и доныне” и “Статистические очерки России”. С 1818 по 1848 г., т.е. 30 лет, К.И. Арсеньев занимался районированием России, совершенствуя его методы и углубляя характеристику районов. Арсеньева заслуженно называют “отцом” теории и практики географического (экономического) районирования не только в русской, но и в мировой географической науке.

История географической науки не раз говорит нам о тех случаях, когда известный естествоиспытатель становится не менее известным экономистом. Самый яркий пример тому - деятельность и труды великого русского географа Петра Петровича Семенова-Тян-Шанского (1827-1914). Несомненно влияние на П.П. Семенова идей К. Риттера, лекции которого он слушал в 1853-1854 гг. в Берлинском университете. Однако, как и Э. Реклю, Семенов не разделял риттеровскую телеологическую философию.

С А. Гумбольдтом советовался П.П. Семенов по поводу задуманного путешествия на Тянь-Шань.

П.П. Семенов-Тян-Шанский начал свою деятельность как геолог и ботанико-географ. Свое путешествие на Тянь-Шань (1856-1857 гг.) он провел как естествоиспытатель. Но затем его внимание привлекли и вопросы истории, исторической географии, демографии, географии населения и, наконец, экономической географии в целом. Семеновым-Тян-Шанским написаны многие региональные монографии, включая пятитомный “Географо-статистический словарь Российской Империи” (1863-1885). В 1871 г. он опубликовал работу по исторической географии русских поселений. Он был также членом-экспертом редакционной комиссии по подготовке реформы 1861 г., освободившей крестьян России от крепостной зависимости. С 1 января 1864 г. П.П. Семенов стал первым директором только что организованного Центрального статистического комитета. Он руководил им до 1897 г. и ушел оттуда из-за несогласия с искажением составленной им программы первой всероссийской переписи населения 1897 г.

Человек разнообразных интересов, компетентный во многих областях знания, Семенов-Тян-Шанский идеально подходил для управления такой сложной организацией, как Русское географическое общество, в течение 41 года (1873-1914); именно он был способен поддерживать его единство и, следовательно, самобытность отечественной географической науки.

Среди историков географической науки обсуждается непростой вопрос о научной школе П.П. Семенова-Тянь-Шанского. Он не преподавал в университете, не имел учеников в прямом смысле слова. Но он превратил Русское географическое общество в первоклассную школу молодых исследователей: путешественников, этнографов, океанологов, картографов, экономистов. Среди них были не только Н.Н. Миклухо-Маклай , который из рук Семенова-Тянь-Шанского получил широкую программу изучения народов Новой Гвинеи, не только Н.М. Пржевальский , получивший из тех же рук программу изучения Уссурийского края, а потом и Центральной Азии, но и такие великие исследователи, как Г.Н. Потанин, М.В. Певцов, А.Л. Чекановский, И.Д. Черский, И.В. Мушкетов, А.П. Федченко, А.А. Тилло, П.А. Кро­поткин, А.И. Воейков, И.П. Минаев, Ю.М. Шокальский и многие другие. Каждое их этих имен - выдающееся явление в истории географической науки. Можно сказать, что в Русском географическом обществе Семенов-Тянь-Шанский создал блестящее созвездие географов разных специальностей, но более всего - географов широкого профиля, занимающихся комплексным исследованием природы и человека.

Александр Иванович Воейков (1842-1916), как и П.П. Семенов-Тян-Шанский, отличался глубокой образованностью и широтой научных исследований. Он учился в Берлине, Геттингене и Гейдельберге. Свою докторскую диссертацию “О прямой инсоляции в различных местах земной поверхности” он защитил в 1865 г. в Геттингенском университете. Всю последующую жизнь он посвятил изучению теплового и водного балансов Земли. В 1870-х годах Воейков путешествовал по Соединенным Штатам Америки и Азии. В 1884 г. он начал свою деятельность в Петербургском университете.

Характерино, что А.И. Воейков непосредственно связывал изучение климата с улучшением сельскохозяйственного производства. Занимаясь вопросами усовершенствования сельского хозяйства России, он задумал сопоставить приемы земледелия в местностях с климатом, схожим с климатическими условиями Европейской России. Так возникло первое исследование климатических аналогов . Следуя его советам, на черноморском побережье Грузии стали успешно выращивать чай, в Средней Азии - хлопок, на Украине - пшеницу. Знаменитая работа А.И. Воейкова “Климаты земного шара, в особенности России ” была опубликована на родном языке в 1884 г. А в 1887 г. она была переведена на немецкий язык и вышла в Германии, была высоко оценена климатологами других стран.

Однако одна из самых значительных заслуг А.И.Воейкова перед мировой географической наукой состоит в том, что он заявил о важности изучения влияния человека на окружающую его природную среду. Он был одним из первых европейских ученых , осознавших губительные последствия использования земли человеком и указавших на них (в США это несколько раньше сделал Джордж Перкинс Марш в книге “Человек и Природа” (1864), которая была переведена и опубликована в России в 1866 г. В частности, А.И. Воейков полагал, что вследствие уничтожения растительности в природе происходят разнообразные изменения, которые в некоторых районах оборачиваются катастрофическими последствиями. Воейков предупреждал о том, что хищническая вырубка лесов на севере страны может изменить климат в сторону его большей засушливости. Он был страстным поборником возрождения пустынных и полупустынных земель путем их орошения.

Начало современной физической географии в России связано с трудами создателя научного почвоведения профессора Петербургского университета Василия Васильевича Докучаева (1846-1903). Идеи, прогнозы, предложения Докучаева были основаны на комплексных многолетних экспедиционных исследованиях. Три большие экспедиции Докучаева - по оценке земель в Нижегородской и Полтавской губерниях и Особая степная экспедиция - в общей сложности работали 15 лет (1882-1885, 1888-1897 гг.). К этому надо добавить, что Докучаев в 1890-1900 гг. возглавлял созданную им комиссию для естественноисторического, сельскохозяйственного и гигиенического исследования Петербурга и его окрестностей - первого комплексного географического исследования большого города. Классическими стали основные работы В.В. Докучаева - “Русский чернозем” (1883) и “Наши степи прежде и теперь” (1891). Докучаевское учение о почве послужило отправным моментом для разработки идеи природного географического комплекса . По Докучаеву, почва есть результат взаимодействия материнской породы, рельефа, воды, тепла и организмов; она является как бы продуктом ландшафта и в то же время его “зеркалом”, наглядным отражением сложной системы взаимосвязей в природном комплексе. Поэтому от изучения почвы лежит кратчайший путь к географическому синтезу.

Докучаев хорошо понимал отрицательные стороны далеко зашедшей к тому времени дифференциации естествознания и видел, что география, как он говорил, “расплывается во все стороны”. В 1898 г. он высказал мысль о необходимости разработки новой науки о соотношениях и взаимодействиях между компонентами живой и неживой природы и о законах их совместного развития. Началом этой науки, как бы введением в нее, послужило его учение о зонах природы (1898-1900 гг.). Теперь это учение известно каждому школьнику, но в то время лишь немногие ученые (среди них ученик Докучаева Г.Ф. Мо­розов, 1867-1920), предвидели в идеях Докучаева начало современной географии. Позднее академик Л.С. Берт (1876-1950) ясно указал, что “основоположником современной географии был великий почвовед В. Докучаев ” (Берт Л.С. Географические зоны СССР. М., 1947. Т. 1).

Замечательный русский ученый Дмитрий Николаевич Анучин (1843-1923) создал исключительно большую и сильную университетскую географическую школу . Сначала - в Московском университете, а затем, через его выпускников, и в других университетах России.

Первая в России кафедра географии была открыта в Московском университете в 1884 г., сначала на историко-филологическом факультете; заведовать ею был приглашен Д.Н. Анучин. В 1887 г. он добился перевода этой кафедры - географии, антропологии и этнографии - на естественное отделение физико-математического факультета, где и развернулась его работа по подготовке молодых географов, из которых затем выросли крупнейшие ученые с мировыми именами.

Разносторонность научных интересов Д.Н. Анучина была исключительна: физическая география, антропология, этнография, археология, история и методология науки, гидрология (в том числе - лимнология), картография, геоморфология, страноведение. Но подобная разносторонность не была случайным набором текущих интересов, перескакиванием от одного предмета изучения к другому. Они, как и у многих крупных ученых, теоретически составляли, как мы теперь говорим, “единый блок”.

Д.Н. Анучин считал, что география должна изучать природу земной поверхности. Он разделял географию на землеведение и страноведение. Землеведение изучает комплекс физико-географических компонентов всей поверхности Земли, а страноведение, хотя и более широкий комплекс, включающий человека (“Без человека география будет неполной” , - писал в 1912 г. Д.Н. Анучин), но в рамках отдельных районов (“стран”). Так как природа земной поверхности образуется в процессе ее исторического развития, исторический метод необходим в географических исследованиях. И конечно же, географические исследования важны не сами по себе, а необходимы практике.

Таковы основные положения Д.Н. Анучина, их поддержит каждый современный географ в России.

§ 5. География новейшего времени

Особенности современного периода в развитии отечественной географии. Современный - советский и постсоветский - период развития отечественной географической науки многогранен. Здесь мы отметим только главнейшие черты этого периода (1917-1997 гг.).

1. После победы Октябрьской социалистической революции в условиях советской государственной системы резко возросла потребность в географических знаниях. Советское народное хозяйство было плановым и комплексным, а комплексность была и остается основным свойством отечественной географической науки. Это соответствие было очень верно подмечено еще в 1951 г. профессором Московского университета А.А. Борзовым: “Отношение к природной среде в СССР - принципиально другое, чем в капиталистическом мире; планомерное использование природных сил, научно оправданное и сознательное, требует цельного и полного их знания, комплексного изучения и не позволяет ограничиться эксплуатацией отдельных богатств без учета того, как это отразится на всей географической среде” (Борзов А.А. Географические работы. М., 1951. С. 319).

2. Чрезвычайно усилились географическое образование населения страны, подготовка кадров и создание ряда научных учреждений географического профиля. В 1918 г. в Ленинграде был создан первый в мире Географический институт как учебное и научно-исследовательское учреждение (в 1925 г. вошел в качестве факультета в состав Ленинградского университета). В 1919 г. были организованы Государственный гидрологический институт и Отдел климатологии при Главной геофизической обсерватории, а также Высшее геодезическое управление; в 1925 г. - Почвенный институт имени В.В.Докучаева и Институт по изучению Севера (ныне Арктический и антарктический научно-исследовательский институт) и т.д. По решению правительства Академия наук СССР в 1934 г. переезжает в Москву, ставшую с тех пор научной столицей страны. Реорганизация Академии наук вернула в нее географию после более чем столетнего перерыва (Географи­ческий департамент Российской Академии наук был закрыт еще в 1799 г.). Образовавшийся в 1938 г. географический факультет Московского университета также превратился в один из крупнейших географических центров страны. В середине 1970-х годов в системе высшего образования СССР география была представлена в 36 из примерно 70 университетов; в них готовили научных работников и преподавателей. Преподавателей географии выпускали также 74 из 185 педагогических институтов (многие из них впоследствии стали университетами). Кроме того, экономическую географию изучают в ряде институтов экономического профиля.

3. Новые обширные задачи, расширение сети географических учреждений, многочисленные экспедиции чрезвычайно увеличили географическую информацию и выдвинули перед географией сложные теоретические проблемы. В советский период в отечественной географии сформировался ряд прогрессивных теоретических направлений, разрабатываемых представителями ведущих научных школ, которые получили широкое признание в отечественной и мировой науке.

В качестве самых ярких примеров прогрессивных научных школ историки нашей науки называют физико-географическую (ландшафт­ную) школу Л.С. Берга (1876-1950)-А.А. Борзова (1874-1939), географо-генетическую школу Н.И. Вавилова (1887-1943), географо-геохими­ческую школу В.И. Вернадского (1863-1945)-Б.Б. Полынова (1877-1953), океанологическую школу Ю.М. Шокальского (1856-1940)-Н.Н. Зубова (1885-1960), биогеографическую школу В.Н. Сухачева (1880-1967)-В.Б. Сочавы (1905-1978), географо-гидрологическую школу В.Г. Глушкова (1883-1939) - С.Д. Муравейского (1894-1950), ландшафто-геофизическую школу А.А. Григорьева (1883-1968), экономико-географическую школу Н.Н. Баранского (1881-1963)-Н.Н. Колосовского (1891-1954).

Особо следует отметить стремление к сближению физической географии с другими фундаментальными науками - астрономией, физикой, химией, геологией, биологией. Среди выдающихся достижений, посвященных синтезу физико-географических явлений , следует отметить исследования академиков Л.Г. Берга, В.И. Вернадского, А.А. Григорьева, К.К. Маркова.

Л.С. Берг развил учение о географических законах В.В. Докучаева, распространив его на все пространство бывшего Советского Союза. В.И. Вернадский сформировал учение о биосфере (1926 г.) и указал пути ее перехода в ноосферу (“сферу разума”) - проблема, имеющая исключительно большое значение для современной географической науки и всего человечества. А.А. Григорьев создал учение о географической оболочке как предмете изучения физической географии. Целям объединения всего географического знания служит концепция “сквоз­ных методов ”, предложенная К.К. Марковым (1905-1980). Сквозные методы К.К. Маркова (сравнительно-описательный, геофизический, геохимический, палеогеографический (исторический), математический, картографический), применимые ко всем компонентам географической оболочки и к связям между ними, закрепляют целостность ее изучения и призваны сыграть существенную роль в дальнейшем процессе теоретизации географии.

Опираясь на концепцию К.К.Маркова, известный экономико-географ А.М. Колотиевский в 1973 году предложил аналогичную систему сквозных направлений, таких, как естественно-экономическое технико-экономическое и другие, “которые необходимо использовать в системном анализе производительных сил”. В дальнейшем, по его мнению, необходимо от реального применения сквозных методов в физической и экономической географии перейти к их применению во всей системе географических наук. К общегеографическим направлениям А.М. Колотиевский относит следующие: а) целенаправленного характера - конструктивное, прогностическое; б) содержательного характера - геоэкономическое, естественно-техническое, демоэкономическое; в) методического характера - математическое, картографическое, космическое (См.: Колотиевский А.М. Состояние и тенденции развития основных теоретических концепций в советской географии // Теоретическая география. Материалы симпозиума по теоретической географии. Рига, 1973. С. 12-13).

4. После Великой Отечественной войны ученые нашей страны, в том числе и географы, почти после столетнего перерыва снова получили возможность охватить своими исследованиями всю Землю (океанологические экспедиции, экспедиции в Антарктику и другие).

Огромное - первостепенное - значение для развития отечественной географии имело участие в грандиозном международном научном мероприятии 50-х годов - Международном Геофизическом годе (1957-1959 гг.). С тех пор наша страна - непосредственный участник глобальных международных научных программ и международных географических конгрессов. Кругозор отечественных географов чрезвычайно расширился; в рамках международного сотрудничества стали яснее точки соприкосновения и противоречия в теоретических подходах к решению актуальных проблем современности у нас в стране и за рубежом.

Особенности современной зарубежной географии

К ним можно отнести следующее.

1. До первой мировой войны ведущие позиции в зарубежной географии занимали немецкие географы. Но в период между двумя мировыми войнами официальная немецкая география дискредитировала себя в глазах объективных исследователей (в стране у власти стояли нацисты; правительство непосредственно вмешивалось в дела науки).

Главное течение географической мысли, которое возобладало в Германии в период между войнами, было связано с попыткой приложения географических понятий к политике. Оно получило название “геополитика” (Geopolitik). По Карлу Хаусхоферу (1924), геополитика - это умение и искусство использовать географические знания для выработки и обоснования политики государства. Хаусхофер основал журнал “Zeitschrift fur Geopolitik”, который стал главным проводником и распространителем сочинений, поддерживающих нацистскую политику. После краха фашистской Германии в 1945 г. К. Хаусхофера судил Нюрнбергский трибунал, а в 1946 г. он кончил жизнь самоубийством.

2. К 1960-м годам немецкая география во многом возвратила себе утраченные позиции. В ФРГ несколько видных географов независимо друг от друга углубленно работали и в области физической, и в области экономической (социальной) географии. Среди них особенно выделились Г. Бобек, Г. Мортенсон, Г. Шмитхеннер, К. Тролль и другие. При этом постепенно нарастала специализация внутри географии. Так, физическая география подразделилась на геоморфологию, геофизику, метеорологию, климатологию, океанологию и другие дисциплины. Культурная (социальная) география также подверглась дроблению. Вместе с тем значительное внимание ландшафтному синтезу уделили географы как в ФРГ (Карл Тролль, Йозеф Шмитхюзен, Карл Паффен ), так и в ГДР (Эрнст Нееф, Гюнтер Хаазе, Ганс Рихтер и другие ).

3. Американский стереотип географии сформировался под сильным влиянием немецкого географа А. Геттнера, идеи которого в 30-е годы перенес на американскую почву Р. Хартшорн (1939). Традиционная американская география - это пространственная (хорологиче­ская, или региональная) наука. Географа интересуют индивидуальные особенности отдельных мест (территорий, районов), а не общие закономерности. В Америке принято рассматривать географию как единую науку, без подразделения на отдельные отрасли (физическую, экономическую, биогеографию и т.д.). Почти всеобщим признанием среди географов США пользуется взгляд о том, что география - наука социальная.

Развитие американской географии прошло за последние десятилетия сложный путь. В книге П. Джеймса и Дж. Мартина (1988 г.) отмечено несколько научных направлений, типичных для первой половины XX в. В их числе энвайронментализм - учение о “географиче­ском контроле” над судьбами человечества. Это направление, однако, довольно скоро вышло из моды. Как путевая веха в истории американской географической мысли характеризуется труд Р. Хартшорна “The Nature of geography”, вышедший в 1939 г. Авторы констатируют все больший отход географии США от изучения природы в сторону культурных явлений, в сторону регионализма и антропоцентризма.

В последний период географы традиционного направления в США оказались неподготовленными для участия в разработке проектов территориального развития, и особенно для решения острейших социальных и экологических проблем. Многие американские географы, преимущественно из молодого поколения (Вильям Бунге, Дэвид Харвей, Эдвард Тейф, Ричард Морилл и многие другие), увидели альтернативу традиционному направлению в квантификации , т.е. в широком использовании количественных методов в географических исследованиях. Представители этого направления надеялись создать теоретическую географию с помощью математических, а также физических (со­циальная физика) моделей и системного подхода. На практике, однако, речь шла только о явлениях социальной сферы в их чисто размещенческом аспекте и, несмотря на видимость новизны, принципы хорологического взгляда на географию не затрагивались. Р. Джон­стон заметил, что в американской географии в результате “количе­ственной революции” отхода от хартшорновского определения географии не произошло, и “конечная цель географических исследований, как ее сформулировал Хартшорн, осталась прежней” (Джонстон Р. География и географы. М.: Прогресс, 1987. С. 100, 133).

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Джеймс П., Мартин Дж. Все возможные миры. История географических идей. М.: Прогресс, 1988. 672 с.

Исаченко А.Г. География сегодня: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1979. 192 с.

Марков К.К., Суетова И.А., Добродеев О.П., Симонов Ю.Г. Введение в физическую географию: Учебное пособие для географических факультетов университетов. М.: Высшая школа, 1973. 183 с.

Мукитанов Н.К. От Страбона до наших дней. Эволюция географических представлений и идей. М.: Мысль, 1985. 237 с.

Саушкин Ю.Г. Географическая наука в прошлом, настоящем, будущем: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1980. 269 с.

Саушкин Ю.Г. История географических идей // Мир географии. География и географы. Природная среда. М.: Мысль, 1984. С. 60-77.

Энциклопедия для детей. Т. 3. География. 2-е изд., перераб. и доп. / Глав. ред. М.Д. Аксенова. М.: Аванта+, 1997. 704 с.

Глава II. СТРОЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

§ 1. Планеты и законы их обращения

Солнечная система включает девять крупных планет, которые со своими 57 спутниками обращаются вокруг массивной звезды по эллиптическим орбитам (рис. II.1). По своим размерам и массе планеты можно разделить на две группы: планеты земной группы, расположенные ближе к Солнцу, - Меркурий, Венера, Земля и Марс и планеты-гиганты - Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, находящиеся на значительно более удаленных от центральной звезды орбитах. Последняя из известных планет - Плутон - своей орбитой с радиусом около 6 млрд. км очерчивает границы Солнечной системы. Плутон не относится к планетам-гигантам, его масса почти в 10 раз меньше массы Земли. Аномальные характеристики этой крошечной планеты позволяют рассматривать ее как бывший спутник Нептуна.

Кроме больших планет между орбитами Марса и Юпитера вращается более 2300 малых планет - астероидов, множество более мелких тел - метеоритов и метеорной пыли, а также несколько десятков тысяч комет, двигающихся по сильно вытянутым орбитам, некоторые из которых далеко выходят за границы Солнечной системы.

Все планеты и астероиды обращаются вокруг Солнца в направлении движения Земли - с запада на восток. Это так называемое прямое движение. Основные закономерности движения планет полностью определяются законами Кеплера. Рассмотрим эти законы и охарактеризуем основные элементы эллиптических орбит.

Согласно первому закону, все планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, в одном из фокусов которых находится Солнце. На рис. II.2 показаны элементы планетных орбит с Солнцем (С) в фокусе. Линия АП называется линией апсид, крайние точки которой афелий (А) и перигелий (П) характеризуют наибольшее и наименьшее удаление от Солнца. Расстояние планет (Р) на орбите от Солнца (гелиоцентрическое расстояние) определяется радиусом-вектором r=СР. Отношение полуфокального расстояния (с) к большой полуоси (а) называется эксцентриситетом орбиты:

e = . (II.1)

Если обозначить через q перигельное расстояние, а через Q - афелийное расстояние, то их значения легко определить из выражений:

q = а - с = а(1 - е), (II.2)

Q = а + с = а(1 + е). (II.3)

Тогда, определив большую полуось (а), мы найдем среднее годичное расстояние планеты до Солнца:

а = . (II.4)

Cреднее гелиоцентрическое расстояние Земли от Солнца равно 149,6 млн. км. Эта величина называется астрономической единицей и принимается за единицу измерений расстояний в пределах Солнечной системы.

Согласно второму закону Кеплера, радиус-вектор планеты описывает площади, прямо пропорциональные промежуткам времени. Если обозначить через S₁ площадь перигелийного сектора (рис. II.3), а через S₂ - площадь афелийного сектора, то их отношение будет пропорционально временам t₁ и t₂ , за которые планета прошла соответствующие отрезки дуг орбиты:

= . (II.5)

Отсюда следует, что секториальная скорость -

V = = = const - (II.6)

величина постоянная.

Время, в течение которого планета сделает полный оборот по орбите, называется звездным, или сидерическим, периодом Т (рис. II.3). За полный оборот радиус-век­тор планеты опишет площадь эллипса:

S= pab=p a² . (II.7)

Поэтому секториальная скорость

V = = (II.8)

оказывается наибольшей в перигелии, а наименьшей - в афелии. Используя второй закон, можно вычислить эксцентриситет земной орбиты по наибольшему и наименьшему суточному смещению Солнца по эклиптике, отражающему движение Земли (см. § 2). Земля в перигелии пребывает в начале января (h_max =61'), а в афелии в начале июля (h_max = 57'). По второму закону Кеплера скорость Земли в афелии и перигелии определяется из выражений:

V_Q =h_min Q, V_q =h_max q. (II.9)

Учитывая закон сохранения момента количества движения

V_q · q = V_Q · Q (II.10)

и подставив сюда значения (II.9) с учетом выражений (II.2) и (II.3), найдем:

= 1,03397, откуда е= 0,0167.

Таким образом, орбита Земли лишь ненамного отличается от окружности.

Согласно третьему Закону Кеплера, квадраты сидерических периодов обращения планет (Т₁ ² и Т₂ ² ) прямо пропорциональны кубам их средних расстояний от Солнца (а₁ ³ и а₂ ³ ):

. (II.11)

Если одна из планет - Земля, период ее сидерического обращения равен Т₁ =1 году, а расстояние от Солнца а₁ положить равным а₁ =1 а. е., то выражение (II.11) принимает простой вид:

Т₂ ² = а₂ ³ . (II.12)

Полученное выражение позволяет по известным из наблюдений периодам обращения планет, других небесных тел вокруг Солнца вычислять их средние гелиоцентрические расстояния.

Найденные эмпирически из наблюдательной астрономии законы Кеплера показали, что Солнечная система представляет собой механическую систему с центром, находящимся в солнечной массе.

Законы Кеплера послужили Ньютону основой для вывода своего знаменитого закона всемирного тяготения, который он сформулировал так: каждые две материальные частицы взаимно притягиваются с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

Математическая формулировка этого закона имеет вид:

F = G, (II.13)

где M и m - взаимодействующие массы, r - расстояние между ними, G - гравитационная постояная. В системе СИ G = 6,672· 10^-11 м² · кг^-1 · с^-2 . Физический смысл гравитационной постоянной заключается в следующем: она характеризует силу притяжения двух масс весом в 1 кг каждая на расстоянии в 1 м. Величина G впервые была определена в 1798 г. английским физиком Кавендишем с помощью крутильных весов.

Закон Ньютона решил задачу о характере действия силы, управляющей движением планет. Это сила тяготения, создаваемая центральной массой Солнца. Именно эта сила не дает планетам разлететься, а сохраняет их в связной системе последовательных орбит, по которым, как на привязи, сотни миллионов лет кружатся большие и малые планеты.

Решая задачу движения двух тел под действием взаимного притяжения, Ньютон аналитически определил законы движения планет в поле тяготения Солнца. Тем самым эмпирические законы Кеплера получили строгое математическое доказательство. Третий же закон был уточнен путем введения масс планет и Солнца:

. (II.14)

Теперь с его помощью оказалось возможным вычислять массы небесных тел. Полагая в выражении (II.14) массы спутников планет m₁ и m₂ равными нулю (ввиду их малости в сравнении с массой планет, за исключением Луны) и приняв массу Земли M₂ = 1, получим соотношение (II.14) следующего вида:

= М₁ . (II.15)

Воспользуемся законом тяготения и определим массу Земли, полагая, что взаимодействуют две массы - Земли (М) и некоторого тела, лежащего на ее поверхности. Сила притяжения этого тела определяется законом Ньютона:

F = G. ( II.16)

Но одновременно из второго закона механики эта же сила равна произведению массы на ускорение:

F = mg, (II.17)

где g - ускорение силы тяжести; R - радиус Земли.

Приравнивая правые части выражений (II.16) и (II.17): G = mg, найдем выражение для определения массы Земли:

М = . (II.18)

Подставив в (II.18) известные значения G = 6,672 · 10^-11 м² · кг^-1 · с^-2 , g = 9,81 м/с² , R = 6,371 · 10⁶ м, в итоге получим M₃ = 5,97 · 10²⁴ кг, или в граммах: M₃ = 5,97 · 10²⁷ г. Такова масса Земли. Обращаем внимание на формулы (II.16), (II.17), (II.18) - их надо твердо помнить. В дальнейшем мы часто будем пользоваться ими как исходными для определения входящих в них параметров.

Теперь воспользуемся уточненным третьим законом Кеплера и найдем из выражения (II.15) массу Солнца. Для этого рассмотрим две системы тел - Солнце с Землей и Землю с Луной. В первой системе a₁ = 149,6 · 10⁶ км, Т₁ = 365,26 сут; во второй системе а₂ = 384,4 ·10³ км, Т₂ = 27,32 сут. Подставляя эти значения в формулу (II.15), находим массу Солнца в относительных единицах массы Земли М₀ = 328700 М_3. Полученный результат отличается от более точных расчетов, так как в сравнении с массой Земли массу Луны нельзя приравнивать к нулю (масса Луны составляет ¹ /₈₁ массы Земли). Зная массу Земли в абсолютных единицах (килограммах или граммах) и взяв более точное определение массы Солнца (М₀ = 333000 М₃ ), определим его абсолютную массу: М₀ = 333000·5,97·10²⁷ г = 1,98·10³³ г.

В настоящее время для более точного определения массы и фигуры планет и их спутников используются параметры орбиты искусственных спутников, запускаемых с Земли.

Дальше мы увидим, что закон тяготения Ньютона объясняет не только движение системы планет и других космических объектов в Солнечной системе, но и лежит в основе понимания процессов, происходящих внутри самих астрономических масс.

§ 2. Орбитальные характеристики планет

Физические условия на поверхности каждой из девяти планет всецело определяются их положением на орбите относительно Солнца. Ближайшие к светилу четыре планеты - Меркурий, Венера, Земля и Марс - имеют сравнительно небольшие массы, заметное сходство в составе слагающего их вещества и получают большое количество солнечного тепла, ощутимо влияющего на температуру поверхности планет. Две из них - Венера и Земля - имеют плотную атмосферу, Меркурий и Марс атмосферы практически не имеют.

Планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун значительно удалены от Солнца, имеют гигантские массы и плотную мощную атмосферу. Все они отличаются высокой осевой скоростью вращения. Солнечное тепло почти не достигает этих планет. На Юпитере оно составляет 0,018·10³ Вт/м² , на Нептуне - 0,008·10³ Вт/м² .

Все планеты, за исключением Меркурия и Венеры, имеют спутники, общее число известных на сегодняшний день достигает 57. Наибольшее количество спутников имеют: Юпитер - 16, Сатурн - 17 и Уран - 15. Остальные планеты имеют один-два спутника.

Большая часть массы вещества Солнечной системы сосредоточена в самом Солнце - более 99%. На долю планет приходится менее 1% общей массы. Остальное вещество рассеяно в астероидах, кометах, метеоритах, метеорной и космической пыли.

Все планеты имеют относительно небольшие размеры и в сравнении с расстояниями между ними их можно представлять в виде материальной точки. Из курса физики известно, что произведение массы тела на его скорость называется импульсом:

Р = m · V, (II.19)

а произведение радиуса-вектора на импульс - моментом импульса:

L = r · Р = r · m · V. (II.20)

Из приведенного выражения видно, что скорость V движения планеты по эллиптической орбите меняется вместе с изменением радиуса-вектора r. При этом на основании второго закона Кеплера имеет место сохранение моментов импульса:

r₁ · m · V₁ = r₂ · m · V₂ . (II.21)

Из (II.21) видно, что при увеличении r₁ скорость V₁ должна уменьшаться и наоборот (масса т планеты неизменна). Если выразить линейную скорость V через угловую w

V = w · r, (II.22)

то выражение для момента импульса планеты примет вид:

L = m · w · r² . (II.23)

Из последней формулы следует, что при сжатии вращающихся систем, т. е. при уменьшении r и постоянстве т , угловая скорость вращения w неизбежно возрастает.

В табл. II.1 приведены орбитальные параметры планет. Хорошо видно, как по мере возрастания радиуса орбиты гелиоцентрического расстояния) уменьшается период обращения и, следовательно, скорость движения планет.

Таблица II .1

Орбитальные параметры планет Солнечной системы

При движении планеты вокруг Солнца сила притяжения послед­него уравнивается центростремительной силой, приложенной к планете:

G = . (II.24)

Отсюда легко найти среднюю орбитальную скорость движения планеты, которая совпадает с круговой скоростью:

V =, (II.25)

где r = a - расстояние от Солнца; Т - период обращения планеты вокруг светила.

В качестве примера найдем среднюю орбитальную скорость вращения Земли, положив в формулу (II.25) Т = 365,2564 · 86400 с =
= 31,56· 10⁶ с, а = 149,6 · 10⁶ км, получим V = 29,78 км/с.

Обращаем внимание на наиболее крупные спутники планет. Луна - спутник Земли; Ио, Европа, Ганимед и Каллисто - спутники Юпитера; Титан - спутник Сатурна; Тритон - спутник Нептуна. Это самый крупный спутник в Солнечной системе. Диаметр Тритона 6000 км. Три последние планеты имеют также своеобразные кольца, исследование которых с американской межпланетной станции «Вояджер-2» показало, что они состоят из темного материала, фрагменты которого имеют размеры около метра и более. Не исключено, что это каменные обломки разрушившихся небольших спутников или продукты выбросов мощных вулканических взрывов.

§ 3. Приливные взаимодействия

Рассмотрим еще одно интересное явление, возникающее под действием взаимного притяжения планеты и обращающегося вокруг него спутника. На Земле внешнее проявление этого явления - приливы и отливы в океане, в ходе которых уровень воды дважды в сутки поднимается до своих максимальных отметок и опускается до минимальных. Это объясняется притяжением Луны между двумя последовательными одноименными кульминациями ее на меридиане данного места и обусловлено тем, что Земля вращается вокруг своей оси быстрее, чем Луна совершает свой полный оборот вокруг Земли. Поэтому интервал времени между смежными циклами приливных явлений составляет 24 ч 50 мин.

Поясним это на примере - рис. II.4. Представим Луну в виде материальной точки, расположенной на расстоянии r от центра Земли. Радиус планеты положим равным единице, т.е. R = 1, и рассмотрим, какое притяжение испытывают точ­ки на поверхности Земли (А ), на том же меридиане на противоположной стороне (В ) и в центре - в точке (О ). Пусть эти точки имеют единичную массу. Положив массу Луны m , для каждой точки, в соответствии с законом тяготения, можно написать выражения:

g_A =; g_О = ; g_В = . (II.26)

Найдем разность ускорений силы тяжести материальных точек А и О :

g_A - g_О = Gm·() = Gm.

Поскольку расстояния r и 2 r много больше единицы, то ими можно пренебречь. В итоге получим:

g_A - g_O = dg = . (II.27)

Выражение (II.27) характеризует приливообразующую силу, которая, как видим, обратно пропорциональна кубу расстояний между планетой и ее спутником.

Теперь вновь обратимся к рис. II.4. Под действием силы dg точка А удаляется от точки О в направлении к Луне, образуя своеобразный горб на поверхности планеты - прилив. Но точка О в свою очередь также притягивается Луной на бульшую амплитуду, чем точка В , расположенная на обратной стороне Земли. Поэтому и на обратной стороне на поверхности планеты образуется приливное вздутие. Одновременно с двумя областями прилива в точках квадратур, т.е. районах, отстоящих на 90⁰ по меридиану от точек прилива, будет наблюдаться отлив. В ходе вращения Земли приливные волны дважды в сутки обходят ее поверхность. Высота прилива в океане не превышает 1-2 м. Однако когда приливная волна подходит к шельфовому мелководью, она возрастает до нескольких метров. Волны прилива наблюдаются и в твердой коре и достигают 51 см при сложении поля тяготения Луны и Солнца. Приливное трение, возникающее при движении жидкой и (в меньшей степени) твердой волн, приводит к торможению осевого вращения Земли и ее спутника. По этой причине Луна уже давно прекратила свое вращение вокруг оси и постоянно обращена к планете одной стороной. Уменьшение скорости вращения Земли составляет 2 с за каждые 100 тыс. лет. За последние 450 млн. лет она уменьшилась: вместо 21 ч 53 мин сутки стали составлять 24 ч в настоящее время.

Поскольку масса Земли в 81 раз больше массы Луны, то величина приливного ускорения на поверхности спутника будет примерно в 20 раз больше, чем на Земле, и теоретическая высота твердого прилива может достигать нескольких метров.

В связи с этим возникает интересный вопрос о предельно допустимом расстоянии, на которое могут сблизиться спутник и планета в ходе своей эволюции. Для этого приравняем правую часть выражения (II.27) ускорению свободного падения на поверхности планеты:

.

После преобразований получим:

r » R. (II.28)

Здесь m, r и r - масса, радиус и плотность спутника, М , R и r₁ - масса, радиус и плотность планеты. Полученное выражение называется пределом Роша. Спутник, попавший внутрь предела Роша вследствие многокилометровой приливной волны, будет неизбежно разрушен и превращен в каменное кольцо вокруг планеты. Не менее катастрофичными будут последствия такого сближения и для планеты. Гигантский приливный горб высотой многие сотни метров, многократно прокатившись по поверхности планеты по мере приближения спутника, перемелет в пыль горы и равнины, реки и моря планеты, а приливное трение раскалит поверхность разрушившихся пород. Резко затормозится скорость вращения планеты, что вызовет изменение ее фигуры и сопутствующие этому процессу землетрясения. Поверхность планеты претерпит катастрофические разрушения. В свете сказанного гипотеза об образовании Тихого океана путем отрыва Луны представляется просто наивной. При входе в зону Роша она была бы превращена в пыль, сквозь которую мы до сих пор не могли бы видеть солнечного света, не говоря уже о том, что в геологической истории Земли подобной катастрофы не запечатлено. Найдем предел Роша для Земли, положив в формуле (II.29) плотности спутника и планеты примерно одинаковыми. Тогда r » R » 8400 км, где R = 6371 м - радиус Земли.

§ 4. Солнце. Основные характеристики

Солнце относится к классу небольших звезд, достаточно далеко проэволюционировавших в своем развитии. Возникло оно около 5 млрд. лет назад и в настоящее время имеет массу ~2,10³³ г, радиус - 696000 км, среднюю плотность вещества 1,41 г/см³ , ускорение силы тяжести на поверхности - 274 м/с² .

Видимый бело-желтый диск Солнца - это его фотосфера, представляющая горячую плазменную атмосферу звезды с температурой поверхности 6000 К (напомним, что К - термодинамическая температура Кельвина. Нормальная температура 0°С = 273 К. Величина -273,16 К называется абсолютным нулем температуры).

В Солнце сосредоточено более 99% всей массы Солнечной системы. Угловая скорость вращения Солнца, наблюдаемая по фотосфере, убывает по мере удаления от экватора. Период вращения на экваторе равен 25 сут, вблизи полюсов - 30 сут. Линейная скорость вращения на экваторе близка 2 км/с, т. е. много медленнее скорости вращения Земли и других планет, но оно происходит в том же направлении. Все это подтверждает предположение, что мы наблюдаем вращение плазменной атмосферы и что внутреннее твердое тело звезды может вращаться с иной скоростью. Напомним, что плазмой называется газ, значительная часть атомов которого находится в ионизированном состоянии.

Солнце является мощным источником тепловой, электромагнитной и гравитационной энергии. Эта энергия равномерно рассеивается в космическое пространство, и на долю Земли и планет приходится лишь малая ее часть. В оптическом диапазоне спектра Земля, например, получает 1,96 кал/см² ·мин, или 1,37·10³ Вт/м² . Эта величина называется солнечной постоянной. Она варьирует в зависимости от гелиоцентрического расстояния и сильно меняется от планеты к планете.

Полная светимость Солнца определяется из выражения:

L₀ =F₀ 4pa² =3,85·10²⁶ Вт, (II.30)

где a = 149,6·10⁶ м, 4pа² - площадь поверхности сферы радиусом в 1 а. е.

Каждый квадратный метр звезды излучает энергии в секунду

Е₀ = L₀ /4pR₀ ² = 6,3· 10⁷ ВТ/м² , (II.31)

т. е. в 10 000 раз больше, чем получает вся Земля за одну минуту.

Спектр излучения Солнца лежит в широком диапазоне частот и длин волн (рис. II.5) - от радиоизлучения (метровые волны) до гамма-излучения (длина волны l менее 10^-12 м). Как видно из рисунка, максимум энергии излучения приходится на оптическую и инфракрасную части спектра. Крайнюю левую часть спектра занимают волны жесткого ультрафиолетового и рентгеновского излучения, крайнюю правую - радиоизлучения.

Рис. II.5. Спектр излучения Солнца

Поскольку интенсивность излучения за­висит только от изменения температуры с глубиной, то по наблюдениям интенсивности выходящего от звезды излучения можно составить представление о температуре в ее недрах. Максимальная температура Солнца 6150 К наблюдается в зеленой части спектра (l = 5000 А). Напомним, что 1 Ангстрем = 10^-10 м. В красном (l = 6400-7600 А) и фиолетовом (l = 3900-4500 А) частях спектра температура близка 5800 К. В ультрафиолетовом диапазоне (l = 1000 А) температура уменьшается до 4500 К, а в радиодиапазоне на l = 1 м возрастает до 10⁶ К.

Столь различные температуры не могут исходить только из одной фотосферы, ибо физические условия на ней довольно однородны. В целом на долю светового излучения Солнца приходится 81% энергии, на долю теплового - около 18%, а на долю ультрафиолетового - менее 1%. Чтобы лучше понять природу такого распределения энергии излучения, которое, как мы увидим, играет огромную роль в жизни Земли, рассмотрим основные черты строения внешних оболочек Солнца.

Атмосфера Солнца состоит из трех главных уровней - фотосферы, хромосферы и короны (рис. II.6). На каждом из этих уровней идут различные физические процессы.

Фотосфера представляет собой нижний, наиболее активный светопроводящий слой атмосферы. Это граница прозрачности звездного вещества, воспринимаемого нами в виде бело-желтого диска Солнца.

На фотографиях поверхность фотосферы по­крыта гранулами - это неустойчивые образования размером от 700 до 1400 км, они непрерывно появляются и распадаются, создавая впечатление кипящей поверхности. Фотосфера излучает энергию в оптическом и инфракрасном диапазонах. Потери энергии непрерывно пополняются притоком ее из более глубоких слоев. Этот процесс поддерживает стационарность излучения и осуществляется за счет процессов поглощения и переизлучения. Перенос энергии происходит также конвективным путем с помощью гранул, представляющих собой своеобразные конвективные ячейки. Горячее вещество выносится из недр на поверхность, где оно охлаждается и вновь погружается. В промежутках между гранулами наблюдается выброс вещества - спикулы и факелы. Толщина фотосферы около 500 км.

Следующий слой солнечной атмосферы - хромосфера - простирается на расстояние 15000-20000 км и имеет ярко-красный цвет. Она наблюдается при солнечном затмении в виде алого кольца вокруг черного диска Солнца. Температура хромосферы около 20000 К.

В хромосфере хорошо видны выбросы горячей плазмы - спикулы (протуберанцы). Высота выбросов достигает 12 тыс. км, а поперечные размеры - 1000 км.

Над хромосферой располагается корона, размеры которой колеблются в зависимости от активности Солнца. Внутренняя корона простирается на 300-500 тыс. км и имеет колоссальную температуру - в 1 млн. градусов Кельвина. Она состоит из ионизированных светящихся газов. Внешняя корона представляет собой туманное свечение солнечного света на пылевых частицах, концентрирующихся вокруг Солнца на расстоянии до 80 млн. км. Поэтому эта часть короны имеет светло-желтый оттенок. По мере удаления от хромосферы температура короны понижается, на орбите Земли составляет 200000 К. Периферия короны состоит из разреженных электронных облаков, выбрасываемых Солнцем, которые будучи вмороженными в его магнитное поле, движутся с большими скоростями, достигающими 30 км/с.

Следует сказать, что в результате осевого вращения Солнце продуцирует мощное магнитное поле, силовые линии которого «при­клеи­ваются» в высокопроводящую плазму короны, вытягиваются в виде спирали далеко в межпланетное пространство (рис. II.7). В ходе солнечной активности структура секторного магнитного по­ля может менять свою форму и даже число секторов.

Возвращаясь к энергетике солнечного излучения, мы теперь можем сказать, что основная доля оптического и инфракрасного излучения исходит из фотосферы, имеющей температуру около 5800 К. Низкотемпературное излучение 4500 К соответствует нижним слоям хромосферы. Радиоизлучение и рентгеновское излучение исходят из короны, имеющей в нижней своей части температуру 10⁶ К. Хромосфера и корона прозрачны для оптического и инфракрасного излучения фотосферы. Что же в таком случае питает их энергией и создает столь высокую температуру?

Мы видели, что в фотосфере наряду с лучистым переносом энергии происходит и конвективное перемешивание вещества, фиксируемое в виде многочисленных гранул и спикул, а также мощных протуберанцевых выбросов плазмы. Это механическое движение огромных масс вещества на поверхности гигантской звезды должно приводить к мощным акустическим колебаниям окружающей атмосферы (вспом­ните шум кипящей воды в чайнике). Иными словами, поверхность звезды буквально сотрясается от оглушительного шума, звук которого со сверхзвуковыми скоростями распространяется через хромосферу во все стороны от Солнца. Однако по мере распространения в солнечную корону, где плотность вещества быстро убывает, обычные звуковые волны превращаются в ударные. Как известно из физики плазмы, в ударных волнах энергия механического движения быстро переходит в тепловую. Поэтому небольшая по массе, сильно разреженная корона нагревается до столь высоких температур.

Другой важной характеристикой Солнца является его периодическая активность, выражающаяся в появлении на фотосфере темных пятен, в хромосфере и короне - вспышек, факелов, протуберанцев. Установлена 11-летняя периодичность явления солнечной активности. Наиболее ярким показателем солнечной активности является изменение числа темных пятен и их размеров на диске Солнца. Температура их на 1500 К ниже температуры окружающей фотосферы, диаметр достигает 2-50 тыс. км. В рельефе поверхности пятна фиксируются в виде впадин глубиной 700-1000 км. Важной характеристикой пятна является его магнитное поле, напряженность которого достигает гигантской величины - 4·10^-5 А/м. Для сравнения укажем, что напряженность магнитного поля Земли в районе полюсов всего 70 А/м.

Время жизни пятен - от нескольких часов до нескольких месяцев. Обычно уровень солнечной активности характеризуется числом Вольфа:

W = 10g + f, (II.32)

где g - число групп пятен; f - общее число всех пятен, видимых на диске Солнца.

Солнечная активность оказывает большое влияние на климат, погоду, биосферу Земли.

Здесь же отметим, что причины солнечной активности до сих пор являются предметом дискуссий. Есть по крайней мере две группы гипотез - эндогенные, объясняющие периодичность активности внутризвездными процессами, и экзогенные, связывающие ее с приливным взаимодействием с планетой-гигантом Юпитером.

С эндогенными гипотезами пока еще много неясного, хотя успехи изучения физики звезд весьма впечатляющи.

Экзогенные причины цикличности солнечной активности (рис. II.8) привлекают внимание сходством периодов обращения Юпитера вокруг Солнца (11,86 года) и средней длительностью солнечного цикла (11,13 года). Обнаруживается связь между изменением гелиоцентрического расстояния Юпитера с числом пятен на Солнце. Величина юпитерианского прилива на Солнце составляет всего 1 мм. Однако исследования показали, что здесь важно не изменение скорости приливного смещения центра Солнца (первая производная), а толчок (третья производная). Вклад планет в толчок возрастает на порядок величин.

Рис. II.8. Солнечная активность. Период 1900-1997 гг., в числах Вольфа W

§ 5. Движение Солнца по эклиптике

Вследствие вращения планет, и в частности Земли, вокруг Солнца создаются различные условия освещенности и обогрева ее поверхности в различных участках орбиты. Это вызывает смену времен года, что обусловлено тремя причинами - наклоном земной оси к плоскости земной орбиты, неизменностью положения оси в пространстве и обращением Земли вокруг Солнца. Наблюдателю на Земле кажется, что светило имеет собственное движение по небесной сфере. На самом деле это движение обусловлено обращением Земли.

Видимое годовое движение Солнца относительно звезд происходит по большому кругу небесной сферы, называемому эклиптикой (эклипсис - по-гречески “затмение”). Плоскость эклиптики наклонена к плоскости небесного экватора под углом 23°27¢ (рис. II.9). Когда Солнце проходит точки пересечения эклиптики с небесным экватором, то на Земле день становится равным ночи. Эти точки называются точками весеннего (21 марта) и осен­него (23 сентября) равноденствия. Координаты Солнца - склонение в и прямое восхождение a - в этих точках равны нулю. В момент нахождения Солнца в верхней точки эклиптики Е его прямое восхождение a = 6 ч, а склонение в = + 23°27¢. Точка Е называется точкой летнего солнцестояния (22 июня). В нижней точке эклиптики Е¢a = 18 ч, а в = -23°27¢. Эту точку Солнце проходит 22 декабря, поэтому она называется точкой зимнего солнцестояния. Скорость перемещения Солнца по эклиптике равна приблизительно 1° в сутки. Промежуток времени между двумя прохождениями Солнцем точки весеннего равноденствия называется тропическим годом. Его длительность равна 365,2422 дня.

Из-за гравитационного влияния Луны Солнце каждый год приходит в точку весеннего равноденствия на 20 мин 24 с раньше, чем Земля завершит очередной оборот вокруг него. Это смещение называется прецессией, или предварением равноденствий. Вследствие прецессии ось вращения Земли поворачивается за год на 50¢¢27, описывая в пространстве коническую поверхность. Интересно, что полный оборот земная ось вокруг оси эклиптики совершит за 25800 лет. Это и есть период прецессии, играющий важную роль в понимании вековых изменений климата на Земле и образования ледниковых периодов.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Орленок В.В. Физика Земли, планет и звезд. Калининград, 1991. 175 с.

Глава III. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

§ 1. Основные характеристики планеты

Длительное существование воды и жизни на поверхности Земли стало возможным благодаря трем основным характеристикам - ее массе, гелиоцентрическому расстоянию и быстрому вращению вокруг своей оси.

Именно эти планетарные характеристики определили единственно возможный путь эволюции живого и неживого вещества Земли в условиях Солнечной системы, итоги которого запечатлены в неповторимом облике планеты. Эти три важнейшие характеристики у других восьми планет Солнечной системы существенно отличаются от земных, что и явилось причиной наблюдаемых различий в их строении и путях эволюции.

Масса современной Земли равна 5,976·10²⁷ г. В прошлом вследствие непрерывно протекающих процессов диссипации летучих элементов и тепла она, несомненно, была больше. Масса планеты играет определяющую роль в эволюции протовещества. Шарообразная форма Земли свидетельствует о преобладании гравитационной организации вещества в теле планеты.

С ростом глубины растут давление и температура. Вещество переходит в расплавленное и даже ионизованное состояние, благодаря чему возрастает его химический потенциал. Тем самым создаются предпосылки для длительной термической и, следовательно, геологической активности планеты.

Средний радиус гелиоцентрической орбиты Земли (расстояние от Солнца) равен 149,6 млн. км. Эта величина принята в качестве астрономической единицы. Почему мы выделяем этот параметр среди множества других? Дело в том, что на этом расстоянии количество солнечного тепла, достигающего поверхности Земли, таково, что выносимая из недр вода имеет возможность длительное время сохраняться в жидкой фазе, формируя обширные океанические и морские бассейны. Уже на орбите Венеры, расположенной на 50 млн. км ближе к Солнцу, и на орбите Марса, расположенного на 70 млн. км дальше от Солнца, чем Земля, таких условий нет. На Венере из-за избытка солнечного тепла вода испаряется и может существовать только в атмосфере планеты, на Марсе из-за недостатка тепла пребывает в замерзшем состоянии под грунтом планеты (возможно, в форме мерзлоты). И наконец, вращение Земли: полный оборот вокруг своей оси относительно Солнца планета делает за 24 часа, или за 86400 с; относительно звезд - за 86164 с. Благодаря столь быстрому вращению возникли динамические условия, необходимые для образования земного магнитного поля. Без магнитного экрана развитие современных форм жизни при прочих благоприятных условиях было бы невозможно. Поток солнечных частиц высоких энергий беспрепятственно достигал бы земной поверхности, неся гибель живому веществу. Жизнь в этих условиях могла бы зародиться и существовать лишь под водой или глубоко в грунте. Суша являла бы собой мертвые пустыни, лишенные растительности и каких-либо живых существ.

Суточное вращение Земли обеспечивает также попеременное нагревание и охлаждение ее поверхности. Это способствует развитию водной и воздушной циркуляции, ускорению динамики всех процессов жизнедеятельности биосферы, преобразованию вещества земной коры.

Наклон оси вращения к плоскости орбиты (23°27¢) приводит к периодическому (сезонному) изменению количества солнечного тепла, получаемого различными участками земной поверхности при движении планеты по гелиоцентрической орбите. Полное обращение вокруг Солнца Земля делает за 365,2564 звездных суток (сидерический год), или 365,2422 солнечных суток (тропический год).

Площадь поверхности Земли равна 510 млн. км² , средний радиус сферы - 6371 км.

§ 2. Модель Буллена

Современные представления о внутреннем строении Земли базируются на данных наблюдений за прохождением продольных (Р ), поперечных (S ) и поверхностных сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Согласно этим данным, Земля имеет сложно-диффе­ренцированное строение и состоит из оболочек, характеризующихся различной скоростью прохождения Р и S волн.

Наиболее резкие изменения упругих свойств наблюдаются на глубинах около 10-40 и 2900 км от поверхности Земли. В первом случае скорость продольных волн увеличивается скачком от 6,5 до 8,1 км/с; во втором - резко уменьшается с 13,25 до 8,5 км/с (рис. III.1).

Верхняя граница (8,1 км/с) была впервые обнаружена югославским сейсмологом Андреем Мохоровичичем в 1909 г. при анализе сейсмологом Загребского землетрясения 8 октября 1909 г. Эта граница условно принята за подошву земной коры. Она получила название граница Мохоровичича, или граница М.

Нижняя граница (13,25-8,5 км/с) впервые была установлена немецким геофизиком Бено Гутенбергом в 1914 г. при изучении записи землетрясений с элицентральными расстояниями более 80° от Геттингена. Граница Гутенберга характеризует переход от оболочки к ядру Земли.

Наличие у Земли обширного ядра уверенно устанавливается исчезновением волн Р и S на эпицентральных расстояниях в 105° (11 тыс. км) и наличием зоны тени между 105 и 142°.

Волна Р появляется вновь между 142 и 180° с большим запаздыванием. Впервые это было установлено Олдгеном в 1906 г. и впоследствии учтено Гутенбергом (Гутенберг, 1963). Резкое уменьшение скорости Р и непрохождение (или очень сильное ослабление) волны S являлось надежным свидетельством того, что в диапазоне глубин 1500-2900 км (считая от центра Земли) вещество обладает физическими свойствами, близкими к жидкости, поскольку, как это следует из выражения для определения скорости распространения поперечных волн, Сs =, для жидких сред модуль сдвига m = 0 и поперечные волны в них не распространяются. Однако здесь правильнее говорить не о жидком состоянии вещества внешнего ядра, которое, как будет показано ниже, обладает все-таки ненулевой жесткостью, а о том, что это вещество является абсолютно несжимаемым или приближается к этому состоянию. Аналогичными свойствами обладает и жидкость.

В 1936 г. датчанка Инга Ломан установила существование внутреннего твердого субъядра . В последующие годы благодаря возросшему числу сейсмологических станций (в 1971 г. их было 1620) наличие внутреннего твердого субъядра было подтверждено регистрацией отраженных Р волн от его поверхности.

Очень скоро вслед за выделенными границами внутри Земли были надежно установлены еще две зоны изменения упругих свойств - в интервале глубин 50-250 км и на глубине порядка 900 км . Слой верхней мантии в интервале глубин 50-250 км характеризуется заметным уменьшением скоростей Р и S волн: соответственно с 8,1 и 4,6 км/с в верхах мантии до 7,8 и 4,3 км/с на глубинах 100-250 км под континентами и 50-60 км под океанами. Этот слой пониженных скоростей получил название «20°-границы», или «волновод Гутенберга». Твердый субстрат выше волновода (под древними докембрийскими щитами он совпадает с границей Мохоровичича) получил название литосферы, а подстилающая область верхней мантии вплоть до глубин 250-400 км, где находится нижняя граница волновода, - астеносферы (рис. III.2).

Начиная с глубин 250-400 км и 900 км сейсмология землетрясений указывает на аномально быстрое возрастание скоростей Р и S волн с 8,1 и 4,5 км/с до 11,2 и 6,0 км/с cоответственно (см. рис. III.1).

Выделение главнейших границ в теле Земли по характеру изменения скоростей распространения упругих волн позволило К. Буллену (1956), а затем Б. Гутенбергу (1963) построить реальную модель внутреннего строения планеты (см. рис. III.2). Ниже приведена таблица основных границ и скоростей распространения волн внутри Земли, а также фактора Q, характеризующего затухание волн внутри сферических оболочек.

Таблица III .1

Положение границ, скорости распространения и затухания

сейсмических волн внутри Земли

Установление оболочечного строения Земли принадлежит к выдающимся достижениям классической сейсмологии. Эти данные легли в основу определения законов изменения плотности, давления и ускорения силы тяжести внутри планеты, а вместе с ними позволили подойти к решению фундаментальной проблемы естествознания - установлению состава и природы оболочек Земли.

§ 3. Земная кора

Положение, химический состав, термический режим

Верхняя твердая геосфера именуется земной корой . Это понятие связано с именем югославского геофизика А.Мохоровичича, который установил, что в верхней толще Земли сейсмические волны распространяются медленнее, нежели на больших глубинах. Впоследствии этот верхний низкоскоростной слой был назван земной корой, а граница, отделяющая земную кору от мантии Земли, - границей Мохоровичича, или, сокращенно, - Моха . Мощность земной коры изменчива. Под водами океанов она не превышает 10-12 км, а на континентах составляет 40-60 км, (что составляет не более 1% земного радиуса), редко увеличиваясь в горных районах до 75 км. Средняя мощность коры принимается равной 33 км, средняя масса - 3·10 25 г.

По геологическим и геохимическим данным до глубины 16 км подсчитан усредненный химический состав пород земной коры[1] . Эти данные постоянно уточняются и на сегодня выглядят следующим образом: кислород - 47%, кремний - 27,5, алюминий - 8,6, железо - 5, кальций, натрий, магний и калий - 10,5, на все остальные элементы приходится около 1,5%, в том числе на титан - 0,6%, углерод - 0,1, медь - 0,01, свинец - 0,0016, золото - 0,0000005%. Очевидно, что первые восемь элементов составляют почти 99% земной коры и только 1% падает на остальные (более сотни!) элементы таблицы Д.И. Менделеева. Вопрос о составе более глубоких зон Земли остается спорным. Плотность пород, слагающих земную кору, с глубиной возрастает. Средняя плотность пород в верхних горизонтах коры 2,6-2,7 г/см³ , ускорение силы тяжести на ее поверхности 982 см/с² . Зная распределение плотности и ускорения силы тяжести, можно рассчитать давление для любой точки радиуса Земли. На глубине 50 км, т.е. примерно у подошвы земной коры, давление составляет 13000 атм.

Температурный режим в пределах земной коры довольно своеобразен. На некоторую глубину в недра проникает тепловая энергия Солнца. Суточные колебания температуры наблюдаются на глубинах от нескольких сантиметров до 1-2 м. Годовые колебания в умеренных широтах достигают глубины 20-30 м. На этих глубинах залегает слой пород с постоянной температурой - изотермический горизонт . Его температура равна средней годовой температуре воздуха в данном регионе. В полярных и экваториальных широтах, где амплитуда колебания годовых температур мала, изотермический горизонт залегает близко к земной поверхности. Верхний слой земной коры, в котором температура меняется по сезонам года, называется активным . В Москве, например, активный слой достигает глубины 20 м.

Ниже изотермического горизонта температура повышается. Повышение температуры с глубиной ниже изотермического горизонта обусловлено внутренним теплом Земли. В среднем прибавка температуры на 1°С осуществляется при заглублении в земную кору на 33 м. Эта величина называется геотермической ступенью [2] . Геотермическая ступень в разных регионах Земли различна: полагают, что в зонах вулканизма она может быть около 5 м, а в спокойных платформенных областях - возрастать до 100 м.

Вместе с верхним твердым слоем мантии земная кора объединяется понятием литосфера , совокупность же коры и верхней мантии принято именовать тектоносферой (рис. III.3, а).

Земная кора и геологическое летоисчисление

При изучении истории развития земной коры важно знать время образования горных пород и минералов, хронологическую последовательность геологических событий.

Источником информации о развитии Земли во времени прежде всего являются осадочные горные породы, которые в подавляющем большинстве сформировались в водной среде и поэтому залегают слоями (см. рис. III.4 на с. 66).

Чем глубже от земной поверхности лежит слой, тем раньше он образовался и, следовательно, является более древним по отношению к любому слою, который расположен ближе к поверхности и является более молодым . На этом простом рассуждении основывается понятие относительного возраста , которое легло в основу относительной геохронологии .

Относительный возраст пород легко устанавливается в случае горизонтального залегания слоев. Например, в береговом обрыве сверху вниз легко различаются слои песка, глины и известняка. Наиболее древней породой здесь будет известняк, затем образовался слой глины и самым молодым является слой песка[3] . Если поблизости в другом обнажении обнаруживается та же последовательность пород (снизу вверх: известняк, глина, песок), мы можем предположить, что одноименные слои одновозрастны[4] .

а

б

Рис. III.3. Строение земной коры:

а - строение земной коры по К.Буллену;

б - строение земной коры в разных геологических районах и положение

отдельных сверхглубоких скважин (СГ-3 - Кольская, М - Мурунтаусская,

У- Уральская, К - Кубанская, Б-Р - Берта-Роджерс, I - скважины судна

“Гломар Челленджер”, II - глубокие скважины на шельфе);

1 - гидросфера, 2 - осадочный слой океанов, 3 - осадочный слой континентов, 4 - складчатые области фанерозоя, 5 - вулканогенные образования,

6 - кристаллические породы докембрия, 7 - базальтовый слой континентов,

8 - базальтовый слой океанов, 9 - верхняя мантия, 10 - глубинные разломы

а

б

Рис. III.4. Формы залегания осадочных образований

а - складчатые, б - разрывные

Однако сопоставление пород по составу эффективно только для увязки пород на небольших расстояниях. Многие породы, разные по возрасту, имеют сходный состав, и напротив, одновозрастные, но образовавшиеся в различных условиях породы будут отличаться по составу. Поэтому наиболее достоверно определение относительного возраста по остаткам растительных и животных организмов - окаменелостям , сохранившимся в породах. Отложения одного возраста, если они сформировались в сходных условиях, содержат сходные или одинаковые окаменелости. Это позволяет сопоставлять одновозрастные толщи, если они имеют разный состав и расположены в разных регионах Земли[5] .

Самые длительные временные интервалы в относительной геохронологии - эоны; эоны делятся на эры, эры - на периоды, периоды - на эпохи, эпохи - на века и т.д. За отрезок времени, равный эону, накопилась толща осадочных пород, соответствующая эонотеме, за эру - эратеме, за период - системе, за эпоху - отделу, за век - ярусу и т.д.

В отличие от относительной абсолютная геохронология призвана измерить геологическое время в астрономических единицах - годах. Существуют две группы методов определения абсолютного возраста: сезонно-климатические и радиологические. Сезонно-климатические методы применимы к породам, имеющим сезонную слоистость, и сводится к подсчету сезонных слоев. Радиологические (изотопные) методы основываются на определении возраста минералов по распаду радиоактивных изотопов, которые в малых количествах входят в кристаллическую решетку многих минералов. Так как процесс распада осуществляется с постоянной скоростью, результаты определений являются независимыми от тех или иных условий среды. Наиболее часто для абсолютных датировок используют ²³⁵ U, ⁴⁰ K, ⁸⁷ Rb, ¹⁴⁷ Sm, ¹⁴ C. Кроме того, дополнительным методом геохронологического расчленения пород является изучение палеомагнетизма, на основе чего составлена палеомагнитная шкала времени. Изотопные и палеомагнитный методы особенно важны для определения возраста магматических и метаморфических пород.

Геохронологическая шкала

В итоге кропотливой многолетней работы постепенно создавалась геохронологическая шкала. Ее первый вариант был утвержден в 1881 г. на II Международном геологическом конгрессе, а затем дополнен определениями абсолютного возраста всех геологических эр и периодов (табл. III.2).

В шкале выделены три эона: архейский, протерозойский и фанерозойский. Фанерозойский эон включает палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры и состоит из 12 периодов. Периоды обычно носят название местности, где они впервые были выделены и наиболее полно описаны. Индексы (символы) периодов (систем) обозначаются первыми буквами их латинских названий. Каждой системе присвоен определенный цвет, что очень удобно для прочтения геологических карт и разрезов. Продолжительность периодов различна: 20-100 млн. лет, а незавершенного четвертичного - 1,7 - 1,8 млн. лет.

Периоды подразделяются на 2 или 3 эпохи, которые именуются: ранняя, средняя и поздняя. Их индексы такие же, как у соответствующих периодов, но справа внизу добавляется цифра 1, 2 или 3. Например, Р₁ - раннепермская эпоха, а Р₂ - позднепермская эпоха. Цветовое обозначение соответствует принятому для периода, но для ранних эпох используются более темные оттенки, нежели для более молодых. Например, Р₁ должна быть темнее, чем Р₂ .

Таблица III .2

Геохронологическая (стратиграфическая) шкала

Окончание табл. III .2

Более дробными единицами шкалы являются века (ярусы). Продолжительность веков 2-10 млн. лет (на порядок меньше, чем периодов). Индексация и раскраска их на графике выполняются по этому же принципу. Например, обозначение Р₁ ² читается как средний век ранней перми, а Р₁ ³ как поздний век ранней перми, и отложения последнего на картах должны быть светлее, чем отложения, датируемые как Р₁ ² . Кроме того, эти подразделения имеют географические названия: Р₁ ² - артинский ярус, Р₁ ³ - кунгурский ярус.

Четвертичный период единственный включает 4 эпохи: раннюю (Q₁ ), среднюю (Q₂ ), позднюю (Q₃ ) и голоценовую (Q₄ ).

Геохронологическая шкала позволяет классифицировать и сопоставлять геологические явления и процессы. Она упорядочила установление их последовательности, позволила оценить хронологию событий, и в этом ее огромное значение для всего комплекса наук о Земле.

Процессы, формирующие земную кору

Литосфера, атмосфера, гидросфера контактируют в зоне верхней границы земной коры, где вместе с биосферой формируют наиболее сложную и активную реакционную сферу Земли. Именно здесь и в тектоносфере осуществляются процессы, создающие земную кору и изменяющие ее строение и состав. Эти процессы называются геологическими . Геологические процессы, энергетически связанные с тектоносферой, называют эндогенными (внутренними) , с верхней реакционной сферой - экзогенными (внешними).

Экзогенные процессы развиваются на поверхности Земли и в приповерхностных слоях земной коры. Главными причинами, вызывающими эти процессы, являются: лучистая энергия Солнца, притяжение Солнца и Луны, поступление вещества из Космоса. Важнейшими экзогенными процессами являются выветривание и круговорот воды. Выветривание заключается в разрушении горных пород и минералов под действием физических и химических факторов. Прежде всего это нагревание и охлаждение, химическое воздействие на горные породы кислорода, углекислого газа, водяных паров и водных растворов. Физическое и химическое выветривание производят и представители биосферы.

Воды, выпавшие в виде атмосферных осадков на континент, частично испаряются. Часть их формирует ручьи, реки, накапливается в виде льда и снега в зонах сурового климата, фильтруется в землю, образуя ниже земной поверхности залежи подземных вод. И вода, и снег, и лед выполняют огромную разрушительную работу, в результате которой горные породы измельчаются и испытывают глубокое преобразование изначального минерального и химического состава. И твердые обломки, и растворенное вещество транспортируются к месту их накопления (аккумуляции ). Таким образом, все экзогенные процессы осуществляются по схеме: разрушение ® транспортировка ® аккумуляция. Основными экзогенными процессами являются геологическая деятельность ветра, рек, дождевых, талых и подземных вод, морей, океанов, озер, болот, ледников, а также процессы, осуществляющиеся в мерзлых породах. В разрушительную стадию всех перечисленных процессов создается осадочный материал , который накапливается как на суше, так и в водоемах, причем в водоемах аккумулируется большая его часть. Осаждаясь на дне водоемов, осадочный материал формирует осадочную толщу. Это процесс осадконакопления, или седиментации . В составе осадочной толщи различаются отдельные слои. Каждый слой фиксирует какие-либо изменения в условиях накопления осадочной толщи.

Как уже говорилось, в экзогенных процессах важную роль играет биосфера. В хлорофилле зеленых растений, в том числе и водорослей, путем фотосинтеза и при участии углекислого газа и воды образуются углеводы и свободный кислород. Кислород поступает в атмосферу и обеспечивает жизнь в Мировом океане. Продукты же жизнедеятельности организмов образуют такие органогенные образования, как торф, сапропель, бурый уголь в континентальных водоемах и органогенные илы на дне морей и океанов.

По мере того как мощность осадочной толщи возрастает, нижние ее слои уплотняются и осадок литифицируется - превращается в осадочную горную породу. Совокупность процессов образования осадков и преобразования их в осадочные горные породы называется литогенезом .

Осадочные горные породы залегают слоями. Слой - это геологическое тело, ограниченное примерно параллельными плоскостями, верхняя из которых именуется кровлей, нижняя - подошвой. Следовательно, мощность слоя на всем его протяжении примерно одинакова. Протяженность слоя всегда много больше его мощности.

Эндогенные процессы , охватывающие тектоносферу, часто именуются тектоническими. Тектонические процессы связаны с внутренней активностью Земли. Их движущей силой является огненно-жидкий расплав - магма . Этот поток материи и тепла, периодически устремляющийся к поверхности из недр планеты, обеспечивает геологический процесс, называемый магматизмом . В результате застывания магмы на глубине (интрузивный магматизм) возникают интрузивные тела - батолиты, штоки, пластовые интрузии, дайки и т.д. Застывшая на поверхности Земли магма образует лавовые потоки и покровы. Это эффузивный тип магматизма. Современный эффузивный магматизм именуют вулканизмом (рис. III.5).

Рис. III.5. Формы залегания магматических пород

С магматизмом связано извержение вулканов, возникновение землетрясений, складкообразование, разрыв слоев, поднятие и опускание территорий.

Подъем и опускание земной коры обусловлены проявлением тектонических движений. На разных временных отрезках развития Земли направленность этих движений может быть различной, но результирующая их составляющая направлена либо вниз, либо вверх. Движения, направленные вниз и ведущие к опусканию земной коры, именуются нисходящими, или отрицательными; движения, направленные вверх и ведущие к подъему, - восходящими, или положительными. Совокупность тектонических движений и процессов, под воздействием которых формируется структура земной коры, именуется тектогенезом . В результате тектогенеза одни территории воздымаются, другие - опускаются. Воздымание земной коры влечет за собой перемещение береговой линии в сторону суши - трансгрессию , или наступление моря. При опускании, когда море отступает, говорят о его регрессии . В результате тектогенеза поверхность Земли может пересекать нулевой уровень, т.е. морские условия могут сменяться континентальными и наоборот.

Тектонические движения сминают и разламывают слои осадочных пород. Движения, ведущие к образованию складок, называются складкообразовательными. Такие движения не нарушают сплошности слоев, а лишь изгибают их. Простейшими складками являются антиклинали и синклинали . (Выпуклая складка, в ядре которой залегают наиболее древние породы, именуется антиклинальной, а вогнутая с молодым ядром - синклинальной.) В земной коре антиклинали всегда переходят в синклинали, и поэтому эти складки всегда имеют общее крыло. В этом крыле все слои примерно одинаково наклонены к горизонту. Это моноклинальное окончание складок (рис. III.4). Складки образуются в породах, обладающих некоторой пластичностью.

Если породы потеряли пластичность (приобрели жесткость), слои разламываются, а их части смещаются по плоскости разлома. При смещении вниз говорят о сбросе , вверх - о взбросе . При смещении под очень малым углом наклона к горизонту - о поддвиге и надвиге . В потерявших пластичность жестких породах тектонические движения создают разрывные (глыбовые, тектонические) структуры, простейшими из которых являются горсты и грабены (рис. III.4).

Складчатые структуры после потери пластичности слагающими их горными породами могут быть разорваны сбросами (взбросами). В результате в земной коре возникают антиклинальные и синклинальные нарушенные структуры.

Тектонические движения, ведущие к образованию гор, именуются орогеническими (горообразовательными), а сам процесс горообразования - орогенезом . В истории развития Земли выделяют несколько орогенических фаз. Самые древние структуры сформированы в каледонскую фазу складчатости, которая завершилась в силурийском периоде. Девонский, каменноугольный и пермский периоды примечательны герцинским (варисским) орогенезом , на смену которому пришли альпийские горообразовательные движения . Кайнозойские подвижки именуют новейшими и современными (табл. III.2).

Эндогенные и экзогенные процессы действуют противонаправленно: эндогенные создают тектонические поднятия и прогибы, экзогенные разрушают поднятия, а материал разрушения транспортируют в понижения, в том числе и в океаны и моря. Скорость этих деяний природы достаточно велика - самые высокие на Земле горы за несколько миллионов лет оказываются выровненными.

Вещественный состав земной коры

Минералы и горные породы . Земная кора сложена минералами и горными породами. Минералы - это достаточно устойчивые химические соединения и самородные элементы, имеющие строго конкретное, только им присущее внутреннее строение. Минералы образуются в результате эндогенных и экзогенных процессов, а также могут выращиваться в лабораториях, на заводах (драгоценные камни) и на морских фермах (жемчуг).

В природе существуют твердые (алмаз, кварц), жидкие (вода, нефть, ртуть) и газообразные (все газы) минералы. Твердые минералы могут быть кристаллическими (галит, кварц) и аморфными (опал, все смолы). Кристаллические состоят из множества структурных элементов, представляющих собой многогранники-кристаллы, аморфные кристаллов не имеют. Строение минералов определяет их свойства. Один и тот же химический элемент (или соединение) может образовывать разные кристаллические формы, т.е. разные минералы. Так, алмаз и графит состоят из углерода (С), пирит и марказит - из сульфида железа (FeS₂ ), кальцит и арагонит - из карбоната кальция (CaCO₃ ) и т.д.

Известно более 2500 минералов, а если учесть и их разновидности - около 4000, однако только немногим больше 50 (до1%) из них имеют породообразующее значение. Современная классификация минералов основывается на их составе и строении. В табл. III.3 приведена классификация породообразующих и некоторых наиболее часто встречающихся или представляющих особый интерес минералов.

Горные породы - минеральные агрегаты с более или менее постоянным минеральным составом. Они могут быть мономинеральными, т.е. состоящими из одного минерала, как, например, каменная соль (из галита), или из нескольких минералов, как, например, гранит (из полевых шпатов, кварца, биотита, амфибола). Многие мономинеральные породы носят такие же названия, как и слагающие их минералы: нефть, вода, слюда, глина, ангидрит, гипс и т.д. Сыпучие, жидкие и пластичные горные породы нередко называют геологическими образованиями.

Таблица III .3

Классификация минералов

По генезису (происхождению) горные породы классифицируют на магматические, метаморфические и осадочные. Из них только магматические породы являются первичными. Метаморфические и осадочные породы образовались за счет изменения и разрушения магматических пород.

Магматические горные породы . Магматические горные породы, как и слагающие их минералы, формируются из магматического расплава при застывании магмы в недрах (интрузивные) и на поверхности (эффузивные) Земли. Большинство магматических пород сложено силикатными минералами и по содержанию в них кремнекислоты (SiO₂ ) делятся на кислые, средние, основные и ультраосновные. В табл. III.4 даны названия и характеристики главных представителей этих групп пород.

Таблица III .4

Магматические горные породы

Интрузивные магматические горные породы формируются при застывании магмы на глубине. Процесс этот идет достаточно медленно, и времени оказывается достаточно для роста кристаллов, поэтому интрузивные породы имеют кристаллическое строение. Эффузивные магматические породы образуются при быстром остывании вырвавшейся на земную поверхность магмы (лавы), и кристаллы не успевают сформироваться, поэтому породы имеют стекловатое (т.е. некристаллическое) строение. Особую группу магматических образований представляют собой жильные породы, с которыми связаны месторождения железа, меди, цинка, олова, золота, серебра, драгоценных камней и многих других полезных ископаемых. Таким образом, интрузивные породы отличают от эффузивных по их внутреннему строению, а кислые, средние, основные и ультраосновные - по окраске, которая отражает содержание в породе SiO₂ , а для интрузивных пород - их минеральный состав.

Метаморфические горные породы . Метаморфические горные породы образуются в результате сложных преобразований в составе и строении горных пород в связи с воздействием на них высоких температур и давлений. С каждым типом метаморфизма (региональным, дислокационным, контактном и ударном) связаны определенные породы. С региональным, типичным для обширных платформенных территорий, связан наиболее обширный спектр пород. Ближе к поверхности (но на достаточной глубине!) образуются породы так называемой зеленокаменной фации , содержащие много зеленого минерала хлорита. Наиболее типичны для этой зоны сланцы - породы со сланцеватым строением и серпентиниты. Глубже, т.е. при более высоких температурах и давлении, формируются более плотные кристаллические сланцы, гнейсы , амфиболиты и, как результат частичного переплавления амфиболитов, - мигматиты [6] . На больших глубинах, близ границы раздела с мантией, возникают гранулиты [7] и эклогиты [8] - своеобразные плотные кристаллические породы с набором метаморфических минералов.

Динамометаморфизм (дислокационный) сопровождается образованием материала разрушения материнской породы, в котором присутствуют метаморфические новообразования (хлорит, тальк, слюда). Эти рыхлые породы называются милонитами . Уплотняясь, милониты приобретают сланцеватое строение. В этой уже крепкой породе все минеральные зерна и их агрегаты расплюснуты. Такие породы называют бластомилонитами.

При контактовом типе метаморфизма преобразованию подвергаются породы, контактирующие с внедрившейся интрузией. Если вмещающей породой являются известняки, а из магмы выделяется большое количество горячих минерализованных газов и паров воды, в зоне контакта образуется разнокристаллическая своеобразная порода, называемая скарном . Скарны - породы, являющиеся настоящей природной кладовой промышленных скоплений железа, вольфрама, олова, цинка и многих драгоценных камней. При простом обжиге пород в контактной зоне образуются роговики .

Падение на Землю метеоритов вызывает процесс ударного метаморфизма. Разумеется, степень метаморфизма в таких зонах (астробле­мах) максимальна в точке удара и конусовидно сокращается с глубиной. Породы, возникшие в результате ударного типа метаморфизма, объединены общим названием - импактиты. С ними связаны месторождения алмазов и гранатов.

Таким образом, метаморфические горные породы очень и очень разнообразны. Различать их может помочь знание особенностей строения и набора типично метаморфических минералов.

Осадочные горные породы . Осадочные горные породы формируются на поверхности Земли или чуть глубже из продуктов выветривания, жизнедеятельности организмов, посредством химической садки солей из перенасыщенных растворов. Особую группу пород составляют горючие полезные ископаемые. Осадочные породы покрывают около 75% поверхности континентов, и подавляющая их часть образовалась из осадков морских водоемов. По генетическому признаку их делят на четыре классификационные группы: обломочные; глинистые; химические и органогенные; каустобиолиты.

Обломочные породы сложены преимущественно продуктами физического выветривания и подразделяются по величине слагающих их обломков на: грубообломочные (валуны, щебень, галька, гравий - рыхлые, конгломераты и брекчии - сцементированные); среднеобломочные (пески и песчаники ); мелкообломочные (алевриты и алевролиты ). Нижний предел размера частиц, слагающих обломочные материалы, - 0,01 мм.

Глинистые породы состоят преимущественно из продуктов химического выветривания и сложены частицами размером 0,01-0,001 мм и мельче. Кроме того, глинистые породы сложены глинистыми минералами, имеющими специфические свойства. Глинистые породы составляют около 50% массы всех осадочных пород. Окаменелая глина называется аргиллитом .

В четвертичных отложениях, особенно ледникового происхождения, присутствуют песчано-глинистые (больше глины, чем песка) и глинисто-песчанистые (больше песка, чем глины), которые при содержании меньшей составной части около 30% называются суглинками и супесями соответственно.

Химические и органогенные породы по происхождению либо являются химически осажденными, либо сформированы скелетными фрагментами организмов. Некоторые породы этой группы могут быть как химического, так и органогенного генезиса (карбонатные, кремнистые, фосфатные).В специфических морских обстановках образуются железо-марганцевые, фосфоритовые, баритовые конкреции, арагонитовые иглы и оолиты и другие минеральные образования. В водоемах аридных (засушливых) зон формируются залежи хлоридных (каменная и калийная ), сульфатных (гипс , ангидрит, барит ), карбонатных (извес­тняк, доломит ) и других солей.

Горючие полезные ископаемые (каустобиолиты) образуют два генетических ряда: угля и нефти. Ряд угля включает торф, лигнит, бурый и каменный уголь, антрацит . В нефтяной ряд входят все углеводородные газы , нефть, озокерит (горный воск), асфальт . Однако, антрацит, как и относящиеся к этой группе пород горючие сланцы, По-существу, являются метаморфическими породами и к осадочным отнесены условно.

Строение земной коры

Типы коры . В разных регионах соотношение между различными горными породами в земной коре различно, причем обнаруживается зависимость состава коры от характера рельефа и внутреннего строения территории. Результаты геофизических исследований и глубоко бурения позволили выделить два основных и два переходных типа земной коры. Основные типы маркируют такие глобальные структурные элементы коры как континенты и океаны. Эти структуры прекрасно выражены в рельефе Земли, и им свойственны континентальныйи океанический типы коры (рис. III.6).

Рис. III.6. Типы земной коры:

1 - вода, 2 - осадочный слой, 3 - переслаивание осадочных пород

и базальтов, 4 - базальты и кристаллические ультраосновные породы,

5 - гранитно-метаморфический слой, 6 - гранулитово-базитовый слой,

7 - нормальная мантия, 8 - разуплотненная мантия

Континентальная кора развита под континентами и, как уже говорилось, имеет разную мощность. В пределах платформенных областей, соответствующих континентальным равнинам, это 35-40 км, в молодых горных сооружениях - 55-70 км. Максимальная мощность земной коры - 70-75 км - установлена под Гималаями и Андами. В континентальной коре выделяются две толщи: верхняя - осадочная и нижняя - консолидированная кора. В консолидированной коре присутствуют два разноскоростных слоя: верхний гранито-метаморфический [9] , сложенный гранитами и гнейсами, и нижний гранулитово-базитовый[10] , сложенный высокометаморфизированными основными породами типа габбро или ультраосновными магматическими породами. Гранито-метаморфический слой изучен по кернам сверхглубоких скважин; гранулитово-базитовый - по геофизическим данным и результатам драгирования, что все еще делает его существование гипотетическим.

В нижней части верхнего слоя обнаруживается зона ослабленных пород, по составу и сейсмическим характеристикам мало чем отличающаяся от него. Причина ее возникновения - метаморфизм пород и их разуплотнение за счет потери конституционной воды. Вполне вероятно, что породы гранулитово-базитового слоя - это все те же породы, но еще более высоко метаморфизированные.

Океанская кора характерна для Мирового океана. Она отличается от континентальной по мощности и составу. Мощность ее колеблется от 5 до 12 км, составляя в среднем 6-7 км. Сверху вниз в океанской коре выделяются три слоя: верхний слой рыхлых морских осадочных пород до 1 км мощностью; средний, представленный переслаиванием базальтов, карбонатных и кремнистых пород, мощностью 1-3 км; нижний, сложенный основными породами типа габбро, часто измененными метаморфизмом до амфиболитов, и ультраосновными амфиболитами, мощность 3,5-5 км. Первые два слоя пройдены буровыми скважинами, третий охарактеризован материалом драгирования.

Субокеанская кора развита под глубоководными котловинами окраинных и внутренних морей (Черное, Средиземное, Охотское и др.), а также обнаружена в некоторых глубоких впадинах на суше (централь­ная часть Прикаспийской впадины). Мощность субокеанской коры 10-25 км, причем увеличена она преимущественно за счет осадочного слоя, залегающего непосредственно на нижнем слое океанской коры.

Субконтинентальная кора характерна для островных дуг (Алеут­ской, Курильской, Южно-Антильской и др.) и окраин материков. По строению она близка к континентальной коре, но имеет меньшую мощность - 20-30 км. Особенностью субконтинентальной коры является нечеткая граница между слоями консолидированных пород.

Таким образом, различные типы земной коры отчетливо разделяют Землю на океанические и континентальные блоки. Высокое положение континентов объясняется более мощной и менее плотной земной корой, а погруженное положение ложа океанов - корой более тонкой, но более плотной и тяжелой. Область шельфа подстилается континентальной корой и является подводным окончанием материков.

Структурные элементы коры . Помимо деления на такие планетарные структурные элементы как океаны и континенты, земная кора (и литосфера) обнаруживает регионы сейсмичные (тектонически активные) и асейсмичные (спокойные). Спокойными являются внутренние области континентов и ложа океанов - континентальные и океанические платформы. Между платформами располагаются узкие сейсмичные зоны, которые маркируются вулканизмом, землетрясениями, тектоническими подвижками. Эти зоны соответствуют срединно-океаническим хребтам и сочленениям островных дуг или окраинных горных хребтов и глубоководных желобов на периферии океана.

В океанах различают следующие структурные элементы:

- срединно-океанические хребты - подвижные пояса с осевыми рифтами типа грабенов;

- океанические платформы - спокойные области абиссальных котловин с осложняющими их поднятиями.

На континентах основными структурными элементами являются:

- горные сооружения (орогены[11] ), которые, подобно срединно-океаническим хребтам, могут обнаруживать тектоническую активность;

- платформы - в основном спокойные в тектоническом отношении обширные территории с мощным чехлом осадочных горных пород (рис. III.3, б).

Горные сооружения имеют сложное внутреннее строение и историю геологического развития. Среди них выделяются орогены, сложенные молодыми допалеогеновыми морскими отложениями (Карпа­ты, Кавказ, Памир), и более древние, сформированные из раннемезозойских, палеозойских и докембрийских пород, испытавших складкообразовательные движения. Эти древние хребты были денудированы, нередко до основания, а в новейшее время испытали вторичное поднятие. Это возрожденные горы (Тянь-Шань, Алтай, Саяны, хребты Прибайкалья и Забайкалья).

Горные сооружения разделяются и окаймляются пониженными территориями - межгорными прогибами и впадинами , которые заполнены продуктами разрушения хребтов. Например, Большой Кавказ окаймлен Западно-Кубанским, Восточно-Кубанским и Терско-Каспий­ским передовыми прогибами, а от Малого Кавказа отделен Рионской и Куринской межгорными впадинами.

Но не все древние горные сооружения были вовлечены в повторное горообразование. Большая их часть после выравнивания медленно опускалась, была залита морем, и на реликты горных массивов наслоилась толща морских осадков. Так сформировались платформы. В геологическом строении платформ всегда присутствуют два структурно-тектонических этажа: нижний, сложенный метаморфизированными остатками былых гор, являющий собой фундамент, и верхний, представленный осадочными горными породами (рис. III.7).

Рис. III.7. Строение платформы

Платформы с докембрийским фундаментом считаются древними, а с палеозойским и раннемезозойским - молодыми. Молодые платформы располагаются между древними или окаймляют их. Например, между древними Восточно-Европейской и Сибирской находится молодая Западно-Сибирская платформа, а на южной и юго-восточной окраине Восточно-Европейской платформы начинаются молодые Скифская и Туранская платформы. В пределах платформ выделяются крупные структуры антиклинального и синклинального профиля, именуемые антеклизами и синеклизами (рис. III.4).

Итак, платформы - это древние денудированные орогены, не затронутые более поздними (молодыми) горообразовательными движениями.

В противовес спокойным платформенным регионам на Земле имеются тектонически активные геосинклинальные области . Геосинклинальный процесс можно сравнить с работой огромного глубинного котла, где из ультраосновной и основной магмы и материала литосферы “варится” новая легкая континентальная кора, которая, всплывая, наращивает континенты в окраинных (Тихоокеанская) и спаивает их в межконтинентальных (Средиземноморская) геосинклиналях. Этот процесс завершается формированием складчатых горных сооружений, в сводовой части которых еще долгое время могут работать вулканы. Со временем рост гор прекращается, вулканизм затухает, земная кора вступает в новый цикл своего развития: начинается выравнивание горного сооружения.

Таким образом, там, где сейчас располагаются горные цепи, раньше были геосинклинали. Крупные структуры антиклинального и синклинального профиля в геосинклинальных регионах называются антиклинориями и синклинориями (рис. III.4).

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Козловский Е.А. Новое о строении земной коры. М.: Знание, 1988. 40 с.

Короновский Н.В., Якушова А.Ф. Основы геологии. М.: Высшая школа, 1991. 416 с.

Якушова А.Ф., Хаим В.Е., Славин В.И. Общая геология. М.: Изд-во МГУ, 1988. 447 с.

Глава VIII. ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ РОССИИ

§ 1. Географическое положение

Россия (Российская Федерация) - самое крупное по площади государство на земном шаре. Его площадь равна 17,1 млн. км² , что составляет около 1/6 части суши мира (без Антарктиды и Гренландии). Наша страна по территории больше в 2,2 раза, чем материк Австралия, на 0,7 млн. км больше, чем материк Южная Америка. Огромные ее размеры определяют такое разнообразие природных ресурсов, которого не имеет ни одна страна мира. Россия располагает крупными запасами важнейших природных ресурсов: сельскохозяйственных земель, пресной воды, древесины, полезных ископаемых. Это очень благоприятное условие для развития народного хозяйства и обеспечения экономической независимости страны. Но при больших пространствах интенсивное развитие экономики возможно лишь при развитой сети железных и шоссейных дорог. Однако их протяженность и густота в России крайне недостаточна. Весьма важное значение в этих условиях приобретают воздушный и трубопроводный транспорт.

Россия занимает 32,5% материка Евразия, располагаясь в его северной части. Поэтому на большей части территории страны климат полярный с суровыми продолжительными зимами. Суровости зим способствует открытость территории России на большом протяжении к Северному Ледовитому океану.

Северная крайняя материковая точка России - мыс Челюскин - находится на полуострове Таймыр, на 77°43’ с.ш. Самая крайняя островная точка располагается значительно севернее - на 81°50’ с.ш., это мыс Флигели на острове Рудольфа в архипелаге Земля Франца Иосифа. Крайняя южная точка страны находится на вершине Базар-Дюзю на 41°12’ с.ш., на границе Дагестана с Азербайджаном.

Протяженность России с севера на юг около 5,0 тыс. км. Следовательно, значительные различия в высоте солнца над горизонтом на севере и юге России сказываются и на величинах температуры воздуха и климатических условиях.

Территория России располагается в пределах арктического, субарктического и умеренного климатических поясов. К северу от полярного круга, где бывают полярные день и ночь лежит 16% территории России. В одно и то же календарное время, в разных местах страны бывают разные времена года. На побережье Каспия, вблизи Астрахани, в разгаре весна, а на полуострове Таймыр и полярных островах еще зима. Это позволяет маневрировать при организации и проведении сельскохозяйственных работ. На юге уборка урожая начинается на 1,5-2,0 месяца раньше, чем в северных районах. В одно и то же время потребность в топливе и энергии в северных и южных районах отличаются. Единые энергетические системы позволяют соответственно регулировать подачу электроэнергии, более рационально ее использовать.

Особенно велика протяженность России с запада на восток. Крайняя западная материковая точка находится на берегах Балтийского моря, в Калининградской области, у города Балтийска, мыс Северный (Мол Северный) на 19°53’в.д. Крайняя островная - на границе с Польшей на Балтийской (Вислинской) косе на 19°33’ в.д. Отсюда до крайней восточной точки наша страна протянулась на 172° или более 9000 км. На материке крайняя восточная точка - мыс Дежнева - 169°40’ з.д. Но самая крайняя островная восточная точка России находится вблизи границы с США на острове Ратманова в Беринговом проливе на 169°02’ з.д. На территории России располагается 11 (из 24) часовых поясов международного счета времени.

Россия - страна огромных равнинных пространств, они наиболее обширные равнины планеты. Территория Русской (Восточно-Европейской) равнины - (в пределах России) - 4140 тыс. км² , Западно-Сибирской равнины - 2900 тыс. км² . Горы находятся на юге страны. Они почти сплошным широтным поясом располагаются на юго-западе - северные склоны Большого Кавказа, на юге страны - от подножья Алтая до берегов Тихого океана. Северные пространства страны открыты воздействию воздушных масс Северного Ледовитого океана. Такие общие черты орографии России оказывают большое воздействие на разнообразие природных условий и ресурсов. С севера на юг закономерно нарастают величины радиационного баланса, что определяет четкую широтную зональность природы страны в пределах равнинных пространств. А в горных местностях отчетливо выражена высотная поясность. Территория России располагается почти во всех географических зонах северного полушария - исключая тропическую.

Территория России располагает огромными и разнообразными природными ресурсами. В ее недрах сосредоточено до 57% от бывших общемировых запасов углей, или 70% от бывших общесоюзных запасов, 37% природного газа, 41% железных руд, 54% калийных солей, до 30% фосфоритов, 11% гидроэнергоресурсов и до 9% ресурсов пресных вод. На территории России сосредоточено до 92% от бывших общесоюзных запасов торфа и 75% потенциальных запасов гидроэнергоресурсов. Россия занимает первое место в мире по размерам земельных ресурсов - около 137 млн. га и по размерам посевных площадей. Громадное национальное богатство представляют естественные растительные ресурсы. Лесопокрытая площадь России достигает 700 млн. га (больше, чем в США, Канаде, Швеции и Финляндии вместе взятых). В мировых запасах наиболее ценной хвойной древесины на долю России приходится свыше 50%, или 20% “лесного фонда мира”. На территории России сосредоточено 67% общесоюзных запасов древесины. Обширность и компактность территории нашей страны имеет важное экономическое и оборонное значение.

§ 2. Границы России

Общая протяженность границ России самая большая в мире и достигает 62269 км. Из них протяженность морских границ составляет 37636, 6 км и сухопутных - 24625, 3 км. Из морских границ на побережье Северного Ледовитого, или Российский арктический сектор, приходится 19724, 1 км, а на побережье морей Тихого океана - 16997,9 км.

Морские границы проходят на удалении 12 морских миль (22,7 км) от берегов, отделяя внутренние территориальные воды от международных. В 200 морских милях (около 370 км) от берегов располагается граница морской экономической зоны России. В пределах этой зоны допускается судоходство любых стран, но разработка и добыча всех видов природных ресурсов, находящихся в водах, на дне и недрах, осуществляется только Россией. Другие страны могут добывать здесь природные ресурсы лишь по согласованию с правительством России. Северные границы страны полностью проходят по водам морей Северного Ледовитого океана: Баренцева, Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского (проследите по карте). Кроме Баренцева моря, все они круглый год покрыты дрейфующими многолетними паковыми льдами, поэтому плавание по морям затруднено и возможно лишь при использовании атомных ледокольных судов.

Восточные границы России проходят преимущественно по водам Тихого океана и его морей: Беринговому, Охотскому и Японскому. Ближайшими морскими соседями нашей страны здесь являются Япония и США. Протяженность морской границы с Японией составляет 194,3 км, а с США - 49 км. Неширокий пролив Лаперуза отделяет Российские территориальные воды и острова Сахалин и Курильские от Японского острова Хоккайдо.

Японское море и его проливы не замерзают, что благоприятствует морским связям России с Японией и другими Тихоокеанскими государствами. В Беринговом проливе рядом с островом Ратманова (Россия) находится остров Крузенштерна (США). Здесь наша страна непосредственно граничит с США.

Морские границы имеются и на западе России. Воды Балтийского моря соединяют нашу страну со Швецией, Польшей, Литвой, Латвией, Эстонией, Германией, Финляндией и другими государствами. Узкий Финский залив отделяет берега России, Финляндии и Эстонии.

Северная часть Балтийского моря у берегов России замерзает, поэтому зимой судоходство осуществляется с помощью ледоколов. Южная часть моря у берегов Калининградской области, Литвы и Польши не замерзает. Балтийское море объединяет Россию со многими странами Балтии и Западной Европы и является действительно “окном” в Европу.

На юге и юго-западе России морские границы проходят со странами СНГ (Азербайджаном, Казахстаном и Туркменией), а также с Ираном по водам Каспийского моря. По водам Черного и Азовского морей - с Украиной и Грузией. Черное море соединяет нашу страну с Турцией, Болгарией и Румынией и по нему идут водные пути в Средиземноморскую Европу и страны Африки. Таким образом, Россия относится к великим морским державам и она располагает как торговым, так и военно-морским флотом.

Сухопутные границы нашей Родины отличаются большой протяженностью. На северо-западе нашими соседями являются Норвегия и Финляндия. Протяженность границы с Норвегией составляет 219,1 км, а с Финляндией - 1325,8 км. Протяженность границы по побережью Балтийского моря составляет 126,1 км. Вдоль западной границы России располагаются государства: Эстония, Латвия, Белоруссия и Украина. По территории Калининградской области сухопутная граница проходит с Польшей и Литвой. Участок морской границы у юго-восточной части Балтийского моря (морское побережье Калининградской области) составляет 140 км. Кроме этого протяженность речной границы области с Литвой составляет 206,6 км, озерной - 30,1 км, с Польшей - 236,3 км.

Протяженность сухопутной границы России с Эстонией составляет 466,8 км, с Латвией - 270,6 км, с Белоруссией - 1239 км, с Украиной - 2245,8 км. Протяженность Черноморской морской границы составляет 389,5 км, по Каспийскому морю - 580 км, а по Азовскому - 350 км.

Южная граница России с Грузией и Азербайджаном проходит по горным массивам Главного Кавказского (Водораздельного) хребта и отрогам Самурского хребта. Протяженность границы с Грузией составляет 897,9 км, с Азербайджаном - 350 км. На побережье Каспийского моря южная граница России с Казахстаном проходит по Прикаспийской низменности, по равнинам и возвышенностям Приуралья и Зауралья, южным окраинам Западно-Сибирской низменности и по долине реки Иртыш подходит к предгорьям Алтая. Общая протяженность сухопутной границы с Казахстаном достигает 7598,6 км.

Российские пограничники охраняют и сухопутные границы Таджикистана в горах Памира и Тянь-Шаня. Общая протяженность Таджикской границы достигает 1909 км.

Далее на восток южная граница России с Китаем и Монголией проходит по высоким горам Алтая, Западного и Восточного Саяна. К востоку от Монголии Россия вновь граничит с Китаем по рекам Аргунь, Амур и Уссури, которые используются обеими странами. Общая протяженность сухопутных границ с Китаем составляет 4209,3 км, а с Монголией - 3485 км.

На крайнем юго-востоке Россия граничит с Корейской Народно-Демократической республикой. Протяженность границы составляет 39,4 км.

Как видим, большая часть границ нашей страны проходит по естественным рубежам: морям, рекам и горам. Часть из них затрудняет международные контакты. Это покрытые многолетними паковыми льдами моря Северного Ледовитого океана и высокие горные массивы на юге России. Европейская равнина, моря Тихого океана, Баренцево, Балтийское, Черное, Азовское и Каспийское моря, пограничные реки и речные долины способствуют многообразным связям России с зарубежными государствами.

Из-за большой протяженности по долготе в России велика разница во времени - она составляет 10 часов. Соответственно и вся территория страны делится на 10 часовых поясов. В малонаселенных районах и на морях границы часовых поясов проходят по меридианам. В густонаселенных местах их проводят по границам административных областей, краев и автономных республик, огибая крупные города. Это сделано для облегчения исчисления времени. В пределах административных единиц установлено единое время. Положение страны во многих часовых поясах сопровождается рядом неудобств и затруднений. Так, программы Центрального телевидения из Москвы приходится повторять специально для жителей восточных районов страны, так как многие передачи приходятся там на глубокую ночь или раннее утро. В то же время разница во времени позволяет маневрировать использованием электроэнергией. С помощью мощных систем линий электропередач максимальная подача электроэнергии перемещается вслед за солнцем, что позволяет обходится меньшим числом электростанций.

Каждое место на Земле имеет собственное местное время . Кроме того, существует летнее и зимнее местное время. Это когда по распоряжению правительства ряда государств в марте-апреле стрелки часов переводят на 1 час вперед, а в сентябре-октябре - на 1 час назад. Для удобства международных и междугородних сообщений вводится так называемое поясное время. В России расписание движения поездов и самолетов составляется по московскому времени.

В СССР для более рационального использования светлой части суток с 1930 года часы повсеместно переведены на 1 час вперед - это декретное время. Декретное время 2-го часового пояса, в котором расположена Москва, называется московским временем .

Местное время жителей Калининградской области на 1 час (точнее, на 54 минуты) отличается от местного московского времени, поскольку Калининградская область располагается в первом часовом поясе.

Роль и значение времени в хозяйстве и жизни людей огромно. У человека и всех растительных и животных организмов существуют “биологические часы”. Так условно называют способность живых организмов ориентироваться во времени. Понаблюдайте за животными и Вы увидите, что у них строгий режим дня. У растений также есть определенный ритм жизни.

Биологические часы работают под влиянием основного суточного ритма Земли - ее вращения вокруг своей оси, от которого зависит изменение освещенности, температуры, влажности воздуха, давления, космической радиации, гравитации, атмосферного электричества, продолжительности дня и ночи. Жизненные процессы внутри человеческого организма тоже подчинены земным ритмам. Ритмы “биологических часов” живых организмов закодированы в клетках организмов и передаются по наследству путем естественного отбора, путем хромосом.

§ 3. Рельеф и геологическое строение

Территория России отличается весьма разнообразным рельефом. На ее территории располагаются крупнейшие в мире равнины: Восточно-Европейская и Западно-Сибирская , которые разделяются складчатыми Уральскими горами. На юго-западе - обширная Прикаспийская низменность , наиболее низкие ее части находятся ниже уровня Мирового океана на -28м, а Западно-Сибирская, Печерская и Причерноморская низменности поднимаются над его уровнем не более 100-200 м. Большая часть территории России представляет собой амфитеатр, наклоненный к северу. Вдоль южных границ страны протягивается пояс высоких гор Кавказа, Алтая, Саян. Примыкающие к ним равнины и имеют отчетливо выраженный наклон к северу. На севере и северо-востоке, вдоль побережья морей Северного Ледовитого океана располагаются: Северо-Сибирская низменность , а также Яно-Индигирская и Колымская низменности. Высотные их отметки изменяются в пределах 40-50 и до 100 м. Почти половина территории России, лежащая восточнее Енисея, занята горными сооружениями, обширными и невысокими плоскогорьями и межгорными понижениями. Восточнее Енисея простирается Среднесибирское плоскогорье (в пределах плато Путорана ), достигающее высоты 1701 м. С юга к плоскогорью примыкают горы Алтая (г. Белуха, 4506 м), Саян, Прибайкалья и Забайкалья, Становое нагорье. Высотные отметки достигают: 2930 м (Западный Саян); 3491 м - г. Мунку-Сардык. На юго-востоке, за горами Забайкалья - Зейско-Буреинская и Нижне-Амурская равнины, которые отделяют хребты Алданского нагорья от хребтов Сихотэ-Алиня . Крайний северо-восток большей частью горист (горы Верхоянские, Черского, Колымские, Чукотские), а крайний восток представлен гористым полуостровом Камчатка (наиболее высокий действующий вулкан - Ключевская сопка - 4750 м), Курильскими островами и островом Сахалин.

Вдоль берегов Северного Ледовитого океана располагаются возвышенные или гористые острова: Врангеля, Новосибирские и Ляховские, Северной Земли, Земли Франца-Иосифа. Севернее Северо-Сибирской низменности, в пределах Таймырского полуострова простираются горы Бырранга с вершиной Ледниковая в 1146 м.

Наиболее высокая точка России - вершина Эльбрус - 5642 м и Казбек - 5033 м, находящийся в пределах Главного Кавказского хребта. Примыкающие к Кавказским горам и горам Южной Сибири равнины имеют отчетливо выраженный наклон на север, поэтому большинство крупных рек - Обь, Иртыш, Енисей, Лена, Яна, Индигирка, Колыма - текут с юга на север. Господство северной покатости рельефа не случайно. Оно обусловлено подвижками гигантских литосферных плит. С юга на Евро-Азиатскую плиту надвигаются Африкано-Аравийская и Индостанская плиты. В зоне их контакта происходило в прошлом и происходит в настоящее время вздымание и смятие в складки осадочных слоев земной коры, образование высоких гор. По этой же причине прилегающие к ним равнины оказались наклоненными на север. Во всей зоне взаимодействия литосферных плит происходят интенсивные подвижки различных по размерам участков земной коры, которые сопровождаются разрушительными землетрясениями. Они охватывают весь южный пояс гор и прилежащие к ним участки равнин. Самые сильные и частые землетрясения происходят в районах Кавказа, Памира, Тянь-Шаня и Копетдага. Долиной Енисея Россия делится на две части - восточную и западную.

Как хорошо видно на физической карте, на западе располагаются в основном низкие равнины - Восточно-Европейская, Западно-Сибирская. Средняя высота наиболее приподнятой из них - Восточно-Европейской - не более 150 м. К востоку от Енисея господствуют приподнятые территории. Обширное пространство занимает Среднесибирское плоскогорье, средняя высота которого более 500 м. На юге и юго-востоке к нему примыкают горы Алтая, Саян, Прибайкалья, Забайкалья, Станового и Алданского нагорий. С востока и северо-востока оно окаймлено хребтами Черского, Верхоянским и Колымского нагорий. Большая высота этой части России обусловлена поддвигом с востока под Евразиатскую континентальную плиту Тихоокеанской океанической литосферной плиты. Крайний восток России находится в зоне взаимодействия этих гигантских плит. Оно сопровождается действующим вулканизмом, землетрясениями, прогибами дна прилегающих морских котловин. На Камчатке находится самый высокий действующий вулкан России и мира Ключевская сопка (4750 м). Особый тектонический район расположен к юго-востоку от Среднесибирского плоскогорья в Прибайкалье и Забайкалье, где взаимодействуют части Китайской и Сибирской платформ, входящих в состав Евроазиатской литосферной плиты. В зоне их контакта растрескиваются обширные участки земной коры, формируется глубокая впадина озера Байкал, происходят сильные землетрясения.

Большая часть территории страны (68%) занята равнинами. Это обусловлено тем, что в пределах России находится несколько крупных платформ, различных по возрасту. В пределах древней Русской платформы находится огромная Восточно-Европейская равнина. Фундамент ее формировался в основном в архее и протерозое. Поверхность равнины осложнена чередующимися равнинами и низменностями. Деформации рельефа поверхности равнины обусловлены воздействиями на Русскую платформу подвижек Африкано-Аравийской литосферной плиты. Приднепровская, Среднерусская и Приволжская возвышенности располагаются как бы на гребнях волн деформации земной коры. А между ними в понижениях находятся низменности Днепровская, Окско-Донская, Прикаспийская. Русская платформа имеет два щита - Балтийский и Украинский.

В пределах древней Сибирской платформы находится приподнятое и потому сильно расчлененное Среднесибирское плоскогорье. Докембрийский складчатый фундамент, залегающий в основании платформы, выходит на поверхность в пределах Анабарского и Алданского щитов. Он разбит многочисленными трещинами, по которым произошло излияние магматических пород - траппов. Они занимают огромные площади: более 1,5 млн. км² , мощностью более 1500 м.

Наряду с древними, на территории страны есть и молодые платформы, например Туранская, Западно-Сибирская и другие. Складчатый фундамент молодых платформ палеозойского возраста залегает под мощными горизонтальными толщами осадочных пород. В пределах Западно-Сибирской плиты находится обширная низкая, слабо наклоненная к северу Западно-Сибирская низменность.

Примерно треть территории страны занята горами . Они различаются по происхождению, высоте, внутреннему строению и внешнему облику.

Наиболее высокие горы приурочены к геосинклинальным поясам земной коры, расположенным на границах взаимодействия литосферных плит. В их пределах в течение нескольких геологических эпох происходило интенсивное накопление осадков, развивались вулканические процессы. В результате подвижек литосферных плит оказавшиеся между ними осадочные и вулканические толщи сминались в складки и испытывали поднятия. Таким образом геосинклинали постепенно превращались в цепи горных сооружений. На территории России выделяют три основных геосинклинальных пояса. Вдоль южных границ страны протягивается Альпийско-Гималайский пояс. В пределах Евразии в его состав входят горы Карпаты, Крымские, Кавказ, Копетдаг, Памир. Наиболее высокие из них горы Кавказа и Памира. Кавказ непосредственно примыкает к Аравийской литосферной плите, продвигающейся к северу со скоростью 2-4 см в год, поэтому складки земной коры в пределах Кавказа высоко приподняты, надвинуты к северу и расколоты многочисленными разломами. По разломам в прошлые геологические эпохи неоднократно изливалась лава, формировались вулканические плато и горы. Вулканическое происхождение имеют высочайшие вершины Кавказа - Эльбрус, Казбек и Арагац, а также Армянское нагорье.

Вдоль восточных побережий России на Дальнем Востоке протягивается Тихоокеанский геосинклинальный пояс. Он сформировался в зоне, где Тихоокеанская океаническая литосферная плита со скоростью 5-7 см в год поддвигается под континентальную Евразиатскую плиту. В результате все тектонические процессы протекают на Дальнем Востоке очень интенсивно. Здесь располагаются гряды вулканических гор, происходят извержения вулканов, землетрясения. В состав этого пояса входят Корякское нагорье, горы Камчатки, Сахалина, Курильские острова и прибрежная полоса Сихотэ-Алиня.

Во внутренних частях России располагается Урало-Охотский (Урало-Монгольский) геосинклинальный пояс. Он состоит из гор Урала, Центрального Казахстана, Тянь-Шаня, Алтая, Саян, Монголии и части гор Охотского побережья. Этот геосинклинальный пояс самый древний. Смятие в складки осадочных толщ и формирование гор происходило в течение палеозоя. Образовавшиеся горы в дальнейшем оказались в значительной мере разрушенными. Современные горы, возрожденные в кайнозое, невысокие (2-3 тыс. м). Лишь на крайнем юге пояса находятся горы Тянь-Шаня с высотами 5-7 тыс. м. В этой части геосинклинальный пояс испытывает давление со стороны надвигающейся Индостанской плиты, в результате которого древние складчатые структуры Тянь-Шаня оказались высоко приподнятыми.

Образование складок и первоначальное формирование гор в геосинклинальных поясах происходило в разные отрезки геологической истории. На территории России выделяется несколько циклов горообразования. Наиболее древние горообразовательные циклы происходили в архейскую и протерозойскую эры. Складчатые образования этого возраста слагают основание древних платформ. Байкальский цикл приурочен к концу докембрия - началу палеозоя. Складки байкальского возраста располагаются в основании Байкальского хребта и нагорий Забайкалья. В палеозое произошли каледонская и герцинская складчатости. Складчатые образования этого возраста залегают в основании Урала, Алтая, Саян, Тянь-Шаня, гор Таймыра. Все эти древние горные сооружения затем были в значительной степени разрушены и выровнены. На их месте частично сформировались молодые платформы. Позднее в течение мезозоя и кайнозоя произошло возрождение и омоложение этих гор. Древние складки земной коры оказались разбитыми разломами на глыбы, которые приподнялись в виде вторичных гор. У таких гор, прошедших через стадии выравнивания, имеется ряд характерных черт и особенностей. На многих участках они имеют плоские вершины, крутые обрывистые склоны и сложный рисунок речных долин.

На северо-востоке России складчатые образования Верхоянских гор, хребта Черского и западной части Сихотэ-Алиня сформировались в мезозое. Образование складок гор Карпат, Крыма, Кавказа, Копетдага, Памира, Камчатки, Сахалина, Курильских островов и восточной части Сихотэ-Алиня происходило в кайнозое. За относительно короткий (в геологическом смысле) период времени эти горы не успели разрушиться. Время их формирования совпало с периодом смятия в складки осадочных толщ геосинклинального пояса.

Основные формы рельефа России - равнины, горы и нагорья - обязаны своим происхождением внутренним силам Земли. Но многие существенные детали их современного рельефа созданы внешними силами. Почти всюду формирование современного рельефа происходило и происходит под воздействием текучих вод. В результате образовались эрозионные формы рельефа - речные долины, балки и овраги. Овражно-балочная сеть особенно густа на таких возвышенностях, как Среднерусская, Приволжская, и в предгорьях. Многие прибрежные морские равнины имеют плоский выровненный рельеф, который образовался за счет процессов, связанных с наступанием и отступанием моря. Поэтому на обширных пространствах современной суши морские осадки залегают горизонтально. Таковы равнины Прикаспийской, Причерноморской, Приазовской, Печорской и северной части Западно-Сибирской низменностей.

На значительных по размерам территориях нашей страны многие формы рельефа были созданы в результате покровных четвертичных оледенений. Особенно велико их влияние в северной половине Европейской части России, которая неоднократно покрывалась ледниками, спускавшимися далеко на юг со Скандинавских гор и Полярного Урала. Следами деятельности ледника на равнинах являются многочисленные холмы и гряды, сложенные мореной. Широко распространены здесь и формы рельефа, возникшие в результате деятельности талых ледниковых вод. Это разнообразные по форме и вещественному составу холмы и плоские песчаные равнины. Подобные же формы рельефа, связанные с деятельность ледника и его талых вод, встречаются и на территории Западной и Восточной Сибири. Но здесь они занимают меньшую площадь, поскольку оледенение в этих районах было менее интенсивным: в условиях резко континентального климата, где выпадает мало осадков, значительных по мощности ледников образоваться не могло.

Горные ледники в четвертичное время существовали почти во всех горах. На наиболее высоких из них ледники есть и теперь. Следами былых горных оледенений являются такие формы рельефа, как цирки и троговые долины. Они широко распространены на Кавказе, Урале, в Саянах, Алтае и во многих других горах России.

В ряде районов России имеются формы рельефа, образованные деятельностью ветра. Особенно широко они представлены в засушливых районах страны. Так, в пустынях Прикаспия сформировались песчаные холмы - барханы и гряды. Эоловые формы встречаются и во влажных районах. Дюны Прибалтики возникли в результате перевеивания песка морских пляжей и кос.

На севере Европейской части страны и к востоку от Енисея почти повсеместно встречаются формы рельефа, связанные с толщами многолетней мерзлоты. Особенно распространены бугры пучения, возникающие в результате замерзания подземных вод, разного рода просадки грунта над участками оттаивания мерзлых пород. Эти процессы мешают строительству, часто сопровождаются разрушением дорог, домов и промышленных зданий.

§ 4. Полезные ископаемые

В нашей стране имеются в достаточном количестве практически все виды полезных ископаемых.

К кристаллическому фундаменту древних платформ приурочены железные руды . Велики запасы железной руды в районе Курской магнитной аномалии, где фундамент платформы высоко приподнят и перекрыт осадочным чехлом относительно небольшой мощности. Это позволяет добывать руду в карьерах. Разнообразные руды приурочены и к Балтийскому щиту - железные, медно-никелевые, апатито-нефелиновые (используются для производства алюминия и удобрений) и многие другие. В чехле древней платформы на Восточно-Европейской равнине имеются различные полезные ископаемые осадочного происхождения. Каменный уголь добывают в бассейне Печоры. Между Волгой и Уралом, в Башкирии и Татарии, находятся значительные запасы нефти и газа . Крупные месторождения газа осваиваются в низовье Волги. На севере Прикаспийской низменности, в районе озер Эльтон и Баскунчак, добывают каменную (поваренную) соль . Большие запасы калийных и поваренных солей разрабатываются в Предуралье, в Полесье и в Прикарпатье. Во многих районах Восточно-Европейской равнины - на Среднерусской, Приволжской, Волыно-Подольской возвышенностях добываются известняки, стекольные и строительные пески, мел, гипс и другие минеральные ресурсы.

В пределах Сибирской платформы к кристаллическому фундаменту приурочены разнообразные месторождения рудных полезных ископаемых. С внедрением базальтов связаны крупные месторождения медно-никелевых руд, кобальта и платины . В районе их разработки вырос крупнейший город Заполярья - Норильск. С гранитными внедрениями Алданского щита связаны запасы золота и железной руды, слюды, асбеста и ряда редких металлов . В центральной части платформы по узким разломам фундамента образовались вулканические трубки взрывов . В Якутии в ряде из них ведется промышленная добыча алмазов. В осадочном чехле Сибирской платформы находятся крупные месторождения каменного угля (Якутия). Его добыча резко возросла с постройкой Байкало-Амурской железнодорожной магистрали. На юге платформы располагается Канско-Ачинское месторождение бурых углей. Во впадинах осадочного чехла находятся перспективные месторождения нефти и газа.

На территории Западно-Сибирской плиты обнаружены и разрабатываются полезные ископаемые только осадочного происхождения. Фундамент платформы залегает на глубине более 6 тыс. м и пока не доступен для разработок. В северной части Западно-Сибирской плиты разрабатываются крупнейшие газовые месторождения, а в средней - нефтяные. Отсюда газ и нефть подаются по трубопроводам в ряд районов нашей страны и государств Западной и Восточной Европы.

Наиболее разнообразны по своему происхождению и составу месторождения полезных ископаемых в горах. С древними складчатыми структурами байкальского возраста связаны месторождения полезных ископаемых, близких по своему составу к ископаемым фундамента древних платформ. В разрушенных складках байкальского возраста находятся месторождения золота (Ленские прииски). В Забайкалье значительны запасы железных руд, полиметаллов, медистых песчаников, асбеста.

Каледонские складчатые сооружения сочетают в себе в основном месторождения как метаморфических, так и осадочных полезных ископаемых.

Богаты разнообразными полезными ископаемыми и складчатые сооружения герцинского возраста. На Урале добывают железные и медно-никелевые руды, платину, асбест, драгоценные и полудрагоценные камни. Богатые полиметаллические руды разрабатываются на Алтае. Во впадинах среди складчатых структур герцинского возраста находятся гигантские запасы каменных углей. В отрогах Кузнецкого Алатау располагается обширный Кузнецкий каменноугольный бассейн.

В областях мезозойской складчатости имеются месторождения золота на Колыме и в отрогах хребта Черского, олова и полиметаллов в горах Сихотэ-Алиня.

В горных сооружениях кайнозойского возраста месторождения полезных ископаемых встречаются реже и они не такие богатые, как в горах с более древними складчатыми структурами. Процессы метаморфизма и, следовательно, оруденения протекали здесь слабее. К тому же эти горы менее разрушены и их древние внутренние слои часто залегают на глубине, пока не доступной для использования. Из всех гор кайнозойского возраста наиболее богат полезными ископаемыми Кавказ. Вследствие интенсивных разломов земной коры и излияний и внедрений магматических пород более интенсивно протекали процессы оруденения. На Кавказе добывают полиметаллы, медные, вольфрамовые, молибденовые и марганцевые руды.

§ 5. Климат России

Основные особенности климата России определяются рядом географических факторов. К числу важнейших из них относится солнечная радиация , зависящая от географической широты. В целом Россия находится преимущественно в высоких и средних широтах. Поэтому климат у нас на большей части территории страны суровый, с четкой сменой времен года и с большой продолжительностью зимы.

Значительная протяженность страны с севера на юг приводит к изменению климата в зависимости от широты места поступления солнечного тепла - суммарной солнечной радиации . В Арктике годовое количество суммарной солнечной радиации составляет 251,2 кДж/см² в год, в субарктике - около 293 кДж/см² в год. В умеренном поясе в связи с большой его протяженностью с севера на юг суммарная солнечная радиация изменяется от 293 кДж/см² в год в северной части до 544 кДж/см² в год в южной части. В субтропиках величина суммарной солнечной радиации увеличивается от 544 до 670 кДж/см² в год. По всей территории России очень велика разница в сезонном поступлении солнечного тепла. Это зависит как от изменения угла падения солнечных лучей по сезонам, так и от продолжительности времени солнечного сияния. С различиями в поступлении солнечного тепла связана сезонность всех явлений природы.

Огромное влияние на климат России оказывают океаны. Наиболее велика роль Атлантического океана , несмотря на то, что его воды нигде непосредственно не омывают территорию страны. В умеренных широтах, в которых располагается большая часть нашей страны, как известно, господствует западный перенос воздушных масс. К тому же на западе России нет высоких гор, препятствующих переносу воздуха. Вследствие этого влияние Атлантики распространяется очень далеко, вплоть до Верхоянского и Забайкальского хребтов. С западным переносом распространяются морские воздушные массы умеренных широт. Зимой они вызывают смягчение морозов вплоть до оттепелей в западных районах, приносят снегопады. Летом приход атлантических масс сопровождается похолоданием и выпадением осадков.

Очень велико климатообразующее влияние Северного Ледовитого океана . Над арктическим холодным бассейном в течение всего года существует область повышенного атмосферного давления. Отсюда арктический воздух , постепенно трансформируясь, летом распространяется на всю территорию России. Наклон крупнейших равнин страны на север способствует проникновению арктического воздуха далеко на юг. Воздействие арктического воздуха особенно ярко проявляется на территории Восточно-Европейской равнины. Зимой арктический воздух вызывает здесь резкое похолодание. Двигаясь на юг, он относительно нагревается и иссушается. Устанавливаются морозные солнечные дни без снегопадов. Летом арктический воздух первоначально вызывает похолодание, а затем он нагревается и формирует безоблачную или малооблачную погоду. Приход арктического воздуха на территорию европейской части России ранней весной сопровождается возвратом холодов и опасен для многих культурных растений, так как вызывает заморозки. Чаще всего они бывают в мае. С вторжением арктического воздуха связаны засухи в Поволжье и на юге Западной Сибири.

Некоторое влияние на климат России оказывает Тихий океан. Несмотря на огромные размеры, воздействие его ограничивается сравнительно узкой полосой суши вдоль дальневосточных морей. Это обусловлено тем, что океан находится к востоку от нашей страны, над которой в умеренных широтах господствует западный перенос воздушных масс. Высокие горы вдоль побережий также препятствуют проникновению в глубь страны тихоокеанских воздушных масс. Зимой над холодной поверхностью континента образуется область повышенного атмосферного давления (Азиатский максимум ), откуда воздух устремляется в сторону относительно нагретого океана (зимний муссон ). Влияние воздушных масс Тихого океана отчетливо сказывается лишь летом. В это время над океаном область высокого давления, а над сушей давление пониженное. В результате возникает перемещение морских воздушных масс на сушу в виде летнего муссона .

К числу климатообразующих факторов относится характер подстилающей поверхности. В условиях нашей страны это прежде всего особенности рельефа. Зимой другие различия в характере подстилающей поверхности нивелируются снежным покровом. Рельеф же влияет на климат в течение всего года.

К важнейшим климатообразующим свойствам рельефа относится равнинность территории. По равнинам европейской части и Западной Сибири воздух Атлантики проникает далеко на восток. Удалясь от океана, воздух постепенно трансформируется и превращается в континентальный. Таким образом, континентальность климата постепенно нарастает с запада на восток. Невысокие Уральские горы не являются препятствием для распространения атлантического воздуха с запада. Примыкающие друг к другу равнины Западной Сибири способствуют проникновению далеко на юг арктических воздушных масс. Высокие горы юга нашей страны - Кавказ, Копетдаг, Тянь-Шань и Памир препятствуют дальнейшему движению на юг воздушных масс с севера. Благодаря их защите вдоль южных границ Каспия находятся территории с субтропическим климатом.

В умеренном поясе, в пределах которого располагается большая часть территории России, отчетливо выражены времена года. Наиболее суровым сезоном на большей части нашей страны является зима. В умеренных и высоких широтах радиационный баланс в это время года отрицательный. Только на самом крайнем юге он имеет положительное значение.

Земная поверхность зимой сильно выхолаживается и охлаждает нижние слои воздуха. Особенно интенсивно этот процесс протекает над районами Восточной Сибири, удаленными от океанов. На северо-востоке Сибири в межгорных котловинах среднеянварские температуры опускаются ниже ‑40° С, в районе Оймякона до -48 -50°С. Здесь формируется область повышенного давления, которая распространяется на всю Сибирь и дает два отрога. Один отрог разрастается на северо-восток до Чукотки, а второй - на юго-запад через юг Западной Сибири и Приволжской возвышенности к низовьям Днестра.

Во внутренних районах Сибири в пределах области повышенного давления зимой господствуют нисходящие токи воздуха. Поэтому устанавливается безветренная малооблачная морозная погода. Безветрие и большая сухость воздуха позволяют легче переносить морозы и приспосабливаться к ним.

Зимой давление воздуха над Россией повышенное, а над окружающими морями и океанами пониженное . Поэтому господствует растекание воздуха с территории страны в сторону океанов, за исключением европейской части страны. На побережьях тихоокеанских морей зимой господствуют северо-западные ветры (зимний муссон ), которые несут холодный сухой воздух из континентальной Сибири. В связи с этим почти во всех районах Дальнего Востока зима малоснежная и холодная. Во Владивостоке, который находится на широте Сочи, средняя температура января -12°С, а в Сочи +6°С. Над побережьями Камчатки и острова Сахалин, где сталкиваются континентальные и морские воздушные массы , возникают фронтальные процессы , которые нередко сопровождаются шквальными ветрами и обильными снегопадами.

На побережьях морей Северного Ледовитого океана зимой господствуют юго-западные и южные ветры, которые несут на север континентальный воздух умеренных широт, оттекающий от Азиатского максимума . По окраинам северных морей он встречается с арктическим воздухом, вследствие чего возникает арктический фронт . Наиболее хорошо этот фронт выражен над Охотским и Баренцевым морями, где он вызывает частые и сильные штормы и туманы.

Над равнинами Средней Азии и юга европейской части страны господствуют северо-восточные ветры. Они вызваны оттеканием воздушных масс на юг от отрога области повышенного давления. Поскольку воздух движется с северо-востока, он приносит в южные районы страны похолодание и относительную сухость, поэтому здесь выпадает мало снега, а в суровые зимы замерзает Азовское море и северные части Каспийского и Черного морей.

В центральных и северных частях Восточно-Европейской равнины к северу от отрога повышенного давления господствуют западные потоки воздуха со стороны Атлантического океана. Эти воздушные массы всегда приносят влагу в виде снега или дождя. Но их температуры бывают разными. Если юго-западные ветры приносят зимой оттепели, то северо-западные - относительно холодный воздух из районов Северной Атлантики и Скандинавии.

Над большей частью Европейской равнины в течение зимы перемещается большое количество циклонов. Они возникают вдоль полярного фронта, проходящего к западу от нашей страны над Северным морем. Отсюда циклоны движутся на восток, проходя над Западной и Восточной Европой. Космический и наземный контроль за их движением позволяет прогнозировать погоду на территории европейской части страны.

При взаимодействии континентальных и морских воздушных масс умеренных широт в центральной части Восточно-Европейской равнины часто формируется полярный фронт. В тылу циклонов, пересекающих равнину с запада на восток, оттекают к югу холодные арктические воздушные массы. Таким образом, над территорией Восточно-Европейской равнины происходит интенсивное взаимодействие атлантических и арктических воздушных масс, морского и континентального воздуха умеренных широт. Поэтому погода здесь чаще всего бывает неустойчивой и очень контрастной, с частой сменой холодов и оттепелей. В течение нескольких часов температура воздуха зимой может измениться от нескольких градусов тепла до 21-24 градусов мороза, а дождь смениться снегом. Такая смена сопровождается оттепелями и гололедом, крайне неблагоприятно сказывающимися на хозяйственной деятельности людей. От гололеда страдает транспорт; оттепели могут привести к гибели озимых культур. Чередование морозов и оттепелей ведет к разрушению дорог и различных сооружений. Интенсивная циклоническая деятельность приводит также к несхожести зимних погод разных лет. Например, в Москве в январе 1988 и 1990 гг. температуры поднимались до +4°С, а в 1940 г. они опускались до -42°С.

Теплые атлантические воздушные массы , перемещаясь на восток, постепенно остывают. Поэтому изотермы над европейской территорией России имеют меридиональное направление. Над Восточной Сибирью изотермы имеют замкнутый кольцеобразный характер, отражающий континентальность климата этой территории. Тихий океан оказывает меньшее отепляющее влияние на континент по сравнению с Атлантикой. Поэтому на побережье Тихого океана изотермы располагаются меридионально лишь в пределах неширокой полосы. Над южными районами страны изотермы протягиваются широтно в соответствии с направлением изменения величины суммарной солнечной радиации и радиационного баланса.

На большей части России осадки выпадают зимой в виде снега. На Северном Кавказе мощность снегового покрова обычно не превышает 10 см; в Калининградской области, в Поволжье - до 10-30 см. На севере Европейской равнины, северо-востоке Западной Сибири, на Сахалине - 80-90 см, а на восточном побережье Камчатки мощность снегового покрова достигает 120-160 см. Продолжительность снегового покрова также очень различна - от нескольких дней в ряде районов Прикаспия до 260 дней на Таймыре. Снег имеет большое значение для природных процессов и хозяйственной деятельности на территории нашей страны. Он создает запасы влаги, которые используются растениями весной и в начале лета. Благодаря снегу в европейской части страны возможно выращивание озимых культур. Весной на большинстве рек бывают половодья, обусловленные таянием снега.

Летом на всей территории России радиационный баланс положительный. Континент нагревается больше, чем океаны, и над ним устанавливается область пониженного давления. Одновременно над океанами разрастаются области повышенного давления: Северо-Атлантический (Азорский ) и Северо-Тихоокеанский (Гавайский) максимумы . Повышенное давление продолжает существовать и над Северным Ледовитым океаном (Арктический максимум). Со стороны этих максимумов воздушные потоки устремляются на континент. Наиболее четко поток морского воздуха выражен на Дальнем Востоке, где летом устанавливается юго-восточный перенос воздуха - летний муссон . Здесь более холодный и, следовательно, более тяжелый морской воздух взаимодействует с континентальным воздухом. В результате возникают фронтальные процессы , с прохождением которых связаны сильные ливни (муссоные дожди) на Сахалине, Камчатке, в Хабаровском и Приморском краях. Довольно часто сюда приходят и мощные циклоны в виде тайфунов, возникающих на тропических фронтах за пределами нашей страны. Муссоные дожди сопровождаются наводнением на реках. Часто наводнения носят катастрофический характер, особенно в бассейнах рек Амура и Уссури, на острове Сахалин.

На севере России арктические воздушные массы устремляются на юг в сторону нагретой суши. Над северными морями они встречаются с воздухом умеренных широт. В результате образуется арктический фронт . Особенно хорошо он выражен над Баренцевым морем, так как над этим относительно теплым бассейном взаимодействуют наиболее контрастные воздушные массы. Прохождение арктического фронта над северными морями сопровождается штормами и туманами.

Воздух с севера продвигается далеко на юг над равнинами Западной Сибири. Южнее Средней Азии над территорией Пакистана и Афганистана находится центр пониженного давления (Южно-Азиатский минимум ), к которому и устремляются северные воздушные потоки. Двигаясь к югу, арктический воздух прогревается, иссушается и постепенно трансформируется в континентальный воздух умеренных широт. Над равнинами Средней Азии он очень сух и формирует климат пустынь.

К западу от России над Атлантическим океаном летом разрастается Азорский максимум, отрог которого проходит над Восточно-Европейской равниной через Южную Украину и южное Поволжье до реки Урал. К югу от него оттекающие воздушные массы прогреваются и иссушаются. Поэтому в Приазовье, и особенно в Прикаспии, летом очень жарко и сухо. Для того, чтобы получать здесь устойчивые урожаи сельскохозяйственных культур необходимо орошение.

Поток морского воздуха из Атлантики в центральных районах Европейской равнины взаимодействует с континентальным воздухом. В результате на пространстве от среднего течения Днестра до среднего течения Волги формируется полярный фронт. Все это сопровождается интенсивным прохождением циклонов. Поэтому на большей части европейской территории России погода летом, так же как и зимой, отличается от других территорий страны большой неустойчивостью. Летом часто бывают обложные дожди и похолодания. Так, среднемесячная июльская температура в Москве около +18°С, однако в некоторые годы она опускалась до +5...+10°С или поднималась до +30...+34°С. К востоку от Волги, и особенно за Уралом, влияние морских воздушных масс резко снижается, и здесь летом погода обычно бывает сухой и жаркой.

В отличие от зимнего времени года, летние изотермы почти по всей территории России протягиваются с запада на восток. Это обусловлено тем, что летом солнечная радиация очень велика и ей принадлежит главная роль в определении температурного режима.

На летний сезон приходится максимальное количество осадков. Это обусловлено высокими температурами и потому максимальной влажностью местного воздуха, из которого выпадают осадки при взаимодействии его с приходящими со стороны океанов относительно холодными воздушными массами. К ним прибавляются осадки конвективного происхождения. Наибольшее количество осадков выпадает в крайних западных и восточных районах России. С удалением от океанов во внутренние районы страны количество осадков уменьшается, достигая своего минимума (меньше 50 мм). На наветренных склонах гор количество осадков значительно возрастает. Особенно много их выпадает на западных склонах Кавказских гор (свыше 2000 мм).

Климатические условия значительно различаются по территории России. С севера на юг наша страна располагается в арктическом, субарктическом и умеренном климатических поясах. Существенные изменения климата наблюдаются и в пределах каждого пояса как с запада на восток (климатические области), так и с севера на юг (зональные типы климата). Поскольку климатические различия отражаются прежде всего в характере растительного покрова, названия зональных типов климата внутри климатических областей даны по господствующему растительному покрову.

В арктическом поясе господствует климат арктических пустынь . Здесь в течение всего года характерны холодные арктические воздушные массы. Во время полярной ночи прекращается поступление солнечной радиации, и температуры опускаются до -40...-50°С. Во время полярного дня температуры воздуха поднимаются до 0...+4°С. Круглый год господствует облачная погода. Осадки выпадают в основном в виде снега. Большая часть суши на земле Франца-Иосифа, Северной Земле, Новосибирских островах и северной части Таймыра покрыта снегами и ледниками.

В субарктическом поясе выделяются тундровый и лесотундровый типы климата . В тундровом типе климата летом температура +4...+11°С. Из-за близости арктического фронта круглый год преобладает облачная погода, часто бывают сильные ветры. Осадков выпадает немного (200-300 мм в год), но из-за низкой испаряемости наблюдается избыточное увлажнение территории. В лесотундровом типе климата температуры летом +11...+14°С. Увеличивается до 400 мм и годовая сумма осадков.

В умеренном климатическом поясе представлено несколько типов климата. Наибольшую площадь занимают территории с климатом тайги , с холодной зимой и прохладным летом. Средняя температура июля +15...+20°С. Умеренное количество осадков (300-600 мм в год). Осадки преобладают над испарением. Всю зиму держится снежный покров.

Климат смешанных лесов представлен в основном на Восточно-Европейской равнине, где часты проникновения морского воздуха Атлантики. Лето теплое, а зима мягкая с частыми оттепелями. Годовая сумма осадков больше, чем в тайге, и составляет 600-700 мм в год.

Муссонный климат смешанных лесов Дальнего Востока охватывает Амурскую область и Приморский край. Так же как и в смешанных лесах Европейской равнины, в его формировании ведущая роль принадлежит морскому воздуху умеренных широт. Но морской воздух приходит со стороны Тихого океана лишь летом. Зимой дуют холодные сильные ветры с материка. Во второй половине лета идут сильные муссонные дожди.

В лесостепном типе климата средние июльские температуры поднимаются до +19...+21°С. Уменьшается количество осадков, и баланс влаги становится отрицательным. Этот тип климата характеризуется неустойчивым увлажнением - сухие годы сменяются влажными, часты засухи, суховеи .

В степном климате возрастают летние температуры. Средние июльские достигают +21...+23°С. Годовая сумма осадков снижается до 300 мм. Испаряемость превышает сумму осадков в 2-3 раза.

В Прикаспийской низменности климат полупустынь и пустынь . Лето очень жаркое, средние температуры июля достигают +25...+29°С. Зимой по открытым равнинам с севера проникают холодные воздушные массы, поэтому, несмотря на южное положение территории, здесь холодно и средние температуры января опускаются до -10...-15°С. Бывают оттепели. Зимой часты сильные ветры. Количество осадков 100-300 мм в год, что в 10-15 раз меньше испаряемости. Безоблачное небо и низкая относительная влажность воздуха сопровождается резкими суточными колебаниями температуры почвы и воздуха. Все эти территории отличаются от других районов нашей страны обилием солнечного тепла и света. Это позволяет выращивать здесь ряд ценнейших сельскохозяйственных культур, и прежде всего хлопчатника на поливных землях.

Небольшие пространства Черноморского побережья Кавказа (территория Краснодарского края, районы Анапы, Новороссийска, Туапсе, Сочи, Адлера) относятся к субтропическому поясу, к климату влажных среднеземноморских субтропиков . Температура января изменяется от +2°С (г. Анапа) до +6°С (г.Сочи). К северу от Туапсе годовая сумма осадков составляет 1200 мм, но быстро убывает до 800 - 900 мм в районе Геленджика и до 400 мм в районе Анапа - Новороссийск. В западной части Адлерского района и на юге Лазаревского района Краснодарского края, на обращенных к морю склонах (до высоты
600 м) количество осадков достигает 2000 - 2400 мм. Лето теплое, но влажное, зима также теплая, влажная. Средняя температура в июне - июле повышается до +23...+24°С и такие значения ее не изменяются в течение августа - сентября. Средний минимум температуры воздуха в невысокой предгорной зоне (до высоты 1000м) везде выше +15°С. Устойчивый снеговой покров формируется только с высоты Черноморского побережья, 600 - 800 м, продолжительность залегания которого возрастает с высотой и максимальных значений 50 - 70 см достигает на уровне 1100 - 1300 м. На побережье наблюдается выпадение мокрого снега, который удерживается от нескольких часов до 1 - 2 суток. Мокрый снег является причиной больших разрушений. Под тяжестью снега и сильных ветров (“Новороссийская бора”) ломаются деревья, рвутся провода линий связи и электропередач. Такое явление наблюдалось в районе Сочи в 1911 г. (с 3 по 5 февраля), когда выпавший снег образовал покров высотой 80 см, и 18 - 20 декабря 1997 г. Скорость ветра достигает 42 - 47м/с и при низких температурах воздуха. 18 - 20 декабря 1997 г. температура понижалась до -21°С, что привело к огромным разрушениям промышленных объектов, населенных пунктов и сопровождалось человеческими жертвами.

Климат оказывает большое влияние на многие важнейшие отрасли хозяйственной деятельности и жизнь человека. Особенно важно учитывать климатические особенности территории при организации сельскохозяйственного производства. Сельскохозяйственные культуры могут давать высокие устойчивые урожаи только в том случае, если они размещены в соответствии с климатическими условиями территории. Так, для выращивания хлопчатника нужен длительный вегетационный период, большие количества солнечного тепла и влаги. Но влага не должна поступать в виде дождя и снега. Поэтому для выращивания хлопчатника необходимо орошение. В районах, где много тепла и много дождей, хлопчатник выращивать нельзя. В этих районах выращивают такие ценные субтропические культуры, как лимоны, мандарины, чай. Озимую пшеницу можно сеять только там, где снеговой покров устойчив в течение зимы и его мощность не менее 20-30 см. В условиях степного и лесостепного климата можно получать хорошие урожаи кукурузы сахарной свеклы и подсолнечника. На влажном севере, где поступление солнечного тепла ограничено, выращивают рожь, овес, картофель, лук, капусту.

Все виды современного транспорта в очень большой степени зависят от климатических условий. Штормы, ураганы и туманы, дрейфующие льды затрудняют судоходство. Грозы и туманы затрудняют, а иногда и становятся непреодолимым препятствием для авиации. Поэтому безопасность движения морских и воздушных кораблей в значительной мере обеспечивается прогнозами погоды. Для бесперебойного движения железнодорожных поездов зимой приходится бороться со снежными заносами. Для этого вдоль всех железных дорог страны посажены лесополосы. Движению автотранспорта мешают туманы и гололед на дорогах. Они особенно опасны на горных трассах.

Климатические условия приходится учитывать при строительстве домов и технических сооружений. Так, во всех районах Сибири с сильными морозами применяется тройное остекленение окон. Дома в Калининградской области обычно имеют островерхие крыши, по которым быстро стекают дождевые воды. В засушливых районах Северного Кавказа крыши плоские, так как они помогают удержать и использовать влагу редких дождей. От климатических условий зависит продолжительность отопительного сезона и способы отопления жилищ, общественных и промышленных зданий.

Районы с наиболее благоприятным для жизни и здоровья человека климатом используются в качестве лечебных местностей - курортов. Таковы курорты Кавказских побережий Черного и Каспийского морей, Калининградской области, многих горных районов и даже пустынь, где в качестве главного лечебного средства используется климат (климатотерапия).

Климат и погодные процессы во все большей степени приходится учитывать и при организации охраны атмосферного воздуха от загрязнений. Для борьбы с загрязнением воздуха на заводах и фабриках, на тепловых станциях строят очистные сооружения. На автотранспорте применяются специальные приспособления - катализаторы, которые уменьшают выбросы в атмосферу отработанных газов. Но все эти способы пока не дают полного предотвращения загрязнений атмосферного воздуха. Поэтому приходится учитывать влияние атмосферных процессов на степень загрязнения воздуха. При размещении жилых кварталов и промышленных предприятий следует принимать во внимание господствующие направления ветров. Промышленные предприятия должны размещаться с подветренной стороны, чтобы их выбросы не попадали в город.

В антициклонах господствуют нисходящие токи воздуха, которые приводят к накоплению загрязняющих веществ в приземных слоях воздуха. Очевидно, при антициклональных условиях погоды предприятия и транспорт должны резко уменьшать выбросы в атмосферу загрязняющих веществ. В районах страны, где господствуют антициклональные условия погоды, все промышленные и транспортные выбросы должны быть минимальными. По этой причине атмосферные загрязнения особенно опасны в межгорных котловинах Восточной Сибири. Но наблюдения показывают, что, несмотря на принимаемые меры, проблема загрязнения атмосферы в стране остается весьма острой. Так, например, выбросы вредных веществ в атмосферу промышленными предприятиями в первой половине 1989 г. составили 29 млн. тонн. Вот почему борьба с “грязным” производством приобретает все более широкий размах.

§ 6. Моря, омывающие Россию

Каждое море представляет собой природный комплекс, где, как и на суше, все компоненты природы находятся в тесной взаимосвязи и взаимообусловленности.

Как известно, в зависимости от географического положения моря подразделяются на окраинные и внутренние . Природа окраинных морей в большой степени определяется океаном, частью которого они являются. Внутренние моря в значительной мере отражают в своих природных особенностях влияние окружающей их суши. Во внутренних морях не бывает высоких приливов, в них обычно меньше соленость вод. В свою очередь, от степени солености морской воды зависят сроки замерзания морей, видовой состав и особенности обитания морских организмов. Очень многие природные особенности морей обусловливаются их положением в пределах определенных климатических поясов: температура воды, ледовитость, туманы, сила ветров, штормы и ураганы, течения. Все эти факторы оказывают прямое воздействие на условия судоходства, облегчают или усложняют его. Большое влияние на морские комплексы оказывают реки. Крупные реки приносят много пресной воды, поэтому в местах впадения их в моря соленость воды ниже. Речные воды содержат много разнообразных взвесей, в том числе органических веществ. Этими веществами питается планктон, который в свою очередь служит кормом для рыб. Поэтому наилучшие условия для размножения и нагула рыб - вблизи устьев рек, где находятся наиболее продуктивные участки морских бассейнов.

Территорию России омывают 13 морей трех океанов (табл. VIII.1, 2). Крупнейшие озера нашей страны - Каспийское и Байкал из-за большой величины их поверхности тоже очень часто называют морями, хотя по целому ряду свойств они отличаются от настоящих морей: Каспий и Байкал не связаны с Мировым океаном, уровень Каспия ниже океанического на - 28 м, скорость колебания их уровня намного больше. Однако у этого озера есть природные черты, которые сближают его с другими морями. По происхождению оно остаточное, недавно отделившееся от Мирового океана. На нем бывают сильные штормы, которым могут противостоять лишь настоящие морские суда. Рыбу ловить на нем возможно также лишь с применением морских кораблей. Все это и заставляет в хозяйственном отношении считать Каспий морем.

Таблица VIII .1

Соотношение площадей речных бассейнов

различных океанов в пределах территории России

Моря Северного Ледовитого океана. Они наиболее многочисленны. Их шесть: Белое, Баренцево, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское.

Крайнее море на западе - Баренцево. Оно названо в честь голландского мореплавателя Баренца, который в ХVI веке возглавлял
три экспедиции по Северному Ледовитому океану в поисках северо-восточного прохода из Атлантического океана в Тихий. Баренцево море резко отличается от других северных морей: большая часть моря не замерзает, оно имеет значительную глубину - до 500-600 м, открыто на запад в сторону Атлантики, откуда в море заходит Норд-Капская ветвь теплого Северо-Атлантического течения. Проникновению в глубину Баренцева моря теплых вод способствуют и его большие глубины. От воздействия холодных вод Северного Ледовитого океана море защищено островами Шпицбергена и Земли Франца-Иосифа
на севере, а также Новой Землей и островом Вайгач на востоке.


Препятствует замерзанию и соленость его вод (32-35 промиллей). Отличается оно от других северных морей и характером своих побережий. Берега Кольского полуострова вдоль Баренцева моря скалисты и обрывисты, что обусловлено интенсивным тектоническим поднятием полуострова как в прошлые геологические эпохи, так и в настоящее время. В результате разломов земной коры его берега расчленены длинными, узкими, глубокими заливами - фьордами. Фьорды очень удобны для устройства гаваней, в них не бывает сильного волнения и судам не страшны никакие штормы. В глубине Кольского фьорда находится самый крупный в мире заполярный город-порт Мурманск. Температура воды в нем зимой +3...+4°С, летом +7...+12°С, поэтому Мурманский порт круглый год свободен ото льда.

Море имеет большое промысловое значение. Здесь ловят треску, пикшу, морского окуня, сельдь, камбалу, палтуса и др. рыбу. В Мурманске имеется крупный рыбоперерабатывающий комбинат. На скалистых побережьях Кольского полуострова, Земли Франца-Иосифа и Новой Земли многочисленны гнездовья морских птиц. Это так называемые “птичьи базары”, где обитают тысячи кайр, чистиков и чаек. На островах гнездятся гаги, пух которых высоко ценится.

На юге Баренцево море соединяется проливом Горло с Белым морем. Белое море глубоко врезано в глубь континента между полуостровами Канин и Кольский. Оно имеет лишь ограниченную связь с Баренцевым морем, поэтому теплые воды Атлантики в него не проникают. В результате вопреки более южному положению Белое море значительно холоднее Баренцева. Температура его воды на поверхности летом +7...+15°С, зимой -1,6°С. В море впадает ряд крупных рек: Северная Двина, Онега, Мезень. Они опресняют южную часть моря, где соленость не превышает 20-26 промиллей; пониженная соленость способствует замерзанию моря. Зимой оно покрывается дрейфующими льдами, а все заливы - сплошным ледяным покровом. Часто бывают штормы, небо большую часть года покрыто облаками. От этого вода имеет белесый оттенок, что и отражается в названии моря. В устье Северной Двины находится крупный город и порт - Архангельск. В ХVI и ХVII веках он был единственным портом России. Вода в порту зимой замерзает, судоходство в нем поддерживается с помощью ледоколов. Через порт проходит основной поток грузов для арктических районов нашей страны.

Баренцево море проливом Карские Ворота и Югорский Шар соединяется с Карским морем. Между Карским морем и морем Лаптевых располагается архипелаг Северная Земля. Море Лаптевых находится между полуостровом Таймыр и Новосибирскими островами. Оно названо в честь русских мореплавателей Дмитрия и Харитона Лаптевых, которые в ХVIII в. обследовали его берега. Между Новосибирскими островами и островом Врангеля находится Восточно-Сибирское море. Берега Чукотского полуострова омываются водами Чукотского моря. На юге Беринговым проливом оно соединяется с Беринговым морем Тихого океана. Все эти моря имеют общие черты природы. Они мелководны и располагаются в пределах шельфа. В четвертичное время после таяния покровных ледников произошел подъем уровня Мирового океана и его воды затопили низкие берега севера Евразии. Значительные участки долин многих северных рек оказались погруженными под уровень океана.

Все моря круглый год покрыты плавающими льдами. В конце лета на два месяца (август и сентябрь) освобождаются ото льда лишь их прибрежные части. И зимой и летом бывают густые холодные туманы и пурга. Все это создает большие трудности для судоходства. К тому же вблизи берегов моря мелководны и недоступны для крупных судов. Низкие плоские берега изобилуют многочисленными бухтами, но из-за мелководий вход в них крупным кораблям также затруднен. На удалении от берегов, где моря достаточно глубоки, круглый год наблюдаются ледяные поля с мощностью льда до 7 м, которые можно преодолевать лишь с помощью мощных ледоколов. Несмотря на неблагоприятные природные условия, по морям Северного Ледовитого океана осуществляется регулярное судоходство. Современные ледоколы большую часть года, даже во время полярной ночи, проводят караваны торговых судов по всему Северному морскому пути. Это самый короткий водный путь от западных до восточных окраин России. Суда преодолевают его менее чем за месяц. Расстояние от Санкт-Петербурга до Владивостока по Северному морскому пути 14280 км, а через Суэцкий канал - 23200 км. Для того, чтобы Северный морской путь превратился в регулярно действующую морскую магистраль, понадобились многие десятилетия героических усилий полярных исследователей. Первые плавания русских поморов по Баренцеву и Карскому морям начались еще в XI - XIII вв. В XVIII в. Петр I организовал экспедиции, которые приступили к систематическому изучению северных морей и морских побережий. Экспедиции осуществлялись и после смерти Петра I. Далекие плавания в условиях тяжелых льдов и сурового климата требовали огромного мужества от русских исследователей. Многие из них погибли. В результате экспедиций были составлены карты и сделаны географические описания всех морей Северного Ледовитого океана. Однако лишь в конце XIX в. шведская экспедиция под руководством Э.Норденшельда впервые прошла весь Северный морской путь. Плавание шведской экспедиции было осуществлено за две навигации с зимовкой. В 1932 г. экспедиция на ледокольном пароходе “Сибиряков” под руководством полярного исследователя О.Ю.Шмидта впервые прошла из Архангельска до Берингова пролива без зимовки. Этим было положено начало эксплуатации Северного морского пути. Для его освоения и изучения Арктики в советское время были организованы многочисленные высокоширотные полярные экспедиции. Первую научную станцию (СП-1) на Северном полюсе в 1937 г. возглавил И.Д.Папанин. Исследования Арктики продолжаются и в наше время. С конца 30-х годов Северный морской путь превратился в постоянно действующую водную транспортную магистраль. Во время Великой Отечественной войны по нему проводились дальневосточные боевые суда в Баренцево море и перевозились военные грузы из Соединенных Штатов Америки. В настоящее время Северный морской путь надежно соединяет дальневосточные и европейские порты нашей страны, а также устье судоходных рек Сибири. Навигация по нему продолжается четыре месяца. Проводка судов обеспечивается не только мощными ледоколами, но и работой многочисленных научных станций, составляющих прогнозы погоды и дрейфа морских льдов. Судоходству помогают летчики полярной авиации и космические наблюдения. Тем не менее плавание по северным морям продолжает оставаться очень трудным и требует больших усилий и мужества моряков и полярников. В будущем предполагается организация круглогодичной навигации. Суда пойдут непосредственно по Северному Ледовитому океану, минуя мелководные проливы северных морей.

Освоение Северного морского пути позволило развернуть работы по использованию богатейших природных ресурсов северных районов нашей страны, ускорить их хозяйственное развитие.

Природа Севера очень ранима и нуждается в особой защите. Для ее охраны на островах Белого и Баренцева морей организованы заповедники, где в естественных условиях сохраняются ландшафты тундры и лесотундры, места обитания белого медведя, овцебыка, лежбища моржей и гнездовья белого гуся. В связи с развернувшейся на Севере добычей разнообразных полезных ископаемых остро встали вопросы предотвращения загрязнений морей Северного Ледовитого океана.

Моря Тихого океана. Восток нашей страны омывается водами Тихого океана и его морей. Между полуостровами Аляской, Чукоткой, Камчатка и Алеутскими островами находится Берингово море. Оно названо в честь датчанина Витуса Беринга - капитана русского флота. В ХVIII веке он, проплыв между Чукоткой и Аляской, исследовал берега моря.

Между полуостровом Камчаткой, островами Сахалин, Хоккайдо и Курильскими островами находится Охотское море. Приморский край и южные берега острова Сахалин омываются водами Японского моря. Юго-восточные берега Камчатки и Курильские острова выходят к Тихому океану.

Моря Тихого океана находятся в полосе природных контрастов. Здесь взаимодействуют разнородные тектонические плиты земной коры, разнородные воздушные массы, теплые и холодные течения, в морях обитают холодноводные и тепловодные живые организмы. Многие природные процессы часто носят катастрофический характер.

На контакте материка и океана океаническая литосферная плита поддвигается под континентальную. Поддвиг сопровождается возникновением линейно-вытянутых впадин вдоль побережья, таких, как Курило-Камчатский желоб, глубины которого достигают 7-9 тыс. м. Все дальневосточные моря характеризуются контрастами рельефа дна, большими глубинами. Подвижки литосферных плит сопровождаются подводными и прибрежными землетрясениями. Они вызывают цунами - гигантские волны высотой до 30 м, движущиеся со скоростью 400-700 км/час. Цунами часто образуются на побережье Курильских островов. Погружение океанической плиты в мантию вызывает вулканические процессы. Поэтому по берегам морей на Курильских, Алеутских островах и полуострове Камчатка расположены цепочки вулканов.

Над дальневосточными морями находится зона контакта морских и континентальных воздушных масс. В этой зоне возникают мощные циклоны. Сюда проникают и тропические циклоны. С большой скоростью они проносятся над дальневосточными морями в виде разрушительных тайфунов. Во всех морях бывают сильные штормы. Взаимодействие различных по температуре и влагосодержанию воздушных масс сопровождается образованием густых туманов. Частые штормы, ураганы, туманы затрудняют судоходство.

Во всех морях имеются кругообразные течения, движущиеся в направлении против часовой стрелки. В результате вдоль берегов вода движется с севера на юг, вызывая охлаждение морей, поэтому все моря зимой покрываются льдом. Берингово и Охотское моря замерзают почти полностью, Японское море - лишь в северной части. Вдоль восточных берегов Японского моря движется с юга теплое Цусимское течение, а вдоль западных берегов с севера - холодное Приморское течение.

На всех морях наблюдаются высокие приливы. Особенно велики они в Пенжинской губе Охотского моря, где вода поднимается на 14 м.

Из-за низких температур воды морей богаты кислородом. Многочисленные реки приносят большое количество органических веществ. Все это создает благоприятные условия для обитания рыбы. Рыбопродуктивность дальневосточных морей очень высока. Особенно велика ценность лососевых (горбуша, кета, чавыча, нерка). Лососевые рыбы живут и кормятся в морях и океанах. Но на нерест они заходят далеко вверх по рекам. Помимо лососевых в морях вылавливается большое количество сельди, сайры, мойвы, камбалы, трески и др. видов рыб. Особенно разнообразны уловы рыбы в Японском море. Взаимодействие теплых и холодных течений создает условия для обитания в его водах как холодноводных видов (сельдь, треска, лососевые, навага, камбала, окунь), так и тепловодных (скумбрия, тунец, морские угри).

Также в морях добывают крабов, трепангов, устриц, креветок, морских гребешков, кальмаров. В Охотском море ведут ограниченный промысел нерпы и белухи. Водоросли используют для приготовления пищевых консервов (морская капуста) и для технических целей. В прибрежных районах на подводных фермах начато выращивание морских гребешков, устриц и морской капусты. Все шире используются и другие природные ресурсы дальневосточных морей. На шельфе вблизи Сахалина добывают нефть.

Большая часть морей окружена скалистыми берегами и горами. На участках, где горные хребты подходят перпендикулярно к береговой линии, располагаются глубокие заливы и бухты, удобные для строительства портов. В бухте Золотой Рог Японского моря находится крупнейший город и порт Дальнего Востока - Владивосток. Город и порт Магадан находится в бухте Нагаево Охотского моря, Петропавловск-Камчатский - на берегу Авачинской губы Тихого океана. Некоторые порты располагаются в районах низких равнинных берегов. Но в этом случае они построены в устьях рек. Таковы порты Советская Гавань Японского моря и Анадырь Берингова моря.

Моря Атлантического океана. Западная и юго-западная окраины России омываются морями Атлантического океана. Балтийское море образует у берегов страны заливы, на берегах которых располагаются крупные порты. В Финском заливе находится Санкт-Петербург, на реке Преголе, впадающей в Вислинский залив, - Калининград.

На юго-западе находится Черное и Азовское моря, где также имеются большие заливы. В Черном море - Каракинитский залив и Днепровско-Бугский лиман. В Азовском море - Таганрогский залив и заполненный горько-соленой водой мелководный залив Сиваш. Крупнейшие порты южных морей: Севастополь на Черном море, Ростов-на-Дону и Таганрог - на Азовском море.

Моря Атлантического океана являются внутренними и имеют лишь ограниченные связи с Атлантикой через сложную систему проливов. По этой причине для них характерны общие черты природы: во всех морях практически отсутствуют приливы; в них почти не проникают теплые Атлантические воды; множество рек приносят большое количество пресной воды. Поэтому соленость морских вод невелика и колеблется от 17 промиллей в центральных частях морей до 2-3 промиллей у берегов. В результате все моря зимой замерзают в прибрежных частях, за исключением Кавказского побережья Черного моря. Балтийское, Азовское и северная часть Черного морей находятся в пределах шельфа, а побережья в основном представлены низменными равнинами. У устьев рек во всех морях сформировались песчаные косы, лиманы и лагуны. Некоторые из них достигают сотен километров в длину. Таковы коса Арабатская стрелка в Азовском море, Куршская коса в Балтийском море, Тендровская коса в Черном море. Песчаные косы отделяют от морей длинные вытянутые заливы: Куршский залив на Балтике.

Наряду с общими чертами природы моря Атлантического океана имеют и различия. Так, южная часть Черного моря очень глубокая (свыше 2000 м), в Балтийском море - не более нескольких сотен метров, а в Азовском море - до 12 м. Глубоководная впадина Черного моря возникла в связи с тектоническими разломами и опусканиями участков земной коры. В глубоководных котловинах на глубине ниже 100-150 м вода насыщена сероводородом. Эти слои воды практически лишены живых организмов.

На юго-западном побережье Кавказа располагаются горы. Здесь реки выносят обломочный материал - продукты разрушения гор. Поэтому пляжи на Кавказе не песчаные, а преимущественно галечниковые.

Отличаются моря по температуре вод. Разница температур особенно велика летом. Балтийское море прохладное (+15...+18°С). Черное и Азовское моря находятся южнее, поэтому летом температура воды значительно выше: в Черном море до +22...+25°С, в мелководном Азовском море - до +25...+30°С.

Животный мир Балтийского и Черного морей беден. В Балтийском море ловят салаку, кильку, корюшку и камбалу. В Черном море - ставриду, хамсу, камбалу, тарань и кильку. Многочисленны дельфины, лов которых запрещен.

На берегах Балтийского моря добывают янтарь. Он используется для изготовления ювелирных изделий и разнообразных технических целей. В Балтийском море найдена нефть, природный газ.

Балтийское и Черное моря имеют большое значение для транспортных связей России со многими зарубежными странами. Из портов морей проходят морские трассы в Средиземноморье, Северную и Западную Европу, Атлантику.

Первостепенное значение для нашей страны имеют теплые пляжи Черного моря. Большие курорты располагаются и на пляжах Балтики. Купальный сезон продолжается на Черном море с июня по октябрь а на Балтийском не превышает 1,5 - 2 месяцев.

Азовское море еще недавно имело самую высокую биологическую продуктивность в мире. Оно мелководно, его глубины 3-12 м. Мелководье хорошо прогревается солнцем, а это крайне важно для быстрого роста молоди рыб. Крупные реки Дон и Кубань ранее приносили много пресной воды, обогащенной кислородом и органическими веществами, поэтому в море интенсивно развивался планктон - основной корм для рыб. В результате в Азовском море получали богатые уловы таких ценных видов рыбы, как осетровые, севрюга, судак, лещ, тарань, сельдь. В последние десятилетия воды Дона и Кубани во все больших размерах используются для орошения засушливых земель. На орошаемых землях получают высокие урожаи риса и других сельскохозяйственных культур. Но приток пресной речной воды в Азовском море сократился в несколько раз. По Керченскому проливу в Азовское море во все больших количествах стала поступать соленая черноморская вода. Соленость Азовского моря значительно возросла, а количество рыбы в море резко сократилось. Особенно сильно уменьшились наиболее ценные виды рыб.

Обширные песчаные отмели и пляжи, хорошо прогреваемые мелководные заливы Азовского моря используются в качестве первоклассных детских курортов.

К крупнейшим внутренним замкнутым бассейнам России относится Каспийское море-озеро. Каспий находится среди сухих степей, полупустынь и пустынь. В него впадают крупные реки, которые несут много пресной воды. Но море соленое, так как в условиях жаркого климата вода испаряется и концентрация солей в котловинах увеличивается. В Каспийском море соленость изменяется от 0,4 промиллей в устье Волги до 14 промиллей в его южной части.

Каспий состоит из трех впадин. Северная мелководная его часть располагается на затопленном крае Русской платформы и по своим природным свойствам близка к Азовскому морю. Здесь находятся основные рыбные запасы Каспийского моря, представленные такими ценными видами, как осетр, белуга, стерлядь, севрюга, судак, вобла, сельдь, килька. Водится и тюлень. Плотины, построенные на Волге, преградили путь на нерест многим видам рыб, и прежде всего осетровым. Для того, чтобы поддержать их численность, по берегам Каспия построены десятки рыборазводных заводов.

На юге Каспия находится впадина с глубинами, превышающими 900 м. Она образовалась в результате тектонических опусканий участка земной коры в пределах альпийского складчатого пояса. На перемычке, отделяющей эту впадину от срединной, находятся крупные морские нефтепромыслы, где нефть добывают со специальных платформ.

На востоке срединной впадины Каспия, среди жарких пустынь Средней Азии находится крупный залив Кара-Богаз-Гол. Залив очень мелкий 4 ‑ 7 м. Большое испарение с поверхности нагретого залива определяет высокую соленость его вод свыше 300 промилле. В заливе осаждаются соли, содержащие сульфат калия, магния, натрия, кальция и многих других веществ. Эти соли добываются и используются в химической промышленности и медицине. Уровень воды в Каспии испытывает значительные колебания. Они обусловлены климатическими изменениями в его бассейне и тектоническими подвижками дна. В течение последних десятилетий (с 1930 по 1978 г.) уровень постоянно снижался и достиг отметки - 30 м. Для того чтобы уменьшить скорость понижения уровня воды в море, в проливе Кара-Богаз-Гол была построена дамба. Она прекратила отток воды из Каспийского моря в залив. Однако в связи с отделением залива прекратилось образование самосадочной соли. Сейчас в дамбе сооружено пропускное устройство, которое обеспечивает приток в залив морской воды, необходимой для образования солей. С 1979 г. началось повышение уровня моря, которое продолжается и теперь. В Каспийском море приходится решать ряд сложных проблем охраны природы. Прежде всего остро стоит задача поддержания чистоты его вод. Без этого не удастся сохранить рыбные богатства, и прежде всего крупнейшие на земном шаре поголовье осетровых рыб. Для решения данной проблемы во многих городах бассейнов Волги и Урала сооружены сотни очистных сооружений, на Каспийском море постоянно работают суда - нефтесборщики. Совершенствуется безотходная технология добычи нефти на морских промыслах.

§ 7. Внутренние воды и водные ресурсы

Реки . Россия располагает значительными запасами пресных вод. Наиболее широко в народном хозяйстве используются речные воды. В пределах России насчитывается около 3 млн. рек общей длиной почти в 10 млн. км. По величине суммарного речного стока Россия находится на втором месте в мире после Бразилии. Средний многолетний сток всех рек 4290 км³ в год, что составляет 13% от годового стока всех рек мира. Однако объем речной воды оказывается не столь уж и значительным, если его пересчитать в среднем на одного жителя нашей страны. В 1980 г. в Бразилии на одного человека приходилось 150 тыс. м³ в год речного стока, в Финляндии - 23,9 тыс. м³ , в СССР - 17,5 м³ , в США (без Аляски) - 8 тыс. м³ , в России - 19 тыс. м³ в год.

Значительные трудности в организации рационального использования речных вод создает их неравномерное размещение по территории страны. К тому же сток большинства рек России очень неравномерный в течение года; устойчивый годовой сток составляет лишь 1400 км³ воды.

Примерно 15% всего стока рек России приходится на бассейн Балтийского и Черного морей, Каспия. Здесь сосредоточена основная часть населения и наиболее велики потребности в воде. К бассейну Северного Ледовитого и Тихого океанов , где проживает менее пятой части населения, приурочено 85% стока. Следовательно, в стране резко выражена территориальная диспропорция между количеством ресурсов пресных вод и их потреблением. Это вызывает серьезные трудности в ряде густонаселенных промышленно развитых районов.

Сток рек очень неравномерен и отличается не только по сезонам, но и по годам. В среднем 60% объема годового стока рек приходится на половодье. Эти относительно кратковременные подъемы уровня вод являются необходимым условием существования ряда природных комплексов. Половодья подпитывают грунтовые воды пойм, обеспечивая тем самым плодородие и влагозарядку пойменных почв, высокую продуктивность пойменных лугов. Талые воды, богатые кислородом и разнообразными питательными веществами, благоприятствуют нересту рыб. Половодья выносят из речных русел накопившиеся за зиму нечистоты и илы и тем самым поддерживают чистоту вод, обеспечивают существование речных организмов. Колебания водности рек России значительно выше, чем в большинстве стран мира. Это мешает рациональному использованию гидроресурсов, сопровождается большими трудностями в народном хозяйстве. В половодья и паводки огромное количество воды стекает неиспользованной. Задержав большую часть этой воды, можно улучшить водоснабжение ряда районов страны. Половодья и паводки затапливают населенные пункты, срывают мосты, затрудняют работу транспорта. Колебания водности рек мешают нормальной работе гидростанций, речного флота. Для регулирования стока на многих реках строятся и уже построены гидроузлы и водохранилища.

Большая часть рек России относится к бассейну Северного Ледовитого океана. Он составляет свыше 66% от площади страны, в его пределах выпадает до 80% атмосферных осадков. Реки, впадающие в северные моря, самые длинные и самые полноводные в России. Наиболее длинная река Лена - 4400 км. Самая полноводная река - Енисей (623 км³ в год). По площади водосбора первое место в стране занимает Обь (2975 км² ). Реки бассейна Северного Ледовитого океана замерзают. Зимой по ним примерно на четыре месяца устанавливается зимник - дороги для движения автомобилей и саней.

Крупнейшие реки Сибири берут начало на юге страны в горах Алтая, Саян и Прибайкалья. Питание рек бассейна Северного Ледовитого океана - снеговое и дождевое. Весной в связи с таянием снега на реках происходит подъем воды. Половодье начинается на юге, а на севере льды еще долго препятствуют стоку к океану талых вод. Поэтому на всех реках бассейна Северного Ледовитого океана в среднем и нижнем течении весной происходят высокие подъемы воды. В южных частях реки Сибири стремительны и порожисты. На этих отрезках долин построены и строятся крупные гидроэлектростанции: Красноярская и Саяно-Шушенская на Енисее, Новосибирская на Оби, Бухтарминская и Усть-Каменогорская на Иртыше, Иркутская, Братская и Усть-Илимская на Ангаре, на притоках Лены - Вилюе и Витиме - построены Вилюйская и Мамаканская ГЭС. На северных равнинах течение этих рек спокойное и плавное. Летом они используются для сплава леса и судоходства, соединяют южные и внутренние районы страны с Северным морским путем и Транссибирской железной дорогой.

Реки европейской части бассейна Северного Ледовитого океана - Печора, Мезень, Северная Двина и Онега значительно короче сибирских рек. Они полностью текут по равнинам и поэтому имеют спокойное течение.

К бассейну Тихого океана относится примерно 19% площади страны. Основная река этого бассейна - Амур и его притоки Зея, Бурея и Уссури. Реки имеют преимущественно дождевое питание. В условиях муссоного климата в бассейне Тихого океана выпадает мало снега зимой, поэтому не бывает весенних половодий, но зато очень значительны паводки в связи с летними муссонными дождями. Вода в Амуре и его притоках поднимается на 10-15 м и заливает обширные пространства. Катастрофические разливы обычно бывают в начале осени. В это время на дальневосточные районы страны часто обрушиваются внезапные и бурные ливни циклонов - тайфунов. Разливы рек достигают нескольких десятков километров и наносят огромный ущерб сельскому хозяйству, городам и поселкам.

Амур и его притоки имеют большое падение и богаты гидроэнергией. На реке Зее построена Зейская ГЭС. Амур - главная речная магистраль Дальнего Востока, по которой осуществляется связь внутренних отдаленных районов с морями. По рекам Аргунь, Амур и Уссури проходит государственная граница России с Народной Республикой Китай.

У рек Чукотки и бассейна Охотского моря преимущественно снеговое питание. Поэтому они полноводны в конце весны и начале лета, что благоприятствует движению лососевых рыб, поднимающихся на нерест вверх по рекам и речкам.

Бассейн Каспия называют бессточным, так как реки несут свои воды не в Мировой океан, а во внутренний бессточный водоем - в Каспийское море. Бассейн охватывает внутренние районы Восточно-Европейской равнины, Южный Урал, восточную часть Кавказа.

В Каспий впадают реки Волга, Урал, Аракс, Терек, Эмба и др. Наиболее крупная река - Волга. Ее бассейн занимает 34% Восточно-Европейской равнины. Большая часть притоков Волги располагается в умеренно-континентальном климате с достаточным увлажнением. Питание преимущественно снеговое. Весной, когда тают снега, происходит значительный подъем воды в реке. Летом основной источник питания - подземные воды и дожди. Некоторый подъем воды в русле происходит и осенью, когда значительно уменьшается испарение. Ниже устья крупного левого притока Камы Волга протекает через степную и полупустынную зоны, где выпадает очень мало осадков и поэтому нет и значительных притоков. Ниже Волгограда Волга не имеет никаких притоков и носит транзитный характер. Она лишь проносит воды и частично ее испаряет. Отсюда Волга распадается на рукава, крупнейший из которых - Ахтуба. Ниже Астрахани русло делится на 80 рукавов, образуя обширную дельту. Ныне почти вся Волга превратилась в каскад плотин и водохранилищ. На Верхней Волге недалеко от Твери находится Иваньковское водохранилище. От него начинается канал им. Москвы, по которому волжская вода перекачивается для водоснабжения Москвы. Ниже вся Волга до Волгограда превратилась в цепочку взаимосвязанных водохранилищ (Угличское, Рыбинское, Горьковское, Чебоксарское, Куйбышевское, Саратовское и Волгоградское). Они задерживают значительную часть воды весеннего половодья, которая используется для выработки электроэнергии, водоснабжения городов, орошения засушливых земель. Благодаря водохранилищам возможно движение крупных речных судов. Ныне река соединена Волго-Донским судоходным каналом с Черным и Азовским морями, Волго-Балтийским - с Балтийским и Белым морями. Половину всех речных грузов и пассажиров страны перевозят по Волге. Но водохранилища затопили большие площади плодородных пойменных земель. Плотины привели к замедлению течения Волги. В результате в водохранилищах стало накапливаться большое количество загрязняющих веществ, которые попадают сюда с полей, а также с промышленными и бытовыми стоками. Поэтому река в настоящее время сильно загрязнена.

Бассейн Атлантического океана занимает наименьшую площадь - около 5% от всей территории России. Реки текут на запад в Балтийское моря и на юг - в Черное и Азовское моря. На запад текут Западная Двина, Неман, Нева и др. На юг - Днепр, Дон и Кубань. Все реки бассейна Атлантического океана полноводны круглый год, так как большая часть их водосборов располагается на территории достаточного увлажнения. У них преимущественно снеговое питание, а летом - подземное и дождевое. У рек, текущих в Балтийское море, колебания стока очень невелики, так как осадки выпадают равномерно весь год. Отмечаются лишь небольшие весенние половодья и осенние паводки. Особое место занимает река Нева. Эта короткая река (74 км длиной) несет огромное количество воды - 79,7 км³ в год, в четыре раза больше, чем Днепр, имеющий длину свыше 2 тыс. км. Нева берет начало в Ладожском озере и поэтому сток ее постоянный в течение года.

Но почти каждый год она затапливает своими водами часть Санкт-Петербурга. Виновниками наводнений бывают нагоны воды из Балтийского моря, которые подпруживают Неву. В результате вода в реке поднимается на 2 - 3,5 м и выплескивается из гранитных набережных на улицы и площади города.

Реки южной части бассейна Атлантического океана получают воду в своих разветвленных верховьях. На нижних отрезках они носят транзитный характер, так как здесь реки пересекают зону степей с засушливым климатом. Питание Днепра и Дона преимущественно снеговое, поэтому у них бывают высокие весенние половодья. На южных реках построен каскад гидроузлов и водохранилищ. Водохранилища используются как для выработки электроэнергии так и для орошения засушливых земель юга Восточно-Европейской равнины. В Приазовье и Северном Кавказе благодаря водам Дона и Кубани выращивают рис и другие сельскохозяйственные культуры. На очень влажную и избыточно влажную зоны, а также горные области приходится 85% объема годового стока. Сток сухой и полусухой зон, занимающих площадь в 10% территории России, составляет менее 2% суммарного годового стока рек (табл. VIII.3, 4).

Таблица VIII .3

Водоносность рек России

Таблица VIII .4

Основные характеристики гидрохимического стока

некоторых рек России

Гидрохимический режим рек. Химический состав речных вод России зависит от комплекса физико-географических условий. Среди которых особое значение имеют климатические условия, состав почвенного покрова и геологических пород, слагающих бассейн, условия подземного питания рек, а также хозяйственная деятельность человека (количество и качество выбросов).

Характерной особенностью гидрохимического режима (состава) речных вод равнинных районов территории России является наличие широтной зональности, сущность которой заключается в том, что степень минерализации речных вод равнинных бассейнов увеличивается с севера на юг. От зоны тундр к зонам полупустынь и пустынь в Прикаспии. Класс речных вод изменяется от гидрокарбонатного (НСО₃ ) к сульфатному (SO₄ ) и далее к хлоридному (Cl ). С севера на юг увеличивается жесткость речных вод и уменьшается содержание органического вещества.

Реки России, протекающие в северных частях, характеризуются малой минерализацией воды, что обусловлено наличием хорошо промытых почв (бедных солями) и распространением многолетней мерзлоты. В южных частях содержание солей в почве возрастает, воды атмосферных осадков растворяют их и выносят в реки, чем увеличивают минерализацию водных масс. Значительное испарение в условиях засушливого климата также способствует увеличению минерализации речных вод.

Воды преобладающего большинства рек России относятся к гидрокарбонатному классу (91% территории). Реки хлоридного класса встречаются значительно реже: в полупустынях Прикаспия, степях Западной Сибири. Это главным образом временные водостоки. Их бассейны занимают около 6% территории засушливых частей.

Речные воды сульфатного класса встречаются также в засушливых степях Приазовья, Северного Кавказа. Кроме этого азональные речные воды сульфатного класса, обусловленные гидрологическим строением, встречаются в бассейнах рек Онеги, Камы, Белой, Бирюсы, Верхней Колымы. Бассейны рек сульфатного класса занимают всего 3% территории России. К гидрокарбонатному классу (HCO₃ ) относятся 96% рек территории России; 3% рек - к сульфатному классу (SO₄ ); 1% рек - к хлоридному классу (Cl ).

Мутность речных вод. Твердые частицы, переносимые водами, поступают в реки в результате смыва почвы с поверхности водосборного бассейна, а также в результате эрозийной деятельности потока в русле реки. Количество наносов, содержащихся в единице объема воды, определяет ее мутность, которую выражают в г/м³ .

Мутность рек в течение года изменяется в широких пределах, причем наибольшая мутность рек равнинных частей наблюдается во время весеннего половодья при интенсивном смыве почв со склонов речных водосборов, а наименьшая - в зимнее время, когда верхние горизонты почв находятся в мерзлом состоянии, а поверхность водосбора покрыта снегом. Тогда реки получают питание главным образом за счет подземных вод. На горных реках, вытекающих из ледников, наибольшая мутность наблюдается в период таяния ледников и снега в горах. При интенсивных ливнях горные реки нередко превращаются в селевые потоки, несущие большое количество обломочного материала разной крупности. На реках, зарегулированных озерами, мутность воды низкая, так как наносы осаждаются в водоемах-отстойниках. Величина стока взвешенных наносов некоторых рек России приведена в табл. VIII.5.

Таблица VIII .5

Сток взвешенных наносов некоторых рек России

§ 8. Водохранилища России

С каждым годом создается все больше искусственных озер-водохрани­лищ . В стране имеется свыше 1,2 тыс. водохранилищ объемом около 1 млн. м³ . В настоящее время на территории России, по неполным данным, насчитывается свыше 1200 водохранилищ (табл. VIII.6, 7). В таблице 6 (Авакян А.Б. и др. Водохранилища. М.: Мысль, 1987) учтены только паспортизированные и крупные водохранилища, не учтены еще многие небольшие и малые водохранилища, в связи с незавершившейся паспортизацией, особенно в Татарской, Удмуртской, Карельской и Дагестанской республиках, Краснодарском, Ставропольском и Алтайском краях, Воронежской, Смоленской, Новгородской и Ульяновской областях. Завершение паспортизации позволит уточнить их общее количество, объемы и назначение. Крупномасштабное гидротехническое строительство в СССР, в том числе и сооружение водохранилищ обусловлено тем, что реки в естественном состоянии не могут уже удовлетворять возросшие хозяйственные и социально-бытовые нужды. Создание водохранилищ в наиболее освоенной части страны (южные, центральные, северо-западные районы Европейской части России, Урале, Северном Кавказе) вызвано тем, что на эти районы приходится незначительная часть водных ресурсов, а также неравномерностью речного стока по сезонам года и между отдельными годами. На наиболее развитые экономические районы страны, занимающие около трети территории России, приходится всего лишь около 10% водных ресурсов (табл. VIII.2). Во многих районах России более половины годового стока приходится на 2 - 3 весенних месяца, а сток маловодных лет значительно меньше среднемноголетних значений. Водохранилища издавна используются как в узкоотраслевых, так межотраслевых целях. Главные виды использования - гидроэнергетика, теплоэнергетика, орошение и обводнение, водоснабжение, рыборазведение, а также рекреационное их использование. Большинство водохранилищ на равнинных реках (Волга, Кама, Дон и др.) имеют и большое воднотранспортное значение. А некоторые водохранилища на Дальнем Востоке, Северном Кавказе используются в борьбе с наводнениями. На 1.01.1979 г. в СССР действовало 385 ГЭС. Они вырабатывали более 170 млрд. кВт×ч очень дешевой и экологически чистой гидроэлектроэнергии, что составляло около 13% от общей ее выработки. Около 100 водохранилищ обеспечивают водой тепловые и атомные электростанции. В СССР орошалось и обводнялось за счет водохранилищ свыше 18 млн.га засушливых земель. Но возможности многих водохранилищ используются еще не полностью. На 80-е годы в СССР общая протяженность внутренних водных путей составила свыше 145 тыс. км, в том числе и по водохранилищам - 12 тыс.км. Создание водохранилищ позволило коренным образом улучшить водные пути главных речных систем страны (Волги, Дона, Камы, Днепра, Иртыша, Оби, Енисея, Ангары и др.). Строительство водохранилищ позволило образовать единую глубоководную систему водных магистралей Европейской территории страны и улучшить судоходные условия на больших по протяженности участках рек а также ниже регулирующих водохранилищ. За счет построенных водохранилищ, особенно в Карелии и Приуралье, улучшились условия по сплаву леса. Созданные водохранилища позволили повысить качество коммунального и промышленного водоснабжения больших городов и городских агломераций (Москвы, Екатеринбурга, Нижнего Новгорода, Нижнего Тагила и др.), крупных промышленных центров. Параметры водохранилищ страны колеблются в широких пределах: полный объем от 1 до 169 млн.м³ . Площадь водного зеркала от 0,2 - 0,5 до 5900 км² (а с учетом подпруженных озер - до 32966 км² ). Существенным образом различаются длина, ширина, наибольшая и средняя глубины. Максимальная длина крупных равнинных и плоскогорных водохранилищ достигает 400 - 565 км, горных 100 - 110 км, а ширина - до нескольких десятков километров. Самые глубокие водохранилища от 200 - 300 м находятся в долинах крупных горных рек (Ингурское, Чиркейское, Саянское) до 70 - 105 м - в плоскогорных и предгорных районах (Братское, Усть-Илимское, Красноярское, Богучанское, Бухтарминское и др.). В больших равнинных водохранилищах глубины не превышают 20 - 30 м. Особую категорию образуют озера-водохранилища, которых больше всего на северо-западе (Карелия, Мурманская, Вологодская, Новгородская области), зарегулированные лиманы в дельтах Волги, Терека и Кубани. У большинства озер уровни воды подняты незначительно, на 0,5 - 2 м, но есть озера, размеры которых резко изменились из-за подпора на 3 - 10 м (Выгозеро, Ковдозеро, Зайсан и др.).

Таблица VIII .6

Водохранилища России

Таблица VIII .7

Крупнейшие водохранилища России

Продолжение табл. VIII .7

Окончание табл. VIII .7

§ 9. Озера

Значительные запасы воды сосредоточены в озерах. В России свыше 2,5 млн. озер (табл. VIII.8). Наиболее крупные озера - Каспийское, Ладожское, Онежское, Байкал. Каспий - самое крупное по площади озеро мира, а самое глубокое - Байкал. Озера размещены очень неравномерно. Особенно много их в Вилюйской котловине, на Западно-Сибирской равнине и на северо-западе Европейской равнины - в Карелии. Все эти районы находятся в условиях избыточного увлажнения. К югу, в зоне степей и полупустынь с их засушливым климатом, число озер резко уменьшается, и многие озера имеют соленую или солоноватую воду. Солеными являются такие бессточные крупные озера как Каспий, а также озера Эльтон и Баскунчак, где добывают поваренную соль.

Таблица VIII .8

Гидрографические характеристики больших озер России

Различаются озера и по происхождению котловин. Озера тектонического происхождения располагаются в прогибах и провалах земной коры. Крупнейшее тектоническое озеро Байкал располагается в грабене и поэтому достигает глубины 1637 м.

Ледниково-тектонические озерные котловины возникли в результате обработки ледником тектонических понижений земной коры: Имандра, Ладожское, Онежское. На Камчатке и Курилах озера главным образом вулканического происхождения. На северо-западе Европейской равнины происхождение озерных котловин связано с материковыми оледенениями. Многие котловины располагаются между моренными холмами: Селигер, Валдайское.

В результате обвалов в горных долинах возникли завальные озера: Сарезское на Памире, Рица на Кавказе. Небольшие по площади озера возникают над карстовыми провалами. На юге Западной Сибири множество блюдцеобразных озер, возникших в результате просадки рыхлых пород. При таянии льда в районах распространения многолетней мерзлоты также образуются блюдцеобразные неглубокие озера. Озера-старицы располагаются на поймах равнинных рек. По берегам Черного и Азовского морей находятся озера-лиманы.

Все крупные и крупнейшие озера России широко используются в народном хозяйстве. В них ловят и разводят рыбу. Особенно много рыбы, в том числе ценнейшей осетровой, вылавливают в Каспии. В Байкале существует промысел омуля. Озера используются и для судоходства. В котловинах озер добывают разнообразные полезные ископаемые: нефть и мирабилит в Каспии, поваренную соль в Эльтоне и Баскунчаке. Вода пресноводных озер используется для питьевых целей. По берегам многих озер находятся многочисленные санатории, дома отдыха. На территории России выделено девять озерных районов :

1) Северо-Западный озерный район, озер ледникового происхождения;

2) Азово-Черноморский - лиманов, связанных с деятельностью моря;

2 а) Северо-Кавказский - озер ледниковых и карстовых;

3) Прикаспийский - озер с образованием самосадочной соли;

4) Западно-Сибирский - суффозионных и горькосоленных озер;

5) Алтайский - озер моренного типа (Телецкое, Маркаколь);

6) Забайкальский - останцовых озер;

7) Нижнеамурский - озер сбросовых впадин, имеющих гидрологическую связь с рекой Амур;

8) Якутский - озер термокарстового происхождения;

9) Камчатский озерный район - озер вулканического происхождения (Кроноцкое, Курильское).

Водные пути сообщения России. Реки и озера с древних времен используются для транспортных целей. Река Волхов входила в состав водного пути “из варяг в греки” (XI - XII вв.). Первой искусственной системой в России, соединяющей Балтийское море с Волгой, является Вышневолоцкая водная система. Издавна используются для судоходства реки Нева и Свирь. Для соединения бассейна Балтийского моря с бассейном Волги были построены три искусственные водные системы: Вышневолоцкая, Тихвинская и Марининская.

Вышневолоцкая водная система - самый древний искусственный водный путь в России, который соединил Петербург с бассейном Волги - поставщиком сырья и продовольствия для русской столицы. Водная система была построена в 1703-1709 гг. В состав системы входят: приток Волги - р.Тверца, Вышневолоцкий водораздельный канал, р. Цна, оз. Мстино, р. Мста, Сиверсов и Вишерский каналы (минуя оз. Ильмень), р.Волхов, обводной Ладожский канал и р. Нева.

Проект реконструкции Вышневолоцкого водного пути, производившейся в 1719-1722 гг., был выполнен гидротехником-самоучкой Михаилом Сердюковым и предусматривал устранение маловодности рек Тверцы и Цны путем сооружения водохранилища на водоразделе. В дальнейшем были улучшены судоходные условия р.Тверцы, на р. Мсте расчищены пороги, построены обводной Сиверсов канал из р.Мсты в р.Волхов (в обход оз. Ильмень).

Тихвинская водная система построена в 1811 г. Система начинается у Рыбинского водохранилища, проходит по рекам Мологе, Чагодице и ее притоку Соминке, Сяси, по Ладожскому обводному каналу и р. Неве. Тихвинская система в настоящее время не имеет большого транзитного значения ввиду малых глубин на реках. Используется только для прохода малотоннажных судов.

Марининская водная система построена в 1801 г. Сооружение этого пути было вызвано выходом России к Балтийскому морю в начале XVIII века. Водный путь включал свободные и шлюзованные реки и озера, а также соединительный канал: р.Шекcну, Белозерский канал, р.Вытегру, Онежский канал, р.Свирь, Ладожский канал, р. Неву. Водный путь имел большое количество шлюзов (39) и был пригоден только для судов с малой осадкой. Марининская водная система просуществует более полутора веков. Но со временем не могла обеспечить потребность народного хозяйства. Поэтому в 1959-1964 гг. была проведена полная реконструкция бывшей Марининской системы и создана новая глубоководная Волго-Балтийская магистраль. Протяженность трассы Волго-Балта (от Череповца до Вычегды) составляет 361 км. Кулой-Пинежский канал был построен в 1928 г., он соединил р.Кулой с р.Пинегой. Длина канала 6,5 км. Канал расположен в низкой и заболоченной местности и состоит из углубленных озер, соединенных между собой этим каналом. Реконструированный глубоководный путь позволяет вести бесперевалочную транспортировку грузов между портами пяти морей - Белого, Балтийского, Каспийского, Черного и Азовского. Три искусственных водных пути соединяют Балтику с Черным морем: Березинский, Днепро-Неманский и Днепровско-Бугский. Березинская водная система соединяет Западную Двину с притоком Днепра Березиной. Работы по строительству соединительного канала были начаты в 1767 г., и в 1805 г. путь был открыт. В его состав входят р.Березина, Сергучский канал, р.Сергуть, оз. Плавно, водораздельный канал, оз. Бережта, р.Бережта, Верейский канал, реки Эсса, Улла, Западная Двина. В настоящее время водная система имеет местное значение и не пригодна для сквозного судоходства. Днепро-Неманский водный путь построен в 1770-1784 гг. и много раз перестраивался. В состав водной системы входят: р.Припять, р.Ясельда (приток Припяти), Огинский канал, р.Шара, р.Неман. В настоящее время водная система также имеет местное значение. Днепровско-Бугский водный путь проходит по р. Припяти, р.Пине (приток Припяти), Днепро-Бугскому каналу, р.Мухавец (приток Западного Буга), р.Западному Бугу. Работы по строительству Днепро-Бугского канала были начаты в 1775 г., но через некоторое время приостановлены. Основные работы по его сооружению были выполнены в 1846-1848 г.г. Движение судов осуществлялось в период весеннего половодья. Во время Великой Отечественной войны канал был разрушен. Восстановление и реконструкция шлюзов выполнены в течение 1945-1946 гг. Построено 10 новых шлюзов большего размера вместо старых 22. Но и в настоящее время канал для пропуска крупнотоннажных судов не пригоден.

В центральных и южных районах России в транспортных целях реки стали использоваться издавна. Речные пути сыграли значительную роль в расширении и укреплении русского государства. Они способствовали превращению России в великую мировую державу. Первые пароходы на Волге появились в 1817 г., а на Днепре - в 1823 г. Для повышения эффективности использования водных путей в транспортных целях предусматривалось соединение отдельных речных систем в единую водно-транспортную систему Европейской территории. Сооружение такой глубоководной транспортной системы опирается на Волжско-Камскую магистраль, соединение ее с Волго-Балтийским и Волго-Донским искусственными водными путями, а также канала им. Москвы и на Днепровскую магистраль. Общее протяжение всей этой системы составляет около 11,5 тыс. км. Длина только Волжско-Камской составляет 5900 тыс. км, Днепровской - с соединительными каналами - 1600 км. Важнейшим звеном единой воднотранспортной системы являются Волжско-Камско-Донской бассейны, соединяющие южные моря Черное, Азовское и Каспийское с северным Белым и Балтийским. Главной транспортной водной артерией является великая русская река Волга, на которой построено девять крупных гидроузлов с судоходными шлюзами. В 1931-1932 гг. (за 20 месяцев) был построен Беломорско-Балтийский канал, соединивший Белое и Балтийское моря. Он имеет большое народнохозяйственное значение, так как значительно сократил расстояние между портами Белого моря с сетью водных путей Волжского бассейна через Онежское озеро и Волго-Балтийский водный путь. В состав водного пути входит р. Нева, Ладожское озеро, р.Свирь, Онежское озеро до г.Беломорска на Белом море. На всем пути построено 128 гидротехнических сооружений: 19 шлюзов, 15 плотин, 12 водоспусков, 49 дамб и др. На юге северо-западного озерного района находится Сайменский канал, соединяющий озеро Сайма (Финляндия) с Балтийским морем. Он был построен в 1845-1856 гг. Вдоль южных берегов Ладожского и Онежского озер построены обводные каналы для обхода больших водных поверхностей, на которых часто наблюдаются сильные волнения, затрудняющие плавания по этим озерам. Протяженность Беломорско-Балтийского канала 327 км.

Волго-Северодвинский водный путь. Этот водный путь построен в 1828 г. для соединения Северной Двины с Волгой. В состав соединения входят р.Сухона, оз. Кубенское, р.Парозовица, затем система проходит по ряду мелких озер, рек и каналов - водораздельный бьеф - к реке Шексне. Протяженность водной системы 135 км. На ней сооружено 8 плотин, 7 шлюзов, глубина канала более 2 м. Канал им. Москвы, открытый в июле 1937 г., является одним из крупнейших в мире гидротехническим сооружением. Канал начинается у Иванькова, где на Волге создано водохранилище (Московское море). Отсюда канал длиной 128 км проходит через холмистую Клинско-Дмитровскую гряду (на г.Дмитров и Яхрома), идет вдоль долины р.Черной, пересекает р. Учу, опускается в долину р.Клязьма и, прорезав водораздел рек Клязьмы и Химки, входит в Москва-реку. Кроме Иваньковского построено несколько более мелких водохранилищ: Икшинское, Учинское, Химкинское, Клязьменское и др. Подпор от Иваньковского водохранилища распространяется от г.Тверь на расстояние около 120 км. На канале построено 200 сооружений, среди них крупнейшие шлюзы, плотины, гидроэнергостанции, мощные насосные станции, мосты, Химкинский речной вокзал и др. Сооружение канала им. Москвы разрешило задачу снабжения г.Москвы волжской водой и обводнения р.Москвы. Канал им.Москвы значительно сократил длину водного пути из Петербурга в Москву.

Волго-Донской судоходный канал им.В.И.Ленина - комплекс гидротехнических сооружений, состоящий из Волго-Донского судоходного канала и Цимлянского водохранилища и гидроузла. Общее протяжение Волго-Донского водного пути от г.Ростова-на-Дону до г. Волгограда - 540 км, из них 101 км - длина Волго-Донского канала. С открытием движения по каналу, связавшему два крупных речных бассейна, Москва стала портом пяти морей. Трасса канала начинается в Сарептском затоне у г. Красноармейска на Волге и заканчивается у г. Калача на Дону. На трассе канала сооружены три плотины и 13 шлюзов, из них 9 - на волжском склоне, по которым суда поднимаются к водоразделу на высоту 88 м и над уровнем воды в Волге, и 4 - на донском - здесь суда опускаются на 44 м к Дону.

Канал Северский Донец - Донбасс открыт для эксплуатации в 1957 г. Его протяженность 125 км, пропускная способность около 2 млн. м³ воды в сутки. С постройкой канала решена проблема водоснабжения крупных промышленных городов Донбасса: Донецка, Макеевки, Енакиево, Горловки, Артемовска и др., а также орошения значительной части земель для выращивания овощей и развития животноводства. Кроме того, улучшено обводнение некоторых рек Донбасса. Чтобы не обмелел Северский Донец, на его левобережном притоке Осколе построено Красно-Оскольское водохранилище объемом более 0,5 млн. км³ .

На Северном Кавказе общее количество рек достигает 23518 общей протяженностью 88651 км. Общее количество озер, водохранилищ, лиманов достигает 2715, площадью 3073 км² , что составляет 1,3% территории. Они имеют очень большое народнохозяйственное значение. В засушливых районах Предкавказья, Ставропольской возвышенности и Прикаспии воды рек и озер используются для орошения больших площадей ценных сельскохозяйственных культур: зерновых, овощей, риса, лекарственных растений, табака, чая. Многоводные реки Кубань и Терек со своими притоками обладают большими запасами гидравлической энергии, нижние участки крупных рек используются для воднотранспортного сообщения. На Северном Кавказе введены в действие: Кубано-Егорлынская, Кубань-Калаусская, Мало-Кабардинская, Самур-Дивиченская и Самур-Дербентская, Терско-Кумская и др. обводнительно-оросительные системы, что позволило орошать более 10 млн.га засушливых земель и более 12 млн.га пастбищ. В 1948 г. сооружен Невинномысский канал, а также крупные водохранилища на реках: Западный и Восточный Маныч (Пролетарское, Варваровское, Веселовское), Кубани и ее притоков (Краснодарское), Терек и его притоках, Сулак и Самур. На реках Северного Кавказа построено более 120 сельских ГЭС. Среди них: Невинномысская, Баксанская, Гизель-Донская, Гергебильская, Чир-Юртовская, Чиркейская, Беканская и другие. В 1960 г. завершилось строительство Терско-Кумского канала. Длина Канала 150 км, пропускная способность составляет около 100 м³ /с. Кроме того, в бассейне Терека большого развития достигло строительство мелиоративных и ирригационных систем и каналов: Цалыкский обводнительный, Дигорский, система Терских каналов, Мамек-Кабардинский и др. В бассейне р.Самур построены Самур-Дивиченский и Самур-Дербентский каналы, позволившие оросить 75 тыс. га засушливых земель.

Велико и разнообразно хозяйственное значение рек Урала и Приуралья, хотя их роль в судоходстве и энергетике не столь велика. Запасы гидроэнергии Уральских рек ниже средних показателей страны. Среднегодовая мощность рек Урала около 3,5 млн. кВт. Наиболее богат гироэнергией бассейн Камы. Здесь построен ряд крупных гидроэлектростанций. Среди них Камская и Воткинская ГЭС. Крупнейшее водохранилище Камской ГЭС протянулось на 220 км. ГЭС значительной мощности сооружена на реке Уфе. Несмотря на обилие рек Урала, только немногие из них пригодны для судоходства. Это прежде всего: Кама, Белая, Уфа и Вишера. В Зауралье суда ходят по Тоболу, Тавде, а в высокие воды - по Сосве, Лозьве и Туре. Для мелкосидящих судов судоходен и Урал ниже г. Оренбурга.

Для улучшения водоснабжения издавна на реках Урала строили пруды и водохранилища. Это - Верхне-Исетский и Городской пруды в Екатеринбурге, Нижнетагильский и др. Созданы и водохранилища: Волчихинское на Чусовой, Магнитогорское и Ириклинское на Урале.

Речная сеть Западной Сибири имеет очень большое транспортное значение. Общая протяженность судоходных магистралей достигает 42 тыс. км. В 1956 г. на р. Оби в 25 км выше г. Новосибирска построена крупная ГЭС. Создано водохранилище, емкость которого 8,8 км³ . Общее число рек в Западной Сибири - 2100, общей длиной 250 тыс. км. Для судоходства используется 63 реки с суммарной длиною судоходной части в 42 тыс. км. На р. Иртыше построены крупные ГЭС Бухтарминская и Усть-Каменогорская, давшие промышленности и сельскому хозяйству Алтая электроэнергию. Сооружены также крупные водохранилища, гигантский канал Иртыш-Караганда, длиной в 500 км, с расходом воды в 75 м³ /с. Иртышская вода насосными станциями поднимаются на высоту в 475 м.

Особо крупные речные системы Енисея и Лены отличаются наибольшими запасами гидроэлектроэнергии и протяженностью водных магистралей. И не случайно здесь сооружены крупнейшие гидроэлектростанции в мире. Среди них каскад на Ангаре: Иркутская (660 тыс. кВт), Усть-Илимская (4,5 млн. кВт), Красноярская ГЭС (6,1 млн. кВт), Саяно-Шу­шенская ГЭС, на р. Вилюй - Вилюйская ГЭС и Мамаканская ГЭС в бассейне р. Лены. Гидроэнергоресурсы Лены - 30 - 40 млн. кВт.

К важнейшим проблемам использования водных объектов Дальнего Востока относятся проблемы борьбы с наводнениями. Это прежде всего катастрофические наводнения, вызываемые продолжительными летними муссонными ливнями. Так, на р. Зее в 1953 г. было отмечено катастрофическое наводнение, когда уровень воды повысился на 9 м, а река в устьевой части разлилась на 60 км. В это же время ширина Амура в районе Хабаровска доходила до 100 км, хотя уровень воды повысился всего на 2-3 м. В целях предотвращения таких катастрофических наводнений на р.Зее сооружено водохранилище и построена Зейская ГЭС.

Реки Дальнего Востока, в частности Амур с притоками, обладают колоссальными запасами гидроэлектроэнергии, занимая пятое место в России после Оби, Енисея, Ангары и Лены.

На Камчатке наиболее значительными энергоресурсами обладают реки: Кроноцкая и Камчатка. Кроме того, Камчатский край богат еще и термальными гидроэнергоресурсами. Так, на базе Паужетских горячих источников сооружена первая очередь Паужетской гидротермальной электростанции, мощностью в 5400 кВт. Спроектировано строительство еще более мощной гидротермальной электростанции на базе этих горячих источников. Суммарная установленная мощность ГЭС в бассейне р. Амур с притоками Зея, Бурея достигает 12 млн. кВт. Назрела необходимость строительства новых водных путей для улучшения судоходства в бассейне Амура. Речные системы Дальнего Востока играют чрезвычайно важную роль в развитии рыбного хозяйства, являясь нерестилищами ценных лососевых рыб.

§ 10. Подземные воды

Россия располагает значительными запасами пресных подземных вод. Их качество обычно выше поверхностных. Подземные воды чище, их уровень менее подвержен сезонным колебаниям, поэтому они очень широко используются в народном хозяйстве. Подземные воды удовлетворяют около 20% всех потребностей страны в хозяйственно-питьевой воде. Именно эту воду используют 70% городских водопроводов. Наиболее удобны для этих целей воды артезианских бассейнов , из которых они часто подаются под напором с помощью специально пробуренных скважин. В стране есть ряд крупных артезианских бассейнов. К крупнейшим из них относится бассейн Западной Сибири. Артезианские воды Северного Кавказа используются для водоснабжения населенных пунктов и для водопоя скота. Интенсивное использование подземных вод сопровождается падением их уровня и оскуднением. Так произошло в Подмосковном артезианском бассейне, где многие скважины пришлось закрыть. Наряду с пресными используются и подземные воды с повышенным содержанием солей или газов. Эти воды называются минеральными. Они часто обладают повышенной температурой и радиоактивностью. Эта вода применяется главным образом для лечебных целей на курортах. Таковы вода нарзан и ессентуки на курортах Северного Кавказа.

§ 11. Ледники

Много воды содержится в ледниках. Самые крупные из них находятся на островах Северного Ледовитого океана и горных массивах Сибири (табл. VIII.9). Над северными морями количество осадков уменьшается в восточном направлении. Поэтому к востоку уменьшается также количество ледников, их площадь и объем. Крупные материковые ледники находятся на Земле Франца-Иосифа и Новой Земле. Их меньше на Северной Земле и Новосибирских островах, а также острове Врангеля. Наибольшее хозяйственное значение имеют горные ледники . Эти относительно небольшие ледники питают такие реки, как Кубань, Терек, верховье Оби, Енисея. Общие запасы воды в ледниках оцениваются в более 15 км³ .

Таблица VIII .9

Характеристика размеров ледниковых систем России

и запасов воды в них по данным “Каталога ледников СССР”

* На северном склоне Кавказа расположено 70% ледников по площади и 71% от общего их количества.

§ 12. Многолетняя (вечная) мерзлота

Почти на половине территории России (более 60%) распространена вечная мерзлота. Она охватывает север европейской территории и Западной Сибири, а за Енисеем встречается от северных морей до южных границ нашей страны. В условиях сурового климата с холодной и длинной зимой, с маломощным снежным покровом произошло глубокое промерзание поверхностных слоев горных пород. Вечная мерзлота - реликт прошлого, она образовалась многие тысячелетия назад. Об этом свидетельствуют находки в мерзлом грунте остатков древних растений, туш животных, которые погибли в периоды похолоданий. Однако современные климатические условия поддерживают ее существование. На севере многолетняя мерзлота образует зону сплошного распространения. К югу в ней встречаются безмерзлотные участки - зона прерывистого расположения многолетней мерзлоты, а затем следует зона островного распространения вечной мерзлоты. Толщина мерзлотных слоев колеблется от нескольких метров на юге до нескольких сотен метров на севере. Летом верхний тонкий слой (от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров) почвы и грунта в районах многолетней мерзлоты оттаивает. Образующаяся при этом влага используется растениями. Благодаря этому в континентальных районах Восточной Сибири, где выпадает очень мало осадков, существует тайга. Но в условиях многолетней мерзлоты произрастают лишь те деревья, у которых поверхностная корневая система, располагающаяся в слое летнего оттаивания (лиственница).

Вечная мерзлота образует водонепроницаемый слой. Поэтому реки в этих районах часто выходят из берегов даже после небольших дождей. Оттого и через малые реки приходится строить большие мосты. Летом верхние талые слои грунта оказываются наполненными водой. Вследствие этого в зоне многолетней мерзлоты широко распространены процессы заболачивания.

Все сооружения в зоне многолетней мерзлоты приходится строить с тщательным учетом свойств замерзших грунтов. Жилые дома, промышленные здания, трубопроводы и дороги могут отеплять грунты и тем самым вызывать оттаивание мерзлоты, которое ведет к просадке фундаментов, разрушению стоящих на них зданий. Для того, чтобы предохранить здания от разрушения, их ставят над землей на железобетонных сваях. Сами сваи вмораживают в мерзлый грунт, что придает им повышенную прочность. Между землей и зданиями остается пустое пространство для естественной вентиляции, которая сохраняет многолетнюю мерзлоту. Таким образом построен крупный город Норильск. При сооружении дорог и коммуникаций приходится тщательно следить за сохранением растительного покрова, который также предохраняет слои мерзлых грунтов от оттаивания. Для этой же цели под полотно железнодорожных и автомобильных дорог наносится специальный защитный слой грунта.

§ 13. Болота

Значительная часть территории России занята болотами. Обычно они распространены на плоских равнинах с избыточным увлажнением. Особенно большие площади болот в Западной Сибири, на севере Европейской части России, Полесье, в Центральной России (Мещера) (табл. VIII.10). Многие болота богаты торфом, который используется для удобрения полей и в качестве топлива. Одна из первых электростанций - Шатурская - работает на торфе.

Таблица VIII .10

Заболоченность некоторых бассейнов России

Осушение заболоченных земель позволяет преобразовать их в плодородные сельскохозяйственные угодья - пашни и луга. Осушительные работы в больших масштабах проведены и продолжаются в Нечерноземной зоне России и Калининградской области. Но не все заболоченные и переувлажненные земли следует осушать. Болота участвуют в накоплении влаги, на многих из них располагаются прекрасные охотничьи угодья, ягодники и участки для сбора грибов. Болота по берегам рек и озер служат естественными фильтрами, пропускающими через себя стоки со склонов речных долин и тем самым защищают реки и озера от загрязнений.

§ 14. Рациональное использование и охрана вод

С водами связан ряд неблагоприятных и даже чрезвычайно опасных природных явлений. На реках, где происходят сильные разливы, приходится строить специальные дамбы для защиты городов, поселков, мостов и сельскохозяйственных угодий. Так, в г. Калуге дамбы защищают значительную часть старого города (в том числе дом-музей К.Э.Циолковского) от затопления водами реки Оки, уровень которых весной может подниматься до 17,5 м.

Большие разрушения вызывают грязекаменные потоки - сели . Они возникают при таянии снега и льдов в горах, а также после сильных ливней и затяжных дождей. Сели мчатся с огромной скоростью вниз по склонам и горным ущельям, сметая все на своем пути, разрушая города, поселки, дороги, мосты, уничтожая поля и сады. Особенно сильные селевые потоки характерны для Северного Кавказа, Алтая и Прибайкалья. Во многих селеопасных участках гор ведутся постоянные наблюдения ученых, которые предупреждают о зарождении селей, времени и путях их продвижения. Это позволяет своевременно принимать меры для защиты от них.

В нашей стране ведется определенная работа по рациональному использованию и охране вод. По крупным каналам (например, Волго-Донскому) воды перемещаются из водоизбыточных в засушливые районы. Созданы крупные оросительные системы на Северном Кавказе. Работы по водной мелиорации земель дают свои плоды. Ныне рис и три четверти овощей, около половины фруктов и винограда выращивают на орошаемых землях. Однако при неумеренном поливе происходит засоление земель.

С ростом городов, промышленных предприятий, интенсификацией сельского хозяйства возрастает поступление загрязняющих веществ в окружающую среду, и в том числе в поверхностные и подземные воды. Для их защиты от загрязнений приходится применять все более сложные меры и дорогостоящие сооружения. Важная роль в защите вод принадлежит очистным сооружениям . Они строятся на всех современных и старых предприятиях. Коммунальные стоки больших городов подаются на крупные очистные станции. Но ни одно даже самое современное сооружение не дает полной очистки воды. Проблемы защиты вод от загрязнений кардинально решаются лишь совершенствованием технологических процессов. Для этого на многих предприятиях вводится оборотная система водопотребления. При ней отработанные воды проходят лишь частичную очистку, после которой их снова используют в производстве. В результате полностью прекращается сброс в водоемы сточных вод .

Важнейшая проблема в охране вод - бережное их использование, особенно в сельском хозяйстве - основном их потребителе. И в этом направлении предстоит еще немало сделать.

§ 15. Природные комплексы России

Природное районирование

Географическая оболочка планеты Земля в своем историческом развитии прошла ряд этапов. Это - добиогенный, биогенный и антропогенный . Последний антропогенный этап начался где-то 38-40 тыс. лет назад. Исследователи к данному времени относят появление современного человека и это принято за начало антропогенного периода в развитии географической оболочки. Изучение географической оболочки помогает глубже понять суть природных процессов и явлений, представить среду нашего обитания как единую природную систему, позволяет полнее осознать роль и место человека в природе и роль, которую призвано играть в ней общество. Благополучие человека неразрывно связано с полнокровным развитием природы.

Природное, или комплексное физико-географическое районирование , одна из важнейших проблем во взаимодействии человека и природы, природы и общества. Сущность природного районирования заключается в выявлении существующих в природе территориальных единиц (ПТК), различающихся по происхождению и взаимодействию и по составу природных компонентов. Природное районирование выполняется на основе учета совокупности природных условий различных территорий, зональности и азональности факторов формирования среды обитания и производственной деятельности человека. При районировании учитывается весь природный комплекс и его современная структура, а также физико-географические процессы, по-разному проявляющиеся в разных частях России.

В современных условиях, в условиях высокой степени воздействия человеческой деятельности на отдельные природные компоненты и природные комплексы в целом принято их деление на естественные и культурные или антропогенные. Приняты также и схемы подразделений по степени их преобразования на:

- неизмененные , изредка посещаемые человеком (например, природные комплексы Арктики или Антарктиды), многие высокогорные комплексы;

- слабоизмененные , в которых человеком затронуты отдельные компоненты, но природные связи не нарушены;

- нарушенные , подвергающиеся длительному нерациональному воздействию, которое привело к нарушению природных связей и изменению круговоротов вещества и энергии (брошенные карьеры, угольные разрезы, шахты, терриконы и др.);

- преобразованные , или собственно культурные (антропогенные ), в которых природные связи целенаправленно изменены путем рационального природопользования. Такие природные комплексы отличаются высокой биологической продуктивностью, интенсивным биогенным круговоротом веществ. К ним можно отнести национальные ландшафтные парки, мелиорированные поля, где до минимума сведены неблагоприятные природные процессы (смыв почв, заболачивание и др.).

В настоящее время известно множество различных схем природного районирования. Но для территории России могут быть предложены наиболее широко известные в ранге физико-географических стран и их групп:

- Русская, или Восточно-Европейская равнина;

- Северный Кавказ;

- Урал (Уральские горы);

- Западная Сибирь;

- Средняя и Северо-Восточная Сибирь;

- Горы Южной Сибири;

- Дальний Восток.

§ 16. Природные зоны

На территории России четко выражена зональность многих природных процессов и явлений. Это обусловлено большой протяженностью страны с севера на юг и господством равнинного рельефа. На обширных равнинах последовательно представлены следующие природные зоны: арктические пустыни, тундра, лесотундра, леса, лесостепи, степи, полупустыни, пустыни, субтропики. В горных районах выражена высотная поясность.

Зона арктических пустынь находится на крайнем севере России. Она охватывает острова Северного Ледовитого океана. Радиационный баланс в арктических пустынях круглый год близок к нулю. Лето короткое и очень холодное. Средняя температура июля не выше +4°С. Зимой температуры часто опускаются до -50°С, бывают сильные ветры, много дней с пургой и туманами; 85% территории зоны покрыто ледниками. Разреженный растительный покров состоит из мхов, лишайников, водорослей и редких цветковых растений. Полярно-пустынные почвы очень маломощны. Обычно сверху у них слой торфа (1-3 см). Значительное испарение за длинный полярный день (около 150 суток) и сухой воздух приводят к формированию солончаковых разновидностей полярно-пустынных почв.

Животный мир в арктической зоне беден, так как продуктивность растительной массы очень невелика. На островах обитают песцы и белый медведь. Особенно много белых медведей на острове Врангеля. На скалистых берегах островов находятся “птичьи базары” - колонии морских птиц. На прибрежных скалах и гнездятся тысячи гагарок, чаек, чистиков, кайр, моевок, тупиков и других птиц.

Зона тундр занимает около 8-10% от всей территории страны. В тундре короткое и прохладное лето со средней температурой июля от +4°С на севере до +11°С на юге. Зима длинная, суровая с сильными ветрами и метелями. Ветры холодные в течение всего года. Летом они дуют со стороны Северного Ледовитого океана, зимой - с охлажденного материка Евразии. Осадков выпадает очень мало - 200-300 мм в год. Несмотря на это, почвы в тундре повсеместно переувлажнены, чему способствует водонепроницаемая многолетняя мерзлота и слабое испарение в условиях низких температур. Тундровые типичные и оподзоленные почвы имеют небольшую мощность, малое содержание гумуса, относительно высокую кислотность и обычно заболочены.

Растительный покров образован мхами, лишайниками, кустарничками и кустарниками. Все растения имеют характерные формы и свойства, отражающие их приспособленность к суровому климату. Господствуют стланниковые и подушковидные формы растений, которые помогают использовать приземное тепло и укрываться от сильных ветров. В связи с тем, что лето очень короткое и вегетативный сезон ограничен, большинство растений представлено многолетниками и даже вечнозелеными. К их числу относятся брусника и клюква. Все они начинают сразу вегетировать, как только растает снег. На севере зоны находятся арктические тундры с господством мохово-лишайниковых группировок и болот. Среди травянистых - осока, пушица, полярный мак. В средней части зоны - типичная тундра с моховыми, лишайниковыми и кустарничковыми группировками. В восточной части страны господствуют осоко-пушициевые кочкарные тундры. Для корма оленей используется кустистый лишайник - ягель (“олений мох”). Ягель растет очень медленно, со скоростью 3-5 мм в год. Поэтому восстановление пастбищ происходит очень долго - в течение 15-20 лет. По этой причине в тундре возможно лишь кочевое животноводство, при котором многочисленные стада оленей все время перемещаются в поисках корма. Среди растений много ягодных: морошка, брусника, черника, голубика. Встречаются заросли кустистой ивы. На юге зоны, где больше тепла и слабее ветры, господствуют кустарниковые тундры. Среди кустарников наиболее распространена карликовая береза, разные виды ив. В укрытиях по долинам рек в тундру с юга заходят заросли ольхи кустистой. Очень много ягодных растений - голубика, черника, брусника, растут вересковые кустарнички, грибы.

Животный мир тундры очень беден в видовом отношении, но обилен по числу особей. В течение всего года в тундре обитают северные олени (дикие и домашние), лемминги, песцы и волки, тундровая куропатка и белая сова. Летом прилетает множество птиц. Обилие пищи в виде мошек и комаров привлекает в тундру для выведения птенцов огромное число гусей, уток, лебедей, куликов и гагар.

Земледелие в тундре невозможно из-за низкой температуры почв и их бедности питательными веществами. Но в тундре пасут многочисленные стада оленей, добывают пушнину, собирают гагачий пух.

Лесотундра является переходной зоной между тундрой и лесом. В лесотундре значительно теплее, чем в тундре. В ряде мест около 20 дней в году средняя суточная температура бывает выше +15°С, а средняя температура июля до +14°С. Годовая сумма осадков достигает 400 мм, что намного превышает испарение. В результате лесотундра имеет избыточное увлажнение.

В лесотундре существуют рядом лесные и тундровые растительные группировки. Леса состоят из изогнутых низкорослых берез, елей и лиственниц. Деревья в лесах далеко отстоят друг от друга, так как их корневая система располагается в верхних слоях грунта над многолетней мерзлотой. В лесотундре находятся самые продуктивные оленьи пастбища, так как ягель здесь растет значительно быстрее, чем в тундре. К тому же олени могут укрываться в лесах от сильных ветров и использовать в качестве корма и лесную растительность. Здесь обитают животные как тундры, так и лесов - лось, бурый медведь, белка, заяц-беляк, глухари и рябчики. Охота дает много пушнины, из которой наиболее ценны шкурки песца.

Зона лесов занимает больше половины территории России. Но залесенная площадь составляет лишь 45% от площади страны. На большей части зоны зимы суровые и холодные. Температура января даже на юге ниже 0°С. Но лето теплое, а местами даже жаркое. Средняя температура июля на севере зоны +15°С, а на юге - +20°С.

В подзоне тайги лето прохладное. Средняя температура июля не выше +18°С. Количество осадков (300-900 мм) несколько превышает испарение. Снеговой покров устойчив и держится всю зиму. Соотношение тепла и влаги таково, что оно повсеместно благоприятствует росту деревьев.

В тайге преобладают леса из ели, лиственницы, сосны, пихты и сибирского кедра. Ели и пихты образуют темнохвойные леса с бедным травяным покровом, так как под их густой кроной очень мало света. Светлохвойные сосна и лиственница очень неприхотливы. Они могут расти на песках и каменистых почвах. На Восточно-Европейской равнине таежные леса состоят из ели, пихты и сосны, в Западной Сибири - из ели, пихты и кедра. В Восточной Сибири в условиях жесточайших морозов и многолетней мерзлоты растут леса из даурской лиственницы. Она хорошо приспособлена к жизни в суровых условиях: на зиму сбрасывает хвою и имеет поверхностную корневую систему над мерзлотным слоем почво-грунтов. Повсеместно в тайге растут и мелколиственные деревья - береза и осина. В большинстве случаев это вторичные леса на месте гарей и вырубок.

Под хвойными лесами формируются разные виды подзолистых почв. В результате разложения хвойного опада образуются кислоты, которые в условиях повышенной влажности способствуют распаду минеральных и органических частиц почвы. Обильные осадки промывают почвы и выносят растворенные вещества из верхнего перегнойного слоя в нижние горизонты почв. В результате верхняя часть почв приобретает белесый цвет золы (отсюда “подзолы ”). На участках, где наряду с хвойными растут лиственные породы, формируются дерново-подзолистые почвы. У них верхний горизонт обогащен гумусом и зольными элементами.

В районах повышенного и избыточного увлажнения происходит оглеение почв и формируются глеево-подзолистые почвы. В лиственничных лесах Восточной Сибири выпадает мало осадков. Это обстоятельство и многолетняя мерзлота затрудняют промывание почв. Поэтому здесь развиты слабо оподзоленные мерзлотно-таежные почвы . Все почвы тайги имеют маломощный гумусовый горизонт, низкое содержание многих минеральных веществ, кислую реакцию почвенного раствора (“кислые почвы ”). В результате их естественное плодородие невелико. Однако подзолистые почвы очень отзывчивы на удобрения и при правильной агротехнике могут давать высокие урожаи картофеля, ржи, овса, ячменя, льна и кормовых трав. Для увеличения плодородия почв применяется также известкование, с помощью которого уменьшают их кислотность.

Животный мир тайги очень разнообразен. Из млекопитающих здесь обитают лось, бурый медведь, рысь, белка, соболь, бурундук, заяц. Много птиц: глухарь, рябчик, дятел, кедровка, сова.

Хвойные леса используются для заготовки и производства древесины, бумаги, продуктов лесохимии. В тайге ведется пушной промысел, сбор грибов, ягод и лекарственных растений.

Подзона смешанных и широколиственных лесов в основном расположена на юго-западе Восточно-Европейской равнины, а также на юге Дальнего Востока. Сюда часто проникает теплый и влажный морской воздух. Лето относительно теплое и, в отличие от тайги, мягкая зима с частыми оттепелями. Годовая сумма осадков повышается до 600-700 мм.

В лесах подзоны наряду с елью и сосной очень широко распространен дуб, клен, липа и другие широколиственные породы. В подлеске много жимолости, орешника, крушины, калины. В смешанных лесах господствуют дерново-подзолистые почвы. На Дальнем Востоке почвы бурые лесные.

Широколиственные леса состоят в основном из дуба, вяза, клена, липы, граба, бука. На юге Дальнего Востока произрастает пробковый дуб, бархатное дерево и разнообразные лианы.

Под широколиственными лесами образуется слой подстилки - опада. Он богат зольными элементами, в том числе калием и кальцием. Они нейтрализуют органические кислоты, благодаря чему формируются почвы с повышенным содержанием гумуса. Под дубовыми лесами образуются серые лесные почвы, а под буково-грабовыми - бурые лесные почвы .

В смешанных широколиственных лесах обитают косули, куницы, норка, бобр. Некоторые виды стали очень редкими и находятся под специальной охраной в заповедниках. Таков зубр, охраняемый в Приокско-террасном заповеднике в Московской области и на Северном Кавказе (Тебердинский заповедник).

В зоне лесостепи лето становится жарким. Средняя температура июля поднимается до +19...+21°С. На севере зоны количество осадков (560 мм в год) примерно равно испарению. На юге испаряемость несколько превышает количество осадков. Здесь обычны засухи. Климат зоны неустойчив - влажные годы чередуются с засушливыми. В целом лесостепь имеет теплый и относительно сухой климат.

На протяжении всей зоны небольшие лесные массивы чередуются с разнотравными степями. На Восточно-Европейской равнине в лесостепи преобладают дубравы с примесью клена, ясеня, липы и вяза. На Западно-Сибирской равнине в лесах господствуют береза и осина. В Восточной Сибири леса сосново-лиственничные с примесью березы и осины. Под лиственными лесами протекают те же почвообразующие процессы, что и в подзоне широколиственных лесов. Поэтому здесь распространены серые лесные почвы . Под участками разнотравных степей сформировались черноземные почвы.

В лесах зоны обитают обычные лесные виды зверей и птиц. А на открытых степных пространствах встречаются суслики и зайцы-русаки (часто), сурки, хомяки, дрофы (редко). Как в лесах, так и на степных участках зоны обычны волки и лисы.

Благоприятные климатические условия, высокое плодородие почв привели к тому, что лесостепь интенсивно освоена и заселена. До 80% земель этой зоны распахано. Здесь выращивают пшеницу, кукурузу, сахарную свеклу, подсолнечник. В обширных садах снимают богатый урожай яблок, груш, абрикосов и слив.

Степная зона протягивается на юге Европейской части России от Черного и Азовского морей, предгорий Кавказа. На востоке она тянется сплошной полосой до Алтая. За Енисеем степные участки встречаются лишь в межгорных котловинах юга Сибири.

В степной зоне отчетливо выражены черты засушливости климата. Лето в степях очень жаркое. Средние температуры июля достигают +21...+23°С. Годовая сумма осадков не превышает 350 - 400 мм в год, что в 2 - 3 раза ниже величины испаряемости. Таким образом, это территория недостаточного увлажнения. Зимы холодные, малоснежные с сильными северными ветрами. Ветры сдувают снег в многочисленные овраги и балки, что еще больше усиливает засушливость этой территории.

В прошлом в растительности северной части степной зоны преобладали злаки - ковыль, типчак, тонконог и другие. У них развита мощная корневая система, которая обеспечивает им достаточную подачу воды даже в условиях засушливого климата. Южнее произрастали типчаково-ковыльные, а на крайнем юге - полынные степи. Небольшие участки лесов встречаются лишь по склонам балок и долин.

В условиях большого ежегодного опада растительной массы и малого количества осадков (отсутствие промывного режима) под степями сформировались черноземные и каштановые почвы . На севере зоны это типичные черноземы, у которых мощность гумусового горизонта достигает 60-100 см. На юге - южные черноземы с укороченным до 25 см гумусовым горизонтом. В самых засушливых частях зоны распространены каштановые почвы. Встречаются засоленные почвы .

Большая часть зоны степей распахана. Здесь выращивают озимую и яровую пшеницу, кукурузу, подсолнечник, просо. Много бахчевых культур - арбузов, дынь. Сельское хозяйство страдает от нехватки влаги, суховеев, эрозии почв и пыльных бурь. Для борьбы с этими неблагоприятными явлениями в степях посажены полезащитные лесные полосы . Остатки естественных степей сохранились лишь в Центральночерноземном заповеднике на Среднерусской возвышенности.

В степях обитает много грызунов - суслики, сурки, хомяки, полевки. Встречается лисица и волк. Из птиц наиболее распространены жаворонки и степные куропатки. Некоторые виды животных приспособились к распаханной территории, и их количество не только не снизилось, а даже возросло. К их числу относятся суслики, которые наносят большой ущерб посевам зерновых.

Зона полупустынь находится в Прикаспии. Она имеет сухой резко континентальный климат. Летом средние температуры июля поднимаются до +23...+25°С, а в январе опускаются до -10...-15°С. Годовая сумма осадков не превышает 250 мм в год. Зимняя погода крайне неустойчива - часто бывают сильные ветры и температура может опускаться до -40°С. Морозы могут внезапно смениться оттепелями, сопровождаемыми гололедом или (при дальнейшем понижении температуры) гололедицей. При этом гибнет много овец, так как они не могут достать траву из-под ледяной корки.

В полупустыне господствуют полынно-злаковые сообщества . Но растительный покров пятнистый и разреженный. Между куртинами растений находятся участки голой почвы. В травостое преобладают ковыль, типчак, тырса. Множество видов полукустарников - белая полынь, прутняк, биюргун и другие. Полынно-злаковая растительность используется в качестве пастбищ. Многие растения полупустыни исключительно богаты питательными веществами и их охотно поедают овцы, лошади и верблюды. Земледелие ведется только с применением орошения.

Зональными в полупустыне являются каштановые почвы . По сравнению с черноземами они намного беднее гумусом, имеют меньшую мощность и часто бывают солонцеваты . По всей зоне встречаются солонцы и реже солончаки. В полупустыне обитают животные степей и пустынь. Основные животные - грызуны: суслик, тушканчики, полевки, мыши. Типичное животное полупустынь - антилопа-сайгак. Водятся волк, степной хорь, лисица-корсак. Из птиц - степной орел, дрофа, жаворонки.

Зона пустынь находится в Прикаспийской низменности. Это самая засушливая территория России. Лето длинное и очень жаркое. Средняя температура июля +25...+29°С. Но очень часто температура летом достигает +50°С. Зима короткая, с отрицательными температурами. Средняя температура января -4...-8°С. Снеговой покров маломощен и неустойчив. Годовая сумма осадков составляет 150 - 200 мм. Испаряемость в 10 - 12 раз превышает осадки.

Растительный покров пустынь тесно связан с характером почвогрунтов. На песках распространены растения, имеющие мощные корневища и придаточные корни, которые укрепляют растение в сыпучем грунте и помогают найти влагу. К солончакам приурочены солянки, солерос, сарсазан. В северной части пустыни преобладают полыни и солянки. На севере распространены песчаные почвы и часто встречаются серо-бурые. Они карбонатны, солонцеваты и содержат мало гумуса. Повсеместно распространены такыры . Это глинистые почвы в понижениях - с непролазной грязью в весеннее время и твердой растрескавшейся коркой - в сухое. Такыры практически лишены растительности.

В зоне пустынь обитают сайгаки, барханная кошка. Большое количество грызунов - тушканчики и песчанки, много ящериц. Разнообразны многочисленные насекомые - скорпионы, тарантулы, москиты, саранча.

Обилие солнечного света и тепла, длительный вегетационный период позволяет выращивать в пустыне на поливных землях высокие урожаи ценнейших сельскохозяйственных культур - винограда, бахчевых. Для орошения построены многочисленные каналы, водохранилища и оросительные системы. Благодаря орошению в выжженной пустыне возникли земледельческие хозяйства и новые оазисы. Обширные пастбища пустынь используются для выпаса овец и верблюдов.

Субтропическая зона занимает небольшие территории прикрытые с севера горами. На Черноморском побережье Кавказа у Новороссийска располагаются сухие субтропики с жарким сухим летом, со среднеиюльской температурой +24°С. Зима сравнительно теплая и влажная. Средние температуры самого холодного месяца - февраля - близки к +4°С. Морозные периоды редки и непродолжительны. Годовая сумма осадков достигает 600-700 мм с максимумом в зимний период. Лучшее время года - осень, когда в течение сентября и октября стоят теплые солнечные дни.

В прошлом сухие субтропики были покрыты лесами из пушистого дуба, древовидного можжевельника, крымской и пицундской сосны, рощами земляничного и сандалового дерева. Распространены кустарниковые заросли шибляка и маквиса. Шибляк - низкорослые заросли листопадных растений пушистого дуба, колючих кустарников держи-дерева, сумаха, шиповника. Маквис - заросли вечнозеленых кустарников и невысоких деревьев: мирт, дикая маслина, земляничное дерево, древовидный вереск, розмарин, каменный дуб. Почвы сухих субтропиков представлены бурыми лесными и коричневыми.

В настоящее время естественный растительный покров практически сведен. Большая часть территории занята виноградниками, садами, парками многочисленных санаториев и домов отдыха.

§ 17. Почвы, земельные и лесные ресурсы России

Почвенный покров России представлен весьма разнообразно. Несмотря на огромные размеры территории России - 17,1 млн. км² - продуктивные земельные ресурсы составляют всего 13% от общей ее площади.

Наиболее распространенным типом почв являются подзолистые почвы. Они занимают площадь в 7 млн. км² , что составляет 40,9% от общей площади почв.

Посевная площадь России на 1997 г. достигает 133,5 млн. га, или 8% от площади земельных ресурсов . Велик и массив черноземных почв, достигающий 1,53 млн. км² , что составляет 8,6% от площади почв СССР и 48% от мировой площади черноземных почв. Посевные площади в России резко увеличились после распашки целинных и залежных земель. Их площадь за 1954 - 1960 годы составила 19,7 млн. га, что позволило к 1966 г. увеличить площади пахотных земель до 122,6 млн. га. В 1913 г. посевные площади составляли 69,8 млн. га. В засушливых районах Поволжья, Приуралья, Северного Кавказа, Нижнего Дона и Западной Сибири проведены значительные работы по развитию орошаемого земледелия. В результате площадь орошаемых земель достигла в 1976 г. 1,6 млн. га, что позволило решить проблемы выращивания риса, зерновых, технических, а также овощных культур. Широко проводились и осушительные мелиоративные мероприятия. Площади осушенных земель достигают более 3 млн.га.

Проводимые агротехнические мероприятия, механизация и химизация сельскохозяйственного производства позволили выращивать значительные объемы зерновых. Так, в 1997 г. урожай зерновых достиг 84 млн. тонн. В 1966 г. составлял 99,9 млн. т, при сборе в 1913 г. - 50,5 млн. тонн.

Естественное плодородие почвенных ресурсов России позволяет полностью удовлетворять потребность ее населения в продуктах питания и обеспечивать продовольственную безопасность и независимость страны.

К числу важнейших природных ресурсов относится земля. На ней размещаются все отрасли хозяйства, города, деревни и поселки. Она является важнейшим фактором сельскохозяйственного производства. С ее помощью получают большую часть продуктов питания и значительную часть сырья для легкой промышленности.

Россия находится в числе стран, наиболее обеспеченных земельными ресурсами. Однако при огромных размерах территории она имеет относительно небольшое количество земельных угодий, благоприятных для жизни и хозяйственной деятельности людей. Свыше 8% площади занято малопродуктивными землями тундры, 12% - болотами и заболоченными землями, 2,8% - полупустынями и пустынями, 5% - высокогорными районами. Сельскохозяйственные угодья составляют лишь 32,7% от площади России. Они состоят из пашни, садов, виноградников, сенокосов и пастбищ, кроме оленьих. Пахотные земли дают наибольшее количество сельскохозяйственной продукции, но они составляют лишь около 10% от всей площади страны. На каждого жителя России приходится около 0,8 га пахотных угодий. Причем среднедушевая величина пахотных угодий постоянно уменьшается. Основная причина сокращения пашни - использование сельскохозяйственных земель под строительство водохранилищ, городов, промышленных предприятий, дорог, карьеров. Сейчас в стране практически распаханы все пригодные для пашни земли. Их площадь может быть расширена, но это потребует больших средств и труда. В зоне тайги можно получить 17 млн. га дополнительной пашни за счет осушения болот и заболоченных земель. Таким же образом можно увеличить в этой зоне площади пастбищ и сенокосов. В зоне пустынь и полупустынь можно увеличить площади сельскохозяйственного земледелия за счет орошения. Но в целом резерв земель, пригодных для сельскохозяйственного производства, невелик. Поэтому необходимо более рационально использовать имеющиеся сельскохозяйственные земли, и прежде всего пашни.

Необходима система мероприятий по повышению продуктивности угодий. Работы по улучшению земель, повышению их производительности называются мелиорацией. Основные виды мелиоративных работ различны для разных природных зон. Так, в лесной зоне проводится осушение заболоченных и переувлажненных земель, применяется известкование кислых почв, внесение минеральных удобрений. В лесостепной и степной зонах основные виды мелиоративных работ - орошение засушливых земель, задержание снега на полях, организация борьбы с эрозией почв и их выдуванием. В зоне пустынь и полупустынь преобладает поливное земледелие, обводнение пастбищ, проводится борьба с засолением полей, осуществляются специальные работы по закреплению подвижных песков.

Во всех зонах сельскохозяйственные земли должны использоваться только по своему прямому назначению. В соответствии с законодательством особой охране подлежат пахотные угодья, которые не могут изыматься из сельскохозяйственного производства для каких-либо других целей. Однако это положение выполняется не везде и не всегда.

Значительная доля пахотных земель России располагается по склонам балок, речных долин, возвышенностей, предгорий и гор. На полях с уклоном поверхности свыше 2-3° при неправильной обработке развивается эрозия. Размыв и смыв почв сопровождается частичным, а иногда и полным уничтожением плодородного гумусового слоя. В результате на эрозированных почвах урожай резко падает. Процессами водной эрозии у нас в стране затронуты десятки миллионов гектаров пашни. Это пахотные угодья на Среднерусской, Приволжской, Ставропольской возвышенностях, на склонах Северного Кавказа. На таких землях приходится применять специальные системы противоэрозионных мероприятий. Используются агротехнические методы противоэрозионной обработки пашни - пахота и посев поперек склона. С помощью глубокой вспашки, рыхления, бороздования и обваловывания пашни увеличивают водопоглощение почвы. Вследствие усиления водопоглощения уменьшается поверхностный сток, замедляется разрушение почвогрунтов. На эродированных полях в состав севооборотов вводятся посевы многолетних трав, отводят поля под залужение и облесение. Под защитой многолетних растений почва не разрушается под потоками воды. На крутых склонах возвышенностей и гор производят террасирование - создание ступеней плоских поверхностей. Сооружение террас обходится очень дорого, поэтому они используются для выращивания - фруктов, винограда и чая.

В засушливых районах страны - в Ставрополье, Калмыкии, на юге Западной Сибири - развивается ветровая эрозия - выдувание почв. В этих районах часто возникают пыльные бури, во время которых миллионы тонн плодородных почвенных частиц развеиваются на обширных пространствах сухих степей и полупустынь. Для борьбы с ветровой эрозией применяется безотвальная обработка почв, при которой сохраняется стерня. Стерня (жнивье) - это нижняя часть стеблей зерновых культур, оставшаяся на корню после уборки урожая. Она надежно защищает почву от выдувания. Учеными для всех зон страны разработаны и внедряются противоэрозионные системы земледелия.

Россия располагает большими запасами лесных ресурсов . На ее долю приходится около 22% лесных площадей мира и 24% мировых запасов древесины. Примерно 40% площади страны покрыто лесами. В лесах произрастают около 1500 видов деревьев и кустарников. Наиболее богаты по видовому составу леса Кавказа и Дальнего Востока. Леса с преобладанием хвойных деревьев занимают около 78% от всей лесной площади. Древесина хвойных ценится как прекрасный промышленный ресурс. Широко используют в народном хозяйстве сосну. Ее заготавливают в Карелии, на севере европейской части России и в Сибири. Еловая древесина идет для производства бумаги. Первое место по площади и по запасам древесины занимают лиственничные леса. Но они пока еще используются главным образом для местных нужд. Это объясняется удаленностью основных массивов лиственничных лесов от центров переработки, повышенной плотностью древесины, которая при сплаве тонет. Широколиственные породы - дуб, бук, граб, ясень - занимают около 5% лесной площади. Они идут на изготовление паркета, мебели и наиболее прочных строительных деталей. Мелколиственные - береза и осина - пока используются незначительно.

Помимо древесины леса нашей страны богаты и другими видами лесных ресурсов - ягодами, грибами, орехами, лекарственными травами. Леса дают корма и служат пристанищем для ценных пушных, копытных животных и различной пернатой дичи. Многие лесные угодья используются в качестве пастбищ для скота.

Леса на территории России распределены очень неравномерно. Почти 95% всех лесных ресурсов сосредоточены в малонаселенных районах Севера, Сибири, Дальнего Востока. Размещение лесозаготовок не соответствует распространению лесов. В малолесных районах древесину вырубают в объемах, превышающих ее прирост. Перебазирование основных лесозаготовок за Урал дает возможность сократить заготовку древесины в малолесных районах и тем самым решить одну из важнейших задач сохранения лесов.

Ежегодно в стране вырубается 2,5-3,5 млн. га леса. Примерно на трети этой площади они восстанавливаются естественным путем. На остальной площади применяют специальные меры по их восстановлению. В настоящее время Россия вышла на первое место в мире по объему лесовосстановительных работ.

Большую площадь в нашей стране занимают луга. Лугами принято называть участки земли, занятые травянистой растительностью. Обычно луга используются в качестве сенокосов и пастбищ. В России около 40 млн. га сенокосов и свыше 230 млн. га пастбищ. Наиболее значительна площадь ценных лугов в лесной зоне, где они растут на месте вырубленных лесов, на заброшенных пахотных землях и на поймах рек.

Во всех географических зонах разрушение травяного покрова сопровождается рядом неблагоприятных процессов. В тундре растительный покров легко разрушается под колесами и гусеницами. После уничтожения растительности деградирует многолетняя мерзлота, возникают просадки грунтов и разрушение почв.

В лесостепи луга располагаются преимущественно по балкам и долинам. При перевыпасе по склонам возникают выбитые скотом тропы, лишенные всякой растительности. Они способствуют образованию разного рода размоин и оврагов. В полупустынях перевыпас легко приводит к деградации типчаковых пастбищ и замещению их менее ценными - полынными. Вследствие неумеренного выпаса в пустынях полностью уничтожается растительность и образуются подвижные пески, усиливаются песчаные бури.

ПРИРОДНЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ПРИРОДНЫЕ

УСЛОВИЯ КРУПНЫХ ТЕРРИТОРИЙ РОССИИ

Каждый из крупных природных комплексов России представляет собой единую геоструктурную область больших размеров (платформу или складчатую систему определенного геологического возраста), соответствующим образом выраженную в рельефе - низменностями или высокими равнинами, складчатыми, глыбовыми или складчато-глыбовыми горами. Все они имеют определенные черты климата и соответствующие им особенности почвенно-растительного покрова.

§ 18. Восточно-Европейская равнина

Восточно-Европейская равнина занимает по площади около 4 млн. км² , что составляет примерно 26% территории России. На севере, востоке и юге ее границы проходят по естественным рубежам, на западе - по государственной границе. На севере равнина омывается Баренцевым и Белым морями, на юге - Каспийским, Черным и Азовским, на западе - Балтийским морем. С востока равнину окаймляют Уральские горы.

В основании равнины залегают крупные тектонические структуры - Русская платформа и Скифская плита. На большей части территории их фундамент глубоко погружен под мощные толщи осадочных пород разного возраста, залегающих горизонтально. Поэтому на платформах преобладает равнинный рельеф. В ряде мест фундамент платформы приподнят. На этих участках располагаются крупные возвышенности. В пределах Украинского щита находится Приднепровская возвышенность. Балтийскому щиту соответствуют относительно приподнятые равнины Карелии и Кольского полуострова, а также невысокие горы Хибины. Поднятый фундамент Воронежской антиклизы служит ядром Среднерусской возвышенности. Такой же подъем фундамента находится в основании возвышенностей Высокого Заволжья. Особый случай представляет собой Приволжская возвышенность, где фундамент залегает на большой глубине. Здесь в течение всего мезозоя и палеогена происходило прогибание земной коры, накопление мощных толщ осадочных пород. Затем в течение неогена и четвертичного времени произошел подъем этого участка земной коры, что привело к формированию Приволжской возвышенности.

Ряд крупных возвышенностей сформировался в результате неоднократно повторявшихся четвертичных оледенений, накопления ледникового материала - моренных суглинков и песков. Таковы возвышенности Валдайская, Смоленско-Московская, Клинско-Дмитровская, Северные Увалы.

Между крупными возвышенностями находятся низменности, в которые заложились долины крупных рек - Днепра, Дона, Волги.

На окраинах Восточно-Европейской равнины, где фундамент платформы опущен очень глубоко, находятся крупные низменности - Прикаспийская, Причерноморская, Печорская и др. На этих территориях неоднократно происходило наступание моря, в том числе недавно - в четвертичное время, поэтому они перекрыты морскими осадками большой мощности и отличаются выровненным рельефом. Средняя высота Русской равнины около 170 м, отдельные возвышенности достигают 300-400 м и более.

На территории Восточно-Европейской равнины находятся богатые месторождения разнообразных полезных ископаемых. С фундаментом платформы связаны железные руды Курской магнитной аномалии. Особенно богат полезными ископаемыми Кольский полуостров, где имеются значительные запасы железных, медных, никелевых, алюминиевых руд, огромные запасы апатитов. К осадочному чехлу платформы приурочены такие полезные ископаемые, как горючие сланцы, добываемые в толщах ордовикского и силурийского возрастов в Прибалтике. С отложениями карбона связаны месторождения бурых углей Подмосковья, перми - каменных углей Печорского бассейна, нефти и газа Приуралья и Поволжья, соли и гипса Предуралья. В осадочных слоях мезозоя добывают фосфориты, мел и марганец.

Восточно-Европейская равнина располагается в умеренных широтах. Она открыта к северу и западу и в результате подвержена воздействию воздушных масс, формирующихся над Атлантическим и Северным Ледовитым океанами. Атлантические воздушные массы приносят на Восточно-Европейскую равнину значительное количество осадков, поэтому на большей части ее территории растут леса. Количество осадков убывает от 600‑900 мм в год на западе до 300-200 мм на юге и юго-востоке. Вследствие этого на юге Восточно-Европейской равнины находятся сухие степи, а на крайнем юго-востоке, в Прикаспийской низменности, - полупустыни и пустыни.

Атлантические воздушные массы в течение всего года оказывают смягчающее влияние на климат. Зимой они приносят потепление вплоть до оттепелей. Поэтому в западных районах равнины значительно теплее, чем в восточных. Средние январские температуры опускаются от -4°C в Калининградской области до -18°С в Предуралье. В результате зимние изотермы на большей части равнины (кроме крайнего юга) протягиваются почти меридионально, с северо-северо-запада на юго-юго-восток.

Арктический воздух зимой распространяется на всю территорию Восточно-Европейской равнины вплоть до крайнего юга. Он приносит с собой сухость и похолодание. Летом вторжение арктического воздуха сопровождается похолоданиями и засухами. Поочередное вторжение атлантических и арктических воздушных масс обусловливает неустойчивость погодных явлений и несхожесть сезонов разных лет. Летние температуры закономерно возрастают с севера на юг: средние температуры на севере +8...+10°С, на юге +24...+26°С, а изотермы вытягиваются почти в широтном направлении. В целом климат на большей части Восточно-Европейской равнины умеренно-континенталь­ный.

В отличие от других больших частей России наиболее крупные реки Восточно-Европейской равнины текут на юг. Это - Днепр, Днестр, Южный Буг, Дон, Волга, Кама, Вятка, Урал. Это позволяет применять их воду для орошения засушливых земель юга. Большие оросительные системы созданы на Северном Кавказе, которые используют воду Волги, Дона и местных рек. Обширные оросительные системы созданы на нижнем Дону, есть они также и в Поволжье.

На север несут свою воду такие многоводные, но относительно короткие реки, как Печора, Северная Двина, Онега, на запад - Западная Двина, Нева и Неман.

Верховья и русла многих рек часто располагаются близко друг от друга, что в условиях равнинного рельефа способствует их соединению каналами. Это - каналы им. Москвы, Волго-Балтийский, Волго-Дон, Беломорско-Балтийский. Благодаря каналам корабли из Москвы могут проплыть по рекам озерам и водохранилищам в Каспийское, Азовское, Черное, Балтийское и Белое моря. Поэтому Москву и называют портом пяти морей.

Зимой все реки Восточно-Европейской равнины замерзают. Весной, когда тают снега, на большей части происходят половодья. Для задержания и использования весенней воды на реках построены многочисленные водохранилища и гидроэлектростанции. Волга и Днепр превратились в каскад водоемов, используемых как для выработки электроэнергии, так и для судоходства, орошения земель, водоснабжения городов и промышленных центров.

Характерная особенность Восточно-Европейской равнины - яркое проявление широтной зональности. Она выражена полнее и четче, чем на других равнинах земного шара. Не случайно, что закон зональности, сформулированный известным русским ученым Докучаевым, прежде всего базировался на изучении им именно этой территории.

Равнинность территории, обилие полезных ископаемых, сравнительно мягкий климат, достаточное количество осадков, разнообразие природных ландшафтов, благоприятных для различных отраслей сельского хозяйства, - все это способствовало интенсивному хозяйственному освоению Восточно-Европейской равнины. В хозяйственно-экономическом отношении - это важнейшая часть России. На ней проживает более 50% населения страны и размещено две трети общего количества городов и рабочих поселков. На территории равнины находится наиболее густая сеть шоссейных и железных дорог. Большая часть крупнейших рек - Волга, Днепр, Дон, Днестр, Западная Двина, Кама - зарегулированы и преобразованы в каскад водохранилищ. На обширных пространствах леса вырублены и лесные ландшафты превратились в сочетание лесов и полей. Многие лесные массивы ныне - вторичные леса, где на смену хвойным и широколиственным породам пришли мелколиственные - береза, осина. На территории Восточно-Европейской равнины располагается половина всей пашни страны, около 40% сенокосов, 12% пастбищ. Из всех крупных частей Восточно-Европей­ская равнина в наибольшей степени освоена и изменена деятельностью человека.

§ 19. Северный Кавказ

Северный Кавказ занимает обширное пространство между Черным, Азовским и Каспийским морями. На севере этой крупной части России протягивается Кумо-Манычская впадина, а на юге проходит государственная граница. Северный Кавказ состоит из Предкавказья и северного склона гор Большого Кавказа.

В Предкавказье располагаются обширные низменности, которые разделены Ставропольской возвышенностью . По происхождению и природным особенностям они связаны с Кавказскими горами. Реки Кубань, Терек, Кума и др. сносят с гор большое количество рыхлого материала, который откладывается на равнинах. В результате реки текут в собственных наносах выше окружающих равнин. Поэтому, несмотря на засушливость климата в Предкавказье, в низовьях рек находятся обширные заболоченные пространства - плавни. В связи с тем, что русла рек приподняты, открываются самые благоприятные возможности для развития орошаемого земледелия. В долине Кубани находятся обширные заливаемые поля, где выращивают много риса.

Климат Предкавказья засушливый. Годовое количество осадков на западе 550 мм, на востоке - около 200 мм. При таком небольшом количестве влаги продуктивное земледелие возможно лишь с применением орошения. Поэтому создан ряд оросительных систем, которые используют воды Волги, Дона, Кубани, Кумы, Маныча и других рек.

Ставропольская возвышенность находится в осевой части Предкавказья. В результате интенсивных тектонических поднятий земной коры она оказалась приподнятой до высоты 800 м. На относительно высоких склонах возвышенности выпадает большое количество осадков - около 800 мм в год.

В западной части Предкавказья господствуют черноземы. В прошлом здесь произрастали ковыльно-разнотравные степи, ныне почти полностью распаханные и занятые посевами пшеницы, сахарной свеклы и подсолнечника. К востоку от Ставропольской возвышенности, где значительно суше, находятся сухие степи на каштановых почвах и полупустыни. Они используются преимущественно под пастбища для многочисленных отар овец.

К югу от Ставропольской возвышенности по разломам земной коры над равнинами поднялись горы-лакколиты. Самые крупные из них - Бештау и Машук. У их подножья находятся источники целебных минеральных вод - нарзан и ессентуки и ряд других. Они используются в многочисленных санаториях и курортах Пятигорска, Железноводска, Ессентуков, Кисловодска и др.

В тектонических предгорных прогибах образовались запасы нефти и газа. Нефтепромыслы находятся у г. Грозного. В Ставрополье добывается газ.

Главный Водораздельный, или Большой Кавказский, хребет протягивается с северо-запада на юго-восток, вздымаясь до 5000 м огромными антиклинальными складками. Наиболее высока его центральная часть, где твердые кристаллические породы разбиты многочисленными тектоническими трещинами. По трещинам в прошлые геологические эпохи изливалась лава и формировались вулканы. Крупнейшие из них - Эльбрус (5642 м) и Казбек (5033 м). Заснеженная вершина Эльбруса - высочайшая вершина Кавказа. В районе высоких гор Большого Кавказа выпадает много снега и находятся многочисленные ледники (табл. VIII.9). От них берут начало реки, несущие стремительные воды на равнины (Кубань, Терек, Кума и др.). Реки Кавказа обладают большими запасами гидроэнергетических ресурсов.

Горы Большого Кавказа располагаются на границе умеренного и субтропического поясов. Они служат барьером на пути движения к югу холодных воздушных масс. Под прикрытием высоких гор субтропики в этом районе продвинулись далеко к северу (районы Анапы, Сочи). Юго-западная часть гор получает наибольшее количество осадков (от 2600 до 4000 мм). В течение всего года над Черным морем циклоны движутся с запада на восток. При подъеме влажных воздушных масс по склонам гор происходит конденсация влаги и выпадают осадки. Так, в окрестностях Сочи наблюдается большое количество осадков - до 2500 мм в год. На юго-восточном склоне гор картина обратная. Стекающие с гор воздушные массы нагреваются и иссушаются, поэтому в этом районе находятся засушливые территории.

Изменения количества осадков и температур воздуха находят прямое отражение в характере почвенно-растительного покрова, в особенностях вертикальной поясности по склонам гор. Наиболее высокие вершины центральной части Кавказского хребта заняты снегами и ледниками.

Ниже располагаются пышные альпийские и субальпийские луга с зарослями кавказского рододендрона. Эти луга используются в качестве прекрасных летних пастбищ. Между высотами 2000 и 1300 м растут елово-пихтовые леса, которые книзу сменяются широколиственными - дубовыми лесами. В нижних частях юго-западных склонов часты вечнозеленые кустарники и лианы. В восточной части Кавказских гор как на северном, так и на южном склонах в связи с уменьшением количества осадков леса занимают значительно меньшие площади. На смену им приходят заросли колючих кустарников - шибляка.

Недра Большого Кавказа богаты полезными ископаемыми. У восточного подножья гор на Апшеронском полуострове находятся нефтяные и газовые месторождения.

§ 20. Урал

Урал протянулся в меридиональном направлении на 2000 км с севера на юг - от арктических островов Новой Земли до выжженных солнцем пустынь Туранской равнины. По Предуралью проводится условная географическая граница между Европой и Азией. Уральские горы располагаются во внутриматериковой пограничной зоне земной коры между древней Русской платформой и молодой Западно-Сибирской плитой. Залегающие в основаниях Уральских гор складки земной коры сформировались во время герцинского горообразования. Горообразование сопровождалось интенсивными процессами вулканизма и метаморфизма горных пород, поэтому в недрах Урала образовались многочисленные полезные ископаемые - руды железа, полиметаллов, алюминия, золото, платина. Затем в течение длительного времени - в мезозое и палеогене - происходили процессы разрушения и выравнивания герцинских гор. Постепенно горы снизились и превратились во всхолмленную возвышенность. В неоген-четвертичное время древние складчатые структуры, залегающие в ее основании, раскололись на глыбы, которые поднялись на разную высоту. Таким образом бывшие складчатые горы превратились в складчато-глыбовые. Произошло омоложение древних разрушенных гор. Тем не менее современные хребты Урала преимущественно невысокие. На севере и на юге они поднимаются до 800-1000 м. Самая высокая вершина Урала - гора Народная (1894 м). В средней части высота хребтов не превышает 400-500 м. Через низкие перевалы этой части Урала проходят железные дороги, по которым движутся поезда между европейской и азиатской частями России.

Неравномерное поднятие глыб земной коры привело к различиям в высоте горных хребтов, их внешних форм. По особенностям рельефа Урал подразделяется на несколько частей. Полярный Урал протягивается четырьмя хребтами, постепенно повышающимися от сопок Пай-Хоя до 1500 м. Хребты Приполярного Урала имеют немало острых вершин. Северный Урал состоит из двух вытянутых параллельных хребтов, которые поднимаются до 800-1000 м. Западный из этих двух хребтов имеет плоские вершины. Восточный склон Урала круто обрывается в сторону Западно-Сибирской низменности. Средний Урал - самая низкая часть всего Урала: господствуют высоты около 500 м. Однако отдельные вершины и здесь поднимаются до 800 м. Южный Урал - самый широкий, с господством предгорных плато. Вершины гор часто плоские.

Размещение полезных ископаемых Урала определяется особенностями его геологического строения. На западе в Предуральском прогибе происходило накопление осадочных толщ известняков, гипсов и глин, к которым приурочены значительные месторождения нефти, калийных солей и угля. В центральной части Урала на поверхности оказались метаморфические породы внутренних складок гор - гнейсы, кварциты и сланцы, разбитые тектоническими разломами. Внедрившиеся по разломам магматические породы привели к формированию рудных полезных ископаемых. Среди них важнейшая роль принадлежит рудам железа, полиметаллов, алюминия. На базе месторождений железных руд в годы первых пятилеток построен крупный железорудный комбинат и город Магнитогорск. Восточный склон Урала сложен разнообразными геологическими породами - осадочными, метаморфическими и вулканическими, поэтому и полезные ископаемые очень разнообразны. Это руды железа, цветных металлов, алюминия, месторождения золота и серебра, драгоценных и полудрагоценных камней, асбеста.

Урал - климатораздел между умеренно континентальным климатом Восточно-Европейской равнины и континентальным климатом Западной Сибири. Несмотря на свою относительно небольшую высоту, Уральские горы оказывают воздействие на особенности климата нашей страны. В течение всего года на Урал проникают влажные воздушные массы, приносимые циклонами со стороны Атлантического океана. При подъеме воздуха по западному склону увеличивается количество выпадающих осадков. Опускание воздуха по восточному склону сопровождается его иссушением. Поэтому на восточных склонах Уральских гор выпадает в 1,5-2 раза меньше осадков, чем на западных. Отличаются западный и восточный склоны и по температурам, и по характеру погод. Средние температуры января меняются от -22° на севере до -16°С на юге. На западном склоне зима относительно мягкая и снежная. На восточном склоне снега выпадает мало, а морозы могут достигать -45°С. Лето на севере прохладное и дождливое, на большей части Урала теплое, а на юге жаркое и сухое.

На Урале берут начало многие реки. Крупнейшие среди них текут на запад. Это Печора, Кама, Белая, Уфа. На восток стекает Ишим, на юг - Урал. На меридиональных отрезках реки спокойно текут по широким долинам в котловинах между хребтами. На широтных отрезках они стремительно несутся поперек хребтов вдоль тектонических разломов по узким скалистым ущельям со множеством порогов. Чередование узких ущелий и широких участков долин придает рекам удивительное разнообразие и красоту, благоприятствует строительству водохранилищ. На Урале очень велика потребность в воде, которая нужна в большом количестве для многочисленных промышленных предприятий и городов. Однако многие реки сильно загрязнены сточными водами промышленных предприятий и городов и нуждаются в очистке. Велико и разнообразно хозяйственное значение рек Урала и Приуралья, хотя их роль в судоходстве и энергетике не столь велика. Запасы гидроэнергии уральских рек ниже средних показателей страны. Среднегодовая мощность средних рек Урала около 3,5 млн. кВт. Наиболее богат гидроэнергией бассейн Камы. Здесь построен ряд крупных гидроэлектростанций. Среди них Камская и Воткинская ГЭС. Крупнейшее водохранилище Камской ГЭС протянулось на 220 км. ГЭС значительной мощности сооружена на р. Уфе. Несмотря на обилие рек Урала, только немногие из них пригодны для судоходства. Это прежде всего Кама, Белая, Уфа. В Зауралье суда ходят по Тоболу, Тавде, а в высокие воды по Сосьве, Лозьве и Туре. Для мелкосидящих судов судоходен и Урал ниже г. Оренбурга.

Для улучшения водоснабжения издавна на реках Урала строили пруды и водохранилища. Это - Верхне-Исетский и городской пруды в Екатеринбурге, Нижне-Тагильский и др. Созданы и водохранилища: Волчихинское на Чусовой, Магнитогорское и Ириклинское на Урале.

Для промышленных, сельскохозяйственных целей, отдыха и туризма используются многочисленные озера, которых насчитывается более 6 тыс.

Урал пересекает несколько природных зон. По его вершинам и верхним участкам склонов они сдвинуты к югу. На Полярном Урале распространены горные тундры. Южнее на западных склонах в условиях большого увлажнения господствуют темнохвойные елово-пихтовые леса, по восточным склонам - сосновые и кедровые. На Южном Урале на западном склоне - хвойно-широколиственные леса, к югу они сменяются липовыми и дубравной лесостепью. На восточном склоне Южного Урала - лесостепь березово-осиновая. На крайнем юге Урала и в низких горах Мугоджарах располагаются сухие степи и полупустыни.

§ 21. Западная Сибирь

Западная Сибирь - крупнейшая равнина мира. Она простирается от Карского моря до северных склонов Казахского мелкосопочника на 2,5 тыс. км. В северной части равнина протягивается от Урала до Енисея на 1000 км, а в южной части - почти на 2 тыс. км. Вся равнина лежит на Западно-Сибирской плите с глубоко опущенным складчатым фундаментом палеозойского возраста. На нем залегают осадочные толщи мезозоя, палеогенового и четвертичного возраста огромной мощности, достигающей 6 тыс. м. Они представлены глинами, песчаниками, песками и сланцами. Четвертичные толщи состоят из морских, речных и ледниковых отложений: суглинков, песков и глин. Во время возрождения Уральских и Алтайских гор рыхлые осадочные толщи Западно-Сибирской плиты были слегка деформированы. В них возникли складки, приведшие к образованию подземных куполов. В таких куполах, сложенных песками, перекрытых непроницаемыми плотными глинами, произошло накопление нефти и газа. Крупнейшие месторождения в районе Сургута, газовые - в районе Уренгоя и на полуострове Ямал. На юге равнины, где складчатый фундамент приподнят, находятся месторождения железной руды. Крупнейшее из них - Соколовско-Сарбайское.

Мощная горизонтально залегающая толща осадочных пород обусловливает равнинность современного рельефа. Северная и центральная части Западной Сибири представляют собой низменности, располагающиеся на высоте до 100 м над уровнем моря. Южная часть равнины поднимается немного выше. В целом Западная Сибирь имеет форму огромной чаши, слегка поднимающейся к югу, западу и востоку и наклоненную к северу. Северная наиболее опущенная часть равнины отделена от остальной части узкой, вытянутой в широтном направлении возвышенностью Сибирских Увалов.

По слабо наклоненной равнине медленно текут реки. Они неглубоко врезаны и образуют обширные меандры и протоки с неустойчивым руслом. Во время весенних половодий они широко разливаются.

Плоская поверхность северной половины территории, слабый дренаж, связанный с неглубоким врезанием рек, избыточное увлажнение, обилие грунтовых вод, поступающих с приподнятых окраин равнины, - все это привело к формированию обширных болот. Западная Сибирь - самая заболоченная равнина мира. Заболоченность составляет 38%.

Внутриматериковое положение Западной Сибири обусловило континентальность ее климата, особенно на юге равнины. Средняя январская температура изменяется от -25°С на севере до -18°С на юге. Среднеиюльская - от +2°С на побережье Карского моря до +22°С на крайнем юге. Во второй половине зимы на Западную Сибирь распространяется область повышенного давления. В это время устанавливается безветренная солнечная морозная погода. Снега выпадает немного (за исключением северо-востока), но так как в Западной Сибири практически не бывает оттепелей, он накапливается и образуется устойчивый снежный покров. На юге равнины его мощность составляет 30 см, на северо-востоке, перед горами Путорана, - 80 см. Летом на нагретую поверхность равнины устремляется арктический воздух, который встречается с нагретыми южными воздушными потоками. В результате их взаимодействия возникают циклоны и выпадают осадки.

В Западной Сибири отчетливо выражена широтная зональность. Крайний север на полуостровах Ямал, Тазовский и Гыданский занят зоной тундр. Лесотундра спускается к югу почти до Сибирских Увалов. В ней представлено лиственничное и березовое криволесье. На юге лесотундры в лиственничных лесах появляются сосна и кедр. Вдоль рек далеко на север заходят леса, так как по речным долинам суше из-за лучшего дренажа, а с юга с речной водой поступает тепло. В зоне тундр и лесотундр находятся пастбища, где пасутся многотысячные стада северных оленей. Богатую добычу дает промысловая охота (шкурки песца) и рыболовство. Ведется добыча газа.

Шестьдесят процентов территории Западной Сибири занято лесоболотной зоной . На междуречных пространствах господствуют болота. Таежные леса растут преимущественно по склонам речных долин и узким песчаным повышениям на междуречьях - гривам. В западной предуральской части зоны преобладают сосновые леса. В северной и средней частях равнины господствуют елово-кедровые и лиственничные леса, в южной - тайга из ели, кедра, пихты, березы. В тайге охотятся на соболя, белку, куницу, ондатру и норку. К югу тайга сменяется березово-осиновыми лесами, которые переходят в лесостепь. Она состоит из травянистых степей с многочисленными березово-осиновыми рощицами в западинах (колки). Крайний юг Западной Сибири занят зоной степей, где в условиях засушливого климата сформировались черноземы и темно-каштановые почвы. Они почти полностью распаханы. На обширных массивах бывших целинных земель располагаются поля яровой пшеницы. Распашка степей привела к возникновению пыльных бурь. В настоящее время на обширных просторах юга Западной Сибири применяют специальные способы безотвальной обработки почвы, при которых сохраняется стерня зерновых культур. Она способствует накоплению снега, защищает почву от выдувания. В степях находится много соленых озер, в которых добывают соду и поваренную соль.

§ 22. Средняя и Северо-Восточная Сибирь

В состав Средней и Северо-Восточной Сибири входит вся территория Сибири, лежащая к востоку от Енисея. Долина Енисея служит рубежом, за которым меняется строение недр, рельеф, климат, водный режим рек, характер почвенно-растительного покрова. В отличие от Западной Сибири здесь преобладают приподнятые территории плоскогорий и гор. Поэтому восточную часть нашей страны называют Высокой Сибирью .

Восточная половина России находится под воздействием Тихоокеанской литосферной плиты, поддвигающейся под материк Евразии. В результате здесь в мезозое и в неоген-четвертичное время происходили значительные поднятия земной коры. Причем они охватывали самые разнообразные по строению и возрасту тектонические структуры - Сибирскую платформу с ее древним фундаментом, байкалиды, а также складчатые мезозойские сооружения Северо-Востока. В неоген-четвертичное время сформировалось Средне-Сибирское плоскогорье. Некоторые участки древнего фундамента платформы оказались высоко приподнятыми, например, Анабарское плоскогорье и Енисейский кряж. Между ними находилась Тунгусская впадина фундамента. Но и она в новейшее время поднялась и на ее месте образовались горы Путорана. На полуострове Таймыр возникли возрожденные горы Бырранга, на Северо-Востоке - омоложенные горы: Верхоянский хребет, горы Черского и Корякское нагорье. Низменности занимают в Средней Сибири прогибы между горами и возвышенностями (Вилюйская и Северо-Сибирская) или же опущенный северный край материка Евразия (Яно-Индигирская и Колымская).

Поднятия жестких участков земной коры сопровождались многочисленными разломами. По разломам внедрялись магматические массы в недра платформы, местами они изливались на поверхность. Излившаяся магма застыла, образовав лавовые плато.

С выходами кристаллических пород фундамента связаны месторождения железных и медно-никелевых руд и платины. В тектонических прогибах находятся крупнейшие месторождения углей. Среди них выделяется самый большой угольный бассейн страны - Тунгусский. Угли разрабатываются на юге Якутии, куда подведена железнодорожная магистраль от БАМа. Многие полезные ископаемые связаны с внедрениями и излияниями магм. В осадочных породах под их воздействием в ряде мест угли превратились в графит. В районах древнего вулканизма образовались так называемые трубки взрыва, к которым приурочены месторождения алмазов Якутии. На Северо-Востоке с вулканическими процессами прошлых геологических эпох связаны месторождения оловянных руд и золота. В осадочных толщах Лено-Вилюйской и Северо-Сибирской низменности содержатся каменный и бурый уголь, нефть и газ.

Климат всей Средней Сибири резко континентальный с длинной и очень холодной зимой. Значительная часть территории находится в арктическом и субарктическом климатических поясах. Здесь располагается полюс холода северного полушария . Зимой господствует устойчивая малооблачная погода с сильными морозами. В межгорных котловинах, где застаивается тяжелый холодный воздух, средняя температура января опускается до -40...-50°С. В районе Верхоянска и Оймякона находится самое холодное место нашей страны (полюс холода), здесь зарегистрирована температура -71°С. Но безветренная сухая погода помогает населению переносить эти жесткие морозы. Летом малооблачно и суша сильно нагревается. На равнинах центральной Якутии средняя температура июля достигает +19°С, может подниматься до +30°С и даже до +38°С. Летом несколько недель стоит ясная знойная погода. В связи с нагреванием суши над Средней Сибирью летом устанавливается пониженное атмосферное давление, и сюда устремляется воздух со стороны Северного Ледовитого и Тихого океанов. Вдоль северных побережий устанавливается арктический климатический фронт (его Тихоокеанская ветвь), поэтому летом в этих районах преобладает пасмурная, прохладная погода с дождями и снегопадами. Обилие влаги приводит к образованию ледников и снежников в горах. Наиболее широко они развиты на юге хребта Черского.

На большей части Средней Сибири с ледникового времени сохранилась и многолетняя мерзлота до 1 км и более на севере. Зимой на многих реках образуются наледи, особенно в бассейнах рек Яны, Индигирки и Колымы, некоторые реки промерзают до дна.

По Средней Сибири протекает ряд крупных рек - Лена, притоки Енисея - Нижняя Тунгуска, Подкаменная Тунгуска и Ангара, на северо-востоке - реки Яна, Индигирка и Колыма. Все реки берут начало в горах крайнего юга и востока страны, где выпадает относительно много осадков, и несут воды в моря Северного Ледовитого океана. На своем пути они пересекают разломы земной коры, поэтому их долины часто имеют характер ущелий с многочисленными порогами. Средняя Сибирь обладает огромными запасами гидроэнергии, часть из которой уже используется. На Ангаре построены Иркутская, Братская, Усть-Илимская ГЭС, на Вилюе действует Вилюйская ГЭС, на Енисее - Саяно-Шушенская ГЭС.

Большая часть Средней Сибири покрыта светлохвойными лесами, состоящими из лиственницы. На зиму она сбрасывает хвою. Это защищает ее от вымерзания во время сильных морозов. Поверхностная корневая система позволяет лиственнице расти, используя летом оттаявшие слои почвогрунтов. По долинам Ангары, Лены, где мерзлые толщи перекрыты мощными аллювиальными отложениями, растут сосновые леса. Под всеми лесами формируются таежно-мерзлотные почвы. Нижние части склонов гор покрыты лиственничными лесами, которые в верхних частях сменяются кедровым стлаником и горной тундрой. Многие вершины и высокие части склонов заняты каменистыми пустынями. На северных равнинах господствует тундра и лесотундра.

В лесах Средней Сибири обитает много пушных зверей, мех которых высоко ценится. В суровом климате он становится очень пышным и мягким. К наиболее распространенным животным охотничьего промысла относятся белка, соболь, горностай, куница, колонок и выдра.

§ 23. Горы Южной Сибири

Вдоль южных границ России от Иртыша до Приамурья до 4,5 тыс. км протянулся один из крупнейших горных поясов мира. Он состоит из гор Алтая, Западного и Восточного Саяна, Прибайкалья, нагорий Забайкалья, Станового хребта и Алданского нагорья. Горы сформировались в пределах гигантской геосинклинальной зоны. Она возникла в результате взаимодействия крупных блоков земной коры - Китайской и Сибирской платформ. Эти платформы являются частью Евразиатской литосферной плиты и испытывают значительные горизонтальные перемещения, которые в зоне их контакта сопровождаются смятием в складки осадочных пород и формированием гор, разломами земной коры и внедрением гранитных интрузий, землетрясениями, образованием разнообразных (рудных и нерудных) месторождений полезных ископаемых. Горы сформировались в эпохи байкальской, каледонской и герцинской складчатости. В течение палеозоя и мезозоя горные сооружения были разрушены и выровнены. Обломочный материал сносился в межгорные котловины, где одновременно шло накопление мощных толщ каменных и бурых углей. В неоген-четвертичное время в результате интенсивных подвижек массивов земной коры образовались крупные глубинные разломы. На опущенных участках возникли большие межгорные котловины - Минусинская, Кузнецкая, Байкальская, Тувинская , на приподнятых - средневысотные и частично высокие горы. Наиболее высоки горы Алтая , где находится высшая точка всей Сибири гора Белуха (4506 м). Таким образом, все горы Южной Сибири эпиплатформенные складчато-глыбовые возрожденные. Вертикальные и горизонтальные подвижки земной коры продолжаются, поэтому весь этот пояс относится к сейсмическим районам России, где сила землетрясений может достигать 5-7 баллов. Особенно сильные землетрясения происходят в районе оз. Байкал .

Тектонические движения земной коры сопровождались процессами магматизма и метаморфизма, которые привели к формированию крупных месторождений разнообразных руд - железных и полиметаллических на Алтае, медных и золота в Забайкалье .

Вся горная система находится в глубине материка, поэтому климат ее континентальный. Континентальность нарастает к востоку, а также по южным склонам гор. На наветренных склонах выпадают обильные осадки. Особенно много их на западных склонах Алтая (около 2000 мм в год). Поэтому его вершины покрыты снегами и ледниками, самыми крупными в Сибири. На восточных склонах гор, а также в горах Забайкалья количество осадков уменьшается до 300-500 мм в год. Еще меньше осадков в межгорных котловинах.

Зимой почти все горы Южной Сибири оказываются под воздействием Азиатского максимума атмосферного давления. Погода стоит безоблачная, солнечная, с низкими температурами. Особенно холодно бывает в межгорных котловинах, в которых застаивается тяжелый воздух, стекающий с гор. Температура зимой в котловинах опускается до -50...-60°С. На этом фоне особо выделяется Алтай. С запада сюда часто проникают циклоны, сопровождающиеся значительной облачностью и снегопадами. Облака защищают поверхность от выхолаживания. В результате алтайские зимы отличаются от других территорий Сибири большой мягкостью и обилием осадков. Лето на большей части гор короткое и прохладное. Однако в котловинах оно бывает обычно сухим и жарким со среднеиюльской температурой +20°С.

В целом горы Южной Сибири являются аккумулятором внутри засушливых континентальных равнин Евразии. Поэтому в них берут свое начало крупнейшие реки Сибири - Иртыш, Бия и Катунь - истоки Оби; Енисей, Лена, Витим, Шилка и Аргунь - истоки Амура.

Стекающие с гор реки богаты гидроэнергией. Горные реки наполняют водой озера, находящиеся в глубоких котловинах, и прежде всего крупнейшие и красивейшие озера Сибири - Байкал и Телецкое.

В Байкал впадает 54 реки, а вытекает одна Ангара. В его самой глубокой в мире озерной котловине сосредоточены гигантские запасы пресной воды. Объем его вод равен всему Балтийскому морю и составляет 20% мировых и 80% внутренних объемов пресных вод. Вода Байкала очень чиста и прозрачна. Она может быть использована для питья без всякой очистки и обработки. В озере обитает около 800 видов животных и растений, в том числе такая ценная промысловая рыба, как омуль и хариус. Живут в Байкале и тюлени. В настоящее время на берегах Байкала и впадающих в него рек построен ряд крупных промышленных предприятий и городов. В результате уникальные качества его вод стали ухудшаться. В соответствии с правительственными решениями принимается ряд мер для охраны природы в бассейне озера для поддержания чистоты водоема.

Различия в температурах и в степени увлажнения горных склонов находит прямое отражение в характере почвенно-растительного покрова гор, в проявлении высотной поясности. По склонам Алтая до высоты 500 м на севере и 1500 м на юге поднимаются степи. В прошлом ковыльные и разнотравные степи располагались и по днищу межгорных котловин. Ныне плодородные черноземы степных котловин почти полностью распаханы. Выше пояса степей на влажных западных склонах Алтая находятся елово-пихтовые леса с примесью кедра. В более сухих Саянах, Байкальских горах и в Забайкалье господствуют сосново-лиственничные леса. Под лесами сформировались горно-таежные мерзлотные почвы. Верхняя часть пояса лесов занята кедровым стлаником. В Забайкалье и на Алданском нагорье зона лесов почти полностью состоит из кустарниковых зарослей кедрового стланика. Выше лесов на Алтае находятся субальпийские и альпийские луга. В Саянах, на Байкальском и Алданском нагорьях, где значительно холоднее, верхние участки гор заняты горной тундрой с карликовой березой.

§ 24. Дальний Восток

Территория Дальнего Востока протягивается вдоль побережья Тихого океана на 4500 км. Она располагается в зоне контрастных процессов и явлений. Как уже отмечалось, здесь взаимодействуют разнородные блоки земной коры, различные воздушные массы, холодные и теплые морские течения, рядом соседствуют представители северной и южной флоры и фауны. Все это определяет большую пестроту природных условий.

Дальний Восток находится в зоне взаимодействия крупных литосферных плит. Тихоокеанская плита поддвигается под континентальную Евразиатскую. Это находит свое отражение во многих особенностях природы. Так, почти все горные сооружения протягиваются параллельно побережью Тихого океана. В сторону континента выгнуты хребты Корякского нагорья и Срединный хребет Камчатки . Южная внешняя дуга горных сооружений изогнута в сторону океана и состоит из Восточного хребта Камчатки и гряды Курильских островов . Эти острова являются вершинами высочайших (около 7000 м) гор, поднимающихся со дна моря. Их большая часть находится под водой. Большинство горных сооружений Дальнего Востока сформировалось в мезозое. Мощные горообразовательные процессы и подвижки литосферных плит продолжаются. Свидетельством являются интенсивные землетрясения и моретрясения, очаги которых располагаются как в недрах горных сооружений, так и на дне морских котловин и глубоководных впадин - желобов. Моретрясения сопровождаются образованием гигантских волн - цунами, которые стремительно обрушиваются на дальневосточное побережье, вызывая катастрофические разрушения. В состав дугообразных хребтов входят и вулканические горы. Самая большая из них Ключевская сопка (4750 м) систематически выбрасывает пепел и лаву. Вулканическим процессам сопутствуют гейзеры, многочисленные источники термальных вод. На Камчатке они используются для отопления зданий и теплиц, производства электроэнергии. Многие горы Дальнего Востока сложены застывшими лавами, туфами, пемзой и другими вулканическими породами.

На юге располагаются горы, нагорья и плато, образовавшиеся в результате наращивания с востока континентальной литосферной плиты за счет океанической. Поэтому западные части горных сооружений сложены более древними складками, чем восточные. Так, Сихотэ-Алинь с запада состоит из мезозойских складчатых сооружений, а с востока - кайнозойских. Горы Сахалина полностью представлены кайнозойскими складчатыми сооружениями земной коры. Внедрения магматических пород в осадочные толщи привело к формированию месторождений железных, полиметаллических и оловянных руд. В осадочных породах находятся залежи каменного угля, нефти и газа.

Климат всего Дальнего Востока определяется взаимодействием континентальных и морских воздушных масс умеренных широт. Зимой со стороны мощного Азиатского максимума к юго-востоку устремляются потоки холодного воздуха. Поэтому зима на Дальнем Востоке очень суровая и сухая. На северо-востоке по краю Алеутского минимума холодный континентальный воздух Восточной Сибири вступает во взаимодействие с относительно теплым морским воздухом. В результате часто возникают циклоны, с которыми связано большое количество осадков. На Камчатке выпадает много снега, нередки метели. По восточному берегу полуострова высота снежного покрова местами может достигать 3 м. Значительны снегопады и на Сахалине.

Летом воздушные потоки устремляются со стороны Тихого океана. Морские воздушные массы взаимодействуют с континентальными, вследствие чего на всей территории Дальнего Востока летом идут муссонные дожди. В результате крупнейшая дальневосточная река Амур и его притоки разливаются не весной, а летом, что обычно приводит к катастрофическим наводнениям. Над прибрежными районами нередко проносятся разрушительные тайфуны, приходящие со стороны южных морей.

Взаимодействие континентальных и морских воздушных масс, северных и южных потоков, сложный рельеф, в котором сочетаются горы и низменности, замкнутые котловины, - все это в совокупности приводит к разнообразию растительного покрова Дальнего Востока, к присутствию в его составе северных и южных видов. На северных низменностях располагаются тундры, в которые по рекам с юга заходят лиственничные леса. Большая часть Камчатки занята редкостойными лесами из каменной березы и лиственницы, а по склонам гор произрастают заросли кедрового стланика с ольхой и лишайниками. Для Северного Сахалина характерны редкостойные лиственничные леса, а для южного - непроходимые заросли бамбука и елово-пихтовая тайга. На Курильских островах, в Приморье и Приамурье, где лето теплое и влажное, произрастают хвойно-широколиственные леса богатого видового состава. Они состоят из корейского кедра, ели, пихты, липы, граба, маньчжурского ореха, груши и многих других видов. Густые заросли деревьев перевиты лианами, виноградом и лимонником. В лесах много целебных трав, в том числе жень-шень.

В Приамурье и Приморье встречаются северные и южные виды животных. Здесь обитают такие сибирские виды, как северный олень, лось, соболь, белка, и такие южные - как амурский тигр, пятнистый олень, черный олень, енотовидная собака. Для Курильских островов характерны нерпа, морской котик и калан.

На большей части Дальнего Востока земледелие затруднено. Но на южных равнинах с плодородными черноземовидными и бурыми лесными почвами выращивают пшеницу, рис, сою, картофель и овощи.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Авакян А.Б., Салтанкин В.П., Шарапов В.А. Водохранилища. М.: Мысль, 1987.

Баринова И.П. География России. Природа: Учебник для общеобразовательных учебных заведений. М.: Издательский дом “Дрофа”, 1997. 288 с.

Галай И.П., Мелешко Е.Н., Сидор С.Н. Пособие по географии для поступающих в вузы. Минск: Вышэйшая школа, 1988. 488 с.

Сухов В.П. Физическая география СССР: Учебник для 8 класса средней школы. М.: Просвещение, 1991. 272 с.

Соколов А.А. Гидрография СССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1964. 535 с.

Физическая география для подготовительных отделений вузов / Под ред. К.В. Пашканга. М.: Высшая школа, 1995. 304 с.

Глава IX. ЭВОЛЮЦИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ

Географическая оболочка - это область взаимодействия внутрипланетарных эндогенных и внешних - экзогенных и космических процессов, которые осуществляются при активном участии органического вещества. Отсюда границы географической оболочки должны определяться условиями, при которых возможно существование белковых тел, составляющих основу жизни на Земле. Нижняя граница регламентируется изотермой 100⁰ С, т.е. располагается на глубине порядка 10 км; верхняя - на высоте 10-15 км под озоновым слоем, экранирующим ультрафиолетовое излучение Солнца, губительное для живого вещества.

Таким образом, толщина географической оболочки составляет 20-25 км и включает верхи земной коры, гидросферу, атмосферу и насыщающее их органическое вещество.

Особенности эволюции географической оболочки определяются в первую очередь темпами накопления свободной воды на поверхности планеты. Именно здесь в пограничной области процессы взаимодействия идут наиболее активно, создавая многообразие форм рельефа земной поверхности, очертаний континентальных, морских и океанических областей, разнообразие органического мира, наземных и подводных ландшафтов.

Динамика географической оболочки всецело зависит от энергетики земных недр в зоне внешнего ядра и астеносферы и от энергетики Солнца. Определенную роль играют также приливные взаимодействия системы Земля - Луна.

Проекция внутрипланетарных процессов на земную поверхность и последующее взаимодействие их с солнечным излучением в конечном счете отражается в формировании главных компонентов географической оболочки - верхов земной коры, рельефа, гидросферы, атмосферы и биосферы. Следовательно, для выявления закономерностей ее эволюции необходимо исследовать динамику эндогенного режима планеты, эволюции магматизма, свободной воды и рельефа земной поверхности. С появлением воды создаются предпосылки для формирования кислородной атмосферы Земли и развитой биосферы.

Современное состояние географической оболочки - результат ее длительной эволюции, начиная с возникновения планеты Земля. Правильное понимание процессов и явлений различного пространственно-временного масштаба, протекающих в географической оболочке, требует, по меньшей мере, многоуровенного их рассмотрения, начиная с глобального - общепланетарного. Вместе с тем исследование процессов такого масштаба до последнего времени считалось прерогативой геологических наук. В общегеографическом синтезе информация этого уровня практически не использовалась, а если и привлекалась, то довольно пассивно и ограниченно. Однако отраслевое подразделение естественных наук достаточно условно и не имеет четких границ. Объект исследований у них общий - Земля и ее космическое окружение.

В результате термохимических реакций, идущих в зоне внешнего ядра Земли образуются металлы, их окислы, летучие вещества и вода. Легкие продукты реакций и избытки тепла диффундируют под подошву каменной оболочки - перисферы. Из-за более низкой теплопроводности последней они не сразу прорвутся на поверхность планеты, а, скапливаясь под подошвой перисферы, формируют зону вторичного разогрева верхней мантии - астеносферу. Периодическая разгрузка астеносферы от избытков магматического материала, летучих и тепла в результате вулканизма сопровождается формированием в ней разуплотненного пространства. Вышележащая каменная оболочка перисферы, следуя уменьшающемуся объему, пассивно проседает над этими областями, образуя отрицательные формы рельефа на поверхности Земли. Области, где такого проседания не происходит, сохраняются в виде остаточных возвышенностей. Все это подтверждается приуроченностью трапповых провинций континентов к синеклизам платформ, тесной связью массовых платобазальтовых излияний с образованием океанических впадин в кайнозое (Орленок, 1985). Уменьшение объема Земли за счет уплотнения протовещества, диссипации водорода, других газов и продуктов диссоциации воды сопровождается сокращением радиуса планеты и площади ее поверхности. Согласно нашим расчетам, убыль массы за всю историю Земли составила примерно 4,2·10²⁵ г, что соответствует сокращению объема на 4,0·10²⁶ см³ и радиуса на 630 км. Таким образом рельеф Земли отображает прежде всего уровни различного опускания сферы в ходе общей контракции. Этот процесс неравномерен как в пространстве, так и во времени. Неравномерные вдоль радиуса опускания сферы ведут к образованию разновысотных поверхностей выравнивания.

Иными словами, сокращение поверхности сжимающейся сферы достигается не всеобщим пликативным сжатием ее каменной оболочки, как это предполагалось Эли де Бомоном и Э. Зюссом, исходивших из модели первоначально огненно-жидкой Земли, а опусканием на разные уровни отдельных ее блоков. И в этом главное отличие “холодной” контракции от классической контракции Зюсса, помимо ее исходной посылки. Огибающая этих дискретных поверхностей равна по площади начальной поверхности Земли.

Сокращение поверхности Земли вследствие уменьшения ее объема и прогрессирующего уменьшения радиуса ведет к увеличению контрастности и глубины расчлененности рельефа твердой перисферы. Следовательно, размах амплитуды дифференцированности рельефа планеты прямо пропорционален ее возрасту и внутренней активности и обратно пропорционален экзогенному фактору, характеризующему интенсивность разрушения рельефа, что в конечном итоге определяется наличием или отсутствием свободной воды на поверхности планеты. Океанические впадины и континентальные блоки - это наивысшие гармоники контракции, образовавшиеся в ходе глобального сжатия сферы, каменная оболочка которой - перисфера, проседая над разуплотненными пространствами астеносферы, пассивно приспосабливается к уменьшающему объему шара. Впадины и возвышенности в пределах этих главных геотекстур гармоники сжатия более высокого порядка, наложившиеся в более поздние этапы развития Земли в ходе ее контракции.

Следы контракционной эволюции можно наблюдать на других планетах и звездах. Многократное гравитационное коллапсирование массивных звезд по мере выработки термоядерного горючего считается основой современной теории их эволюции. Энергетику горизонтальных движений в условиях Земли теоретики неомобилизма ищут в механизме мантийной конвекции. В условиях звезды такой механизм подтверждается наблюдениями и обоснован теоретически. На холодной и неоднородной планете, где преобладают гравитационные силы сжатия, существование такого механизма постулируется. Однако надежные доказательства его существования вряд ли могут быть найдены. Термодинамические условия на планетах и звездах различны, отсюда различна и динамика их внешних оболочек. Мобильность плазменной оболочки предопределена необходимостью переноса избытка тепла из недр звезды. Горизонтальная мобильность каменной оболочки планеты в условиях отсутствия сплошного атмосферного слоя не имеет удовлетворительного энергетического объяснения.

Когда и как образовалась земная гидросфера и каковы пути ее дальнейшей эволюции? Это оставалось вне внимания исследователей. Вместе с тем вода - главнейший итог эволюции протовещества. Ее постепенное (до рубежа между мезозойской и кайнозойской эрами) накопление на поверхности планеты сопровождалось вулканизмом и разноамплитудными нисходящими движениями перисферы. Это в свою очередь определило ход эволюции газовой оболочки, рельефа, соотношения площади и конфигурации суши и моря, а с ними и условий седиментации, климата и жизни. Иными словами, вырабатываемая планетой и выносимая на поверхность свободная вода по существу обусловила ход эволюции географической оболочки. Без нее облик Земли, ее ландшафты, климат, органический мир были бы совершенно иными. Прообраз такой Земли легко угадывается на безводной и безжизненной поверхности Венеры, отчасти Луны и Марса.

Рубеж мезозоя и кайнозоя, характеризуется ускорением выноса свободной воды на поверхность Земли в результате спонтанной дегидратации протовещества (Орленок, 1985). Внешним проявлением этого процесса явилась океанизация Земли. Это общепланетарный процесс, включающий дегидратацию, массовый вулканизм и опускание обширных сегментов перисферы. Стадия океанизации наступает в финале эволюции протопланетного вещества, а общая длительность этого процесса в условиях Земли определяется в 140-160 млн. лет. В ходе океанизации происходит формирование континентальных массивов, постепенное увеличение контрастности их рельефа. Скорость и объемы перемещения протовещества из астеносферы на поверхность Земли и последующая их дезинтеграция и размыв в период океанизации, по-видимому, были значительно выше, чем в доокеаническую эпоху.

Для предшествовавших этапов эволюции были характерны лишь более или менее равномерно распределенные по земной поверхности мелководные морские бассейны. Это подтверждается преимущественно мелководным обликом осадков палеозоя и мезозоя в пределах континентальных блоков, отсутствием широтной дифференциации климата и относительно слабой расчлененностью рельефа. В таких условиях темпы эволюции географической оболочки, включая накопление, перемещение и денудацию выносимого из астеносферы материала, были по меньшей мере на порядок менее интенсивными, чем в эпоху океанизации.

Современные темпы денудации земной поверхности, оцениваемые по объему и массе твердого стока, составляют примерно 0,8 км/10⁷ лет. Они сохранились в среднем такими лишь в последние 60-70 млн. лет, т.е. после начала образования океанических бассейнов и обособления современных континентов. Ускорение процессов денудации вызывалось увеличением амплитуды рельефа и понижением базиса эрозии. Следовательно, за 60-70 ·10⁶ лет мощность переработанной коры составила примерно 5-6 км.

В раннем фанерозое и докембрии скорость денудации слабо расчлененной земной поверхности была, вероятно, на порядок ниже, т.е. за 3,9·10⁹ лет мощность переработанной коры составила примерно 31 км. Общая мощность дезинтегрированных и окисленных пород за 4·10⁹ лет составила 35-37 км. Полученная оценка хотя и весьма приблизительна - сопоставима со средней мощностью земной коры, равной 33 км. Можно предположить, что граница Мохоровичича в ряде случаев представляет погребенную поверхность протопланеты, сложенную веществом возраста более 4·10⁹ лет. Вся вышележащая толща сформирована вулканическим материалом, выброшенным из астеносферы на поверхность планеты. Дезинтеграция и окисление этого материала при взаимодействии с солнечным теплом, водой и биосферой совместно с процессами метаморфизма в ходе нисходящей ундуляции перисферы и создали наблюдаемое многообразие форм и состава земной коры - важнейшего элемента географической оболочки.

Важнейшим показателем внутренней активности планеты и эволюции географической оболочки является земная гидросфера. Длительное время существовали представления о постоянстве ее объема или небольших и равномерных поступлениях за геологическое время. Однако количественные оценки эндогенных поступлений и фотолитических потерь земной гидросферы показали, что до рубежа мезозоя и кайнозоя скорость выноса свободной воды на поверхность Земли была на порядок ниже, чем в последние 70 млн. лет.

До юры она составляла порядка 0,01 мм/1000 лет и в кайнозое более 0,1 мм/1000 лет, причем в последние 5 млн. лет достигла наивысшего значения - 0,6 мм/1000 лет (Орленок, 1985). Зная общую массу вулканического материала, можно определить количество воды принесенное вулканами на земную поверхность за 4·10⁹ лет геологической активности. Поскольку переработке подвергалось протовещество, в котором содержится в среднем 5% воды, от общей массы вулканического материала 3,6·10²⁵ г - это составит 1,8·10²⁴ г. Потери на фотолиз за это время при средней скорости 7,0·10¹⁵ г/год составили бы 2,8·10²⁴ г. Но это при условии, что площадь зеркала морей и праокеана была соизмерима с современной. Однако это более чем в 20 раз превышает общую массу воды переброшенной на поверхность Земли за время ее геологической активности. Отсюда мы получаем еще одно независимое свидетельство, что в докайнозойское время Мирового океана современных размеров не существовало на поверхности планеты, а общая площадь морских бассейнов была более чем на порядок меньше современной общей площади зеркала вод морей и океана. Только при таком соотношении суши и моря приведенное значение фотолитических потерь, которые зависят в первую очередь от площади, поверхность испарения должна быть уменьшена на порядок и более »1,4×10²³ г. Современный Мировой океан содержит 1,6×10²⁴ г. Общая масса вынесенной на земную поверхность воды оценивается величиной 4,0×10²⁴ г. Часть воды поступила невулканическим путем (по глубинным разломам, сольфатарам, фумаролам, ювенильные воды). За последние 70 млн. лет темпы выноса воды возросли более чем на порядок и составили 2,2×10²⁴ г. Таким образом, почти половина выработанной планетной воды поступила за период океанизации.

Итак, Мировой океан - молодое геологическое образование преимущественно кайнозойского возраста. Никогда ранее на Земле не было подобного глубоководного и обширного резервуара свободной воды. Тщетно искать следы древних океанов на современной суше - их там никогда не было. Об этом свидетельствует и преимущественно мелководный облик осадков палеозоя и мезозоя континентальных платформ и океанических котловин.

Расчеты показывают, что Земля еще в состоянии произвести около полутора объемов вод Мирового океана. При сохранении современных темпов дегидратации это займет еще примерно 80 млн. лет, после чего ресурсы протовещества будут выработаны и поступление воды на поверхность полностью прекратится. При отрицательном балансе водных поступлений и современных темпах фотолиза планета может полностью потерять водную оболочку через 20-30 млн. лет.

Каковы прогнозы эволюции географической оболочки на более близкую перспективу? При наблюдаемых темпах поступления эндогенной воды - 0,6 мм в 1000 лет - через 10 тыс. лет уровень океана поднимется на 6 м. Это неизбежно будет сопровождаться ускорением таяния полярных ледников Гренландии и Антарктиды. Их исчезновение повысит уровень в ближайшие тысячелетия еще на 63 м, что приведет к затоплению всей низменной суши, треть которой лежит на отметке ниже 100 м. Через 100 тыс. лет уровень моря поднимется еще на 60 м и достигнет +120-130 м. Под водой окажутся все равнины Земли. В дальнейшем подъем уровня воды замедлится, пока темпы фотолитических потерь не превысят темпы эндогенных поступлений. Согласно нашим расчетам, максимум океанизации достигнет в ближайшие сотни тысяч лет, а затем начнется падение уровня океана. Таким образом, океанизация - это финал новейшей эволюции планетарного вещества, а продолжительность его в условиях Земли составляет 140-160 млн. лет.

Анализ эволюции географической оболочки будет неполным, если не рассмотреть еще один ее компонент - атмосферу. Как и гидросфера, газовая оболочка Земли формировалась за счет дегазации и вулканизма из зоны астеносферы. В связи с этим следовало бы ожидать, что ее состав будет близок составу глубинных газов, т.е. она должна содержать Н₂ , СН₂ , NН₃ , Н₂ S, СО₂ и др. Вероятно, таким состав атмосферы был бы в глубоком докембрии. С началом фотолиза паров выносимой воды в атмосфере образовались атомы водорода и свободный молекулярный кислород. Свободные атомы водорода поднимались в верхние зоны атмосферы и диссипировали в космос. Молекула кислорода достаточно велика, чтобы диссипировать, поэтому опускаясь в нижние зоны атмосферы, она становится ее важнейшим компонентом. Постепенно накапливаясь, кислород положил начало химическим процессам в земной атмосфере. Благодаря химической активности кислорода в первичной атмосфере начались процессы окисления глубинных газов. Образовавшиеся при этом окислы выпадали в осадок. Часть газов, в том числе и метана, осталась в коллекторах земной коры, дав начало глубинным залежам нефти и газа.

Фотолитическое образование кислорода атмосферы было основным процессом в начале эволюции Земли. По мере очищения от глубинных газов формировалась вторичная атмосфера на основе углекислоты и двуокиси азота, создавались условия для появления фотосинтезирующих сине-зеленых водорослей и бактерий. С их появлением процесс насыщения атмосферы кислородом значительно ускорился. При ассимиляции углекислоты зелеными растениями образовывался кислород, а почвенными бактериями - азот. По мере накопления свободной воды на поверхности Земли и появления многочисленных морских бассейнов происходит связывание СО₂ атмосферы и химическое осаждение доломитов. Повсеместное интенсивное химическое доломитообразование, по Н.М. Страхову (1962), завершается в палеозое и замещается биогенным. Следовательно, в палеозое происходит постепенное уменьшение содержания СО₂ в атмосфере и щелочного резерва в морских водах.

Неустойчивая вторичная атмосфера в конце палеозоя переходит в третичную, состоящую из смеси свободного азота и кислорода, причем количество кислорода продолжало накапливаться и в последующее время. Степень устойчивости этой современной атмосферы определяется массой планеты и характером ее взаимодействия с жестким солнечным излучением.

Земля непрерывно теряет газы с молекулярным весом менее 4, т.е. водород и гелий. Время полной диссипации атмосферного водорода при температуре газовой оболочки 1600 К составляет всего 4 года, гелия - 1,8 млн. лет, кислорода - 10²⁹ лет. Следовательно, постоянное присутствие в атмосфере водорода и гелия свидетельствует о непрерывном пополнении ими за счет глубинных газов. Диссипация начинается с высоты наибольшего разрежения атмосферы, т.е. примерно 500 км. Этот факт подтверждает действенность механизма фотолиза и эффективную потерю массы Землей (Ермолаев, 1975).

Таким образом, эволюция химического состава атмосферы происходила в тесной взаимосвязи с темпами накопления свободной воды на поверхности Земли и формированием морских седиментационных бассейнов. Вплоть до середины палеозоя (карбона), когда наземная растительность распространилась повсеместно, атмосферный кислород накапливался преимущественно фотолитическим путем. Начиная с карбона, этот процесс усилился за счет фотосинтеза. Изменение органического мира мезозоя и кайнозоя, по-видимому, обусловлено в немалой степени “кислородизацией” атмосферы.

В ходе эволюции географическая оболочка осваивалась и насыщалась органическим веществом. Адаптируясь к изменяющимся условиям, биосфера прошла длинный путь от простейших одноклеточных до сложных многофункциональных органических систем, венцом которых около 50 тыс. лет стал хомо сапиенс. “Человек, как всякое живое вещество, есть функция биосферы, - писал В.И. Вернадский, - а взрыв научной мысли в XX столетии был подготовлен всем прошлым земной биосферы”. Постепенная цивилизация человечества явилась не чем иным, как формой организации этой новой геологической силы на поверхности Земли. Хомо сапиенс как активный фактор географической оболочки, в отличие от остальной сосуществующей с ним биосферы, характеризуется наличием разума, а с точки зрения экологии разум - это высшая способность целесообразно реагировать на изменение внешних условий.

Из проведенного анализа также видно, что современный баланс суши и моря оказывается величиной непостоянной. Становится также понятным, что зарождение и развитие земной цивилизации пришлось на лучшую пору эволюции географической оболочки в смысле сбалансированности суши и моря, климатических условий, органического мира и т.д. Однако уже в ближайшее время цивилизации придется вести трудную борьбу с наступлением океана, приспосабливаться к новым условиям существования. Многие страны Средиземноморья и Европы начиная с XII века уже ведут эту борьбу, возводя дамбы и плотины на морских побережьях и в устьях рек. Будущее Земли еще в значительной мере зависит от ее внутренних ресурсов. А эти ресурсы, как мы видим, еще достаточно велики.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Орленок В.В. Эволюция географической оболочки (планетарный аспект) // Взаимодействие общества с природой: географические проблемы. Х Съезд РГО. - СПб, 1995. - С. 103-111.

Орленок В.В. Физика и динамика внутренних геосфер. М.: Недра, 1985. 176 с.

Орленок В.В. История воды на Земле и других планетах // География в школе. 1990. №5. С. 9-15.

Глава Х. ГЕОГРАФИЯ КАЛИНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

§ 1. Географическое положение. Рельеф. Климат

Калининградская область расположена на юго-восточном побережье Балтийского моря, является самой западной территорией России (самая западная точка России находится на Балтийской косе - 19°38' восточной долготы).

На севере и востоке область граничит с Литовской республикой, на юге - с Польшей, на Западе омывается Балтийским морем. Калининградская область - одна из 49 областей России, однако от нее она отделена территориями Литвы, Латвии и Белоруссии, а расстояние до ближайшей области России - Псковской - превышает 300 км, по морскому пути до ближайшего порта С.-Петербурга - 1100 км.

По размеру территории Калининградская область - самая маленькая в Российской Федерации (15,1 тыс. км² ), в то же время около 40 стран имеют меньшую площадь. Города и поселки связаны густой сетью транспортных коммуникаций в единый хозяйственный комплекс.

Географическое положение области (незамерзающее побережье, близость к Атлантическому океану и основным торговым партнерам, соседство с экономически высокоразвитыми странами) создает чрезвычайно благоприятные предпосылки для развития многих приморских отраслей народного хозяйства, способствует расширению океанического рыболовства, развитию внешнеторговых связей и курортного хозяйства.

Природный морфологический облик области сложился в результате деятельности последнего, Валдайского, оледенения и отражает закономерное чередование обширных равнинных и низменных пространств с отдельными холмисто-грядовыми возвышенностями. Наиболее высоко приподнятой является южная часть области.

На юго-западе области располагается Вармийская возвышенность, на юго-востоке - Виштынецкая, которые разделяет долина реки Лава. Высшая точка Вармийской возвышенности достигает 101 м, Виштынецкой - до 230 м. На их склонах берут начало многие реки области - Мамоновка, Прохладная, Голубая, Анграпа с притоками Красная и Писса.

К названным возвышенностям с севера примыкают пространства Прегольской низменности. Высота ее над уровнем моря от 13 до 25-30 м, что способствует образованию на ней довольно крупных заболоченных массивов.

Северо-восточную часть области занимает Шешупская озерно-ледниковая равнина, на которой возвышаются отдельные холмы и берут начало притоки реки Инструча.

С запада к равнине примыкает Инстручско-Самбийская холмисто-моренная гряда. Она протянулась огромной дугой почти через всю область вдоль долин Инструча и Преголи.

Восточнее линии Калининград - Зеленоградск располагается Полесская озерно-ледниковая низменность, высота которой над уровнем моря небольшая, что также вызывает ее заболачивание. Отдельные участки низменности находятся ниже уровня Балтийского моря до 1,2 метра.

Морскими аккумулятивными образованиями являются Куршская и Балтийская косы с живописными эоловыми ландшафтами. Песчаные дюны Куршской косы на большей ее части имеют малую абсолютную высоту - до 30 - 40 м, но у поселка Морское достигают 68 м. Для обеспечения охраны природы косы образован Государственный природный национальный парк “Куршская коса”. Дюны Балтийской косы несколько меньше по размерам, чем на Куршской косе, и высота их обычно не превышает 40 м.

Климат области является переходным от морского к умеренно-континентальному. Дождь идет в среднем 185 дней в году, снег - 55 дней, 60 дней бывает пасмурно, 68 дней - солнечно. Атмосферные осадки в среднем колеблются от 650 до 940 мм в год, наибольшее их количество может достигать 1100 мм, наименьшее - 400 мм. Относительная влажность днем приближается к 70%, утром и вечером до 84-97%. Осадки превышают испарение, что приводит к сезонному избыточному переувлажнению и требует мелиоративного благоустройства земель. Средняя температура воздуха в области +8⁰ С, самого холодного месяца (январь) -2...-4⁰ С, самого теплого (июль) +17...+18⁰ С.

Естественные фенологические сезоны не совпадают с астрономическими. Весна в области (прохладная и продолжительная) длится 96 дней. Лето (умеренно теплое и дождливое) короче астрономического на 20 дней, осень (во вторую половину ненастная) длиннее календарной на 28 дней, зима (мягкая, с частыми оттепелями) короче астрономической на 12 дней.

На территории области сложился своеобразный ветровой режим. Ветры различны по направлениям и скорости. Средняя скорость ветра на побережье достигает 5 - 6 м/с и 3,5 - 4 м/с в южных и восточных районах. На безветренную, штилевую погоду приходится всего лишь 9% от всех измеренных случаев. Преобладающими ветрами являются западные, юго-западные.

Приморским положением области и близостью ее к Атлантике объясняются многие опасные явления природы (шторма, туманы). Сильные ветры со скоростью 15 м/с и более (штормовые) бывают в области осенью и зимой, в среднем до 5-10 раз в год. Штормовые ветры иногда достигают ураганной силы - до 25 - 40 м/с, нанося большой урон народному хозяйству.

§ 2. Водные и земельные ресурсы. Почвы

Область расположена в зоне избыточного увлажнения. Низменный и равнинный рельеф, преобладание глинистых и суглинистых пород на поверхности - все это способствует образованию множества рек, озер и каналов.

Реки области - равнинного типа, принадлежат к бассейну Балтийского моря. Общее их количество в области составляет 4610, а длина - 12720 км. Однако большинство рек относится к разряду малых, длиной от 10 до 25 - 50 км. Рек длиной свыше 100 км всего 6: Неман, его приток Шешупе, Преголя с притоками Лавой, Анграпой, Инстручем. По классификации Преголя относится к средним рекам, к большим, протяженность которых должна превышать 500 км, - Неман (длина его 937 км, в том числе на территории области - 115 км).

Реки области имеют смешанное питание (40% - снеговое, 35% - дождевое и 25% объема годового стока приходится на грунтовое). Для рек области характерно весеннее половодья. Даже самые малые реки никогда не пересыхают. Ледовый режим рек неустойчив, в мягкие зимы толщина льда составляет 10 - 15 см, в средние по температурному режиму - 30 - 40 см, а в суровые - до 65 - 70 см. В аномально мягкие зимы устойчивый ледостав на реках области не образуется вовсе.

Реки области являются не только важными транспортными артериями, но имеют большое значение в водоснабжении многих городов: на Преголе расположены Калининград, Гвардейск и Черняховск, на Дейме - Полесск, на Лаве - Правдинск, на Анграпе - Озерск, на Писсе - Гусев.

В области насчитывается 38 озер площадью 10 га и более. Число озер меньшей площади, по приблизительным данным, составляет около 4 тысяч. Кроме того, вблизи населенных пунктов, на территории городов и поселков имеется много рукотворных прудов и водохранилищ.

Крупнейшее озеро в области - Виштынецкое - имеет площадь 17,6 км² , довольно значительную глубину - до 47 м, объем воды - около 260 млн. м³ . Воды озер относятся к пресным водам и по свойствам вполне удовлетворяют как задачам рыборазведения, так и курортным целям.

Балтийское море принадлежит к бассейну Атлантического океана, а по классификации морей - к средиземным внутриматериковым морям. Оно со всех сторон окружено сушей и только узкими и мелководными проливами Эресуну, Большой и Малый Бельт соединяются с Северным морем, а затем с Атлантикой. Площадь моря - 386 тыс. км² . Оно сравнительно неглубокое (преобладают глубины от 40 до 100 м), а наибольшая глубина - 459 м. Благодаря поступлению большого количества речных вод и слабому водообмену с океаном, Балтийское море имеет невысокую соленость: в литре воды содержится от 4 до 11 граммов соли (в водах Мирового океана содержится до 36 граммов солей).

Береговая линия Балтийского моря изрезана заливами. В их число входят Куршский, Калининградский и Вислинский заливы - мелководные лагуны, отдалены от моря узкими косами. С морем их соединяют проливы шириной всего 300 - 400 метров.

В области преобладают подзолистые типы почв. В пределах Калининградского полуострова, Правдинского, Гвардейского, Озерского и Нестеровского районов распространены дерново-среднеподзолистые почвы. В пределах Гурьевского, Полесского и Неманского районов расположены дерново-слабоподзолистые почвы, а под лесными массивами в Краснознаменском, Зеленоградском, Полесском районах - дерново-сильноподзолистые почвы. В Славском, Полесском и Гвардейском районах в понижениях находятся торфяно-перегнойные почвы, отличающиеся высоким плодородием. Вдоль побережья заливов, по долинам рек лежат аллювиальные и аллювиально-болотные почвы, которые отличаются высокой степенью плодородия.

Подзолистые почвы области имеют небольшие запасы питательных веществ для растений, т.е. относительно бедны содержанием гумуса и для них желательно внесение органических и минеральных удобрений. Из-за кислой почвенной среды требуется известкование.

Дерновые почвы не нуждаются в известковании, отличаются хорошей комковатостью и в целом обладают лучшими физико-химическими свойствами. Среди всех типов почв они наиболее окультурены и плодородны.

Торфяно-перегнойные почвы - основа почвенного покрова польдерных земель, где водно-воздушный режим поддерживается откачкой избыточных почвенно-грунтовых вод. Эти почвы плодородны и их мелиоративное обустройство экономически выгодно. Торфяной слой может достигать мощности в несколько метров, что позволяет вести его промышленную добычу и широко использовать в сельском хозяйстве для изготовления органических удобрений.

Аллювиальные и аллювиально-болотные почвы образуются в долинах крупнейших рек области. Их периодически заливают талые воды, которые приносят с собой речные наносы. Поэтому пойменные почвы довольно богаты питательными веществами и плодородны. В естественных условиях на них располагаются пойменные луга.

Осуществление комплекса мелиоративных работ позволило осушить более миллиона гектаров, что составляет почти три четверти всех земельных угодий области. Разработаны специальные карты земельных угодий каждого колхоза и совхоза области, в соответствии с которыми предусматривается необходимость внесения органических и минеральных веществ, проведение известкования, культурно-технических работ, рекультивации, борьба с эрозией почвы.

Общая площадь земельных угодий в области достигает 1500 тыс. га. На пахотные земли приходится около 400 тыс. га, на пастбищные - около 280 тыс. га, на сенокосные луга - свыше 150 тыс. га. Земли государственного лесного фонда занимают свыше 400 тыс. га. Прочие землепользователи (горда, поселки, хутора, дорожная сеть) занимают свыше 170 тыс. га. Площадь водоемов различного вида (заливов, озер, рек, прудов и водохранилищ) составляет около 250 тыс. га.

Мелиоративная освоенность земельных угодий в области достигает 90%. Важная особенность почвенного покрова и земельных угодий области - длительное воздействие человека на плодородие почв и почвообразовательные процессы. Поэтому почвы Калининградской области можно назвать окультуренными.

§ 3. Растительный и животный мир

Растительный покров области относится к лесной зоне, подзоне смешанных хвойно-широколиственных лесов. Лесистость области достигает 22%. Наиболее крупные лесные массивы сохранились в пределах Нестеровского, Краснознаменского, Славского, Полесского, Гвардейского и Багратионовского районов, где лесистость колеблется от 37 до 23%. В растительном покрове области насчитывается более 1250 видов высших растений, из них около 1000 внедрены в культуру озеленения. Это древесные, кустарниковые и травянистые растения, завезенные с других континентов нашей планеты. Благодаря мягкому климату в области произрастают растения, привезенные из Японии, США, Канады, Северной Америки, Китая, Индии, Западной Европы, Средиземноморья, с Дальнего Востока, из Крыма, с Кавказа. В их числе тюльпанное дерево, багрянник японский, тополь канадский, бархат амурский, магнолия, платан восточный, буки европейский и восточный, можжевельник крымский и многие другие.

Основные лесообразующие породы - ель, сосна, дуб, клен, береза. Ель наиболее широко распространена в лесных массивах восточных районов области и занимает 25% от общих площадей.

Сосновые леса занимают в области примерно 17% лесопокрытой площади, наиболее значительны они в Краснознаменском, Нестеровском, Зеленоградском районах, на Куршской и Балтийской косах. Отдельными небольшими массивами в области встречаются дубравы, где растет дуб европейский. В Полесском, Зеленоградском, Правдинском, Гвардейском районах встречаются ясеневые леса и липняки. Незначительные участки буковых лесов - в Зеленоградском и Правдинском районах.

До четверти площадей лесных массивов занимают березняки, кисличники и травянистые растения в Багратионовском, Правдинском районах области. Пониженные участки почвы с длительным избыточным увлажнением заняты ольховниками и черноольшанниками. Они широко представлены в Славском, Полесском, Гвардейском и Зеленоградском районах.

Около трети земельных угодий - это сенокосные и пастбищные луга. Набор трав на лугах включает в себя около 30 видов: полевица, орляк, овсянница, ежа сборная, мятник, клевер, люцерна, тимофеевка, мышиный горошек, чина луговая и другие. На лучших пойменных сенокосах урожайность достигает 40 ц/га.

На территории области насчитывается несколько сотен болот общей площадью более 1000 км² , в основном в междуречьях и в долине р. Преголя. Они имеют важное водоохранное и водорегулирующее значение, являются местами обитания диких животных, многие из них богаты ягодами (морошкой, черникой, голубикой, клюквой, брусникой), грибами, лекарственными травами и растениями.

Животный мир области относится к Европейско-Сибирской зоогеографической подобласти, зоне хвойно-широколиственных лесов, приморской провинции. Животные на территории области представлены копытными, хищниками, грызунами, насекомоядными, рукокрылыми. Они распространены преимущественно в лесах, где условия обитания животных наименее изменены человеком.

К отряду копытных относится самый крупный из зверей области - лось, а также другие представители семейства оленей - благородный и пятнистый олени, косули и лань.

Больше всего в лесах области насчитывается косуль - несколько тысяч. Лоси и благородные олени исчисляются сотнями. Чрезвычайно редки лани, встречающиеся в Полесском районе (всего их в России несколько сот). Пятнистые олени завезены в область совсем недавно. Они выпущены на территории Новоселовского зверосовхоза, где их разводят для получения пантов - ценного лекарственного сырья. Встречаются во многих лесах области небольшие стада кабанов.

Из хищников водятся лисицы, куницы, хори, горностаи и ласки. Волки к 70-м годам были полностью уничтожены, но с 1976 года вновь появились и на них ведется круглогодичная охота.

Среди грызунов, ведущих наземный образ жизни, чаще всего встречаются крысы и мыши; ведущих полуводный образ жизни - бобр, нутрия, ондатра; ведущих древесный образ жизни - белки.

Насекомоядные представлены кротами, ежами и несколькими видами землероек, рукокрылые - летучими мышами.

Птицы, населяющие леса и поля, озера и болота, города и поселки области, многочисленны и разнообразны. Среди них встречаются как виды, постоянно живущие на территории области, так и перелетные, а также совершающие большие и малые кочевки. Через Куршскую косу проходит путь осенних и весенних перелетов многих миллионов северных птиц. На косе в пос. Рыбачий расположена Биологическая станция Зоологического института Академии наук России, специалисты которой изучают перелет птиц.

Больше всего в лесах области насчитывается птиц из отряда воробьиных (зяблики, скворцы, синицы, ласточки, мухоловки, пеночки, ворянки, горихвостки, жаворонки, юрки, славки); из отряда вороновых (ворона, ворон, галка, сорока, грач). Помимо воробьиных в лесу обитают дятлы, клесты, различные голуби, такие крупные птицы, как рябчик и тетерев. Имеются и хищные птицы - ястреб, лунь, совы, сычи, филины.

В полях и на лугах живут куропатки, полевой лунь, аисты, в болотах водятся кулики, журавли, цапли. Водоемы заселены разными видами уток, гусями, чайками. Украшением многих водоемов является лебедь-шипун.

Рыбы во внутренних водоемах представлены пресноводными видами (58 видов, в Куршском - 42, в Калининградском - до 40 видов).

Из морских рыб водится салака, килька, треска, камбала, балтийский лосось. Полупроходные виды (поднимающиеся для размножения в низовьях рек) - корюшка и сельдь, проходные (идущие на нерест вверх по рекам) - сиг, рыбец, балтийский осетр, лосось, угорь. Широкое распространены лещ, судак, плотва, снеток, карась, ерш, окунь, щука. В реках обитают не только такие типичные для равнинных рек рыбы, как налим, сом, голавль, язь, но и характерные для предгорий форель и хариус.

§ 4. Минеральные ресурсы

Калининградская область располагает небольшим набором минеральных ресурсов, которые тем не менее играют значительную роль в экономике региона. К ним в первую очередь следует отнести нефть, торф, строительные материалы, янтарь, питьевую и минеральную воды, соль. Существует достаточно развитая индустрия добычи и переработки этого сырья (за исключением нефти и соли).

Кроме вышеперечисленных видов минерального сырья в различных справках для администрации области постоянно фигурируют - бурый уголь, железные руды, цветные и редкие металлы, калийно-магниевые соли, ангидриты, цеолиты, карбонаты. Однако горногеологические условия их залегания - большая глубина и техническая сложность их добычи в сравнении с традиционными более богатыми и легко доступными для добычи месторождениями в других регионах России - делают их разработку экономически невыгодной и экологически нерациональной и опасной.

Сегодня и без этого техногенная нагрузка на рекреационную зону Калининградской области весьма велика. Основная задача современного природопользования должна состоять в сохранении природы региона, не превращая его в зону массовой карьерной горнодобычи и промышленной деятельности. Следует помнить, что восстановление разрушенных ландшафтов и экологического равновесия обходится значительно дороже самого капитального строительства и растягивается на время нескольких поколений.

Надо также учитывать, что современный баланс энергопотребления с вводом в эксплуатацию ТЭЦ-2 будет изменяться. В частности, отпадет необходимость многих мелких котельных в Калининграде и прилегающих населенных пунктах. Уменьшится потребление каменного угля и мазута. Сама ТЭЦ-2 по проекту будет работать на газе.

Нефть. Прогнозные запасы нефти в пределах суши, по разным оценкам, составляют 40-50 млн. т. С 1975 года эксплуатируется 12 месторождений. Вследствие истощения запасов и применения старой технологии, добыча нефти падает на 100 тыс. т ежегодно и с 1,5 млн. т в 1986 г. упала до 700 тыс. т в 1996 г. и сократится до 300 тыс. т в 2000 г.

Остаются неизученными в нефтеносном отношении 40% территории области, преимущественно в северной части (заболоченная местность). Техника разведки в таких районах отработана в Западно-Сибирском бассейне. Для пополнения запасов и увеличения нефтедобычи пластов сегодня необходимо завершить разведку северных территорий и, используя современную технологию нефтеотдачи пластов, вернуться на старые, отработанные частично месторождения.

Соль. В настоящее время разведано два месторождения каменной соли - в районе г. Гусева и п. Романово. Так как солеродный бассейн занимает значительную территорию области, выбор места ее добычи и строительство сользавода обусловлено необходимостью строительства подземных хранилищ сжиженного газа. Поскольку Романовское месторождение расположено ближе к основному потребителю, качество соли, мощность и площадь пластов существенно превосходят Гусевское месторождение, то район Романово является предпочти-
тельнее для попутной добычи пищевой соли и строительства сользавода. Такой проект имеется и был положительно оценен специалистами Госкомитета по экологии. Разумеется, нет никакой экономической и тем более экологической необходимости в строительстве двух сользаводов. По этой причине и из-за более низких качеств гусевской соли и неудовлетворительного обеспечения экологической безопасности гусевский проект был отклонен Комитетом по экологии Калининградской области. Нужды региона в каменной соли будут полностью удовлетворены романовским заводом. Значительная часть сырья может быть направлена на экспорт в страны Балтии, Финляндию, Швецию, традиционно импортирующих соль.

Торф. На 1.01.1980 г. разведанные запасы торфа составили 282 месторождения, площадь их составляет 64553 га, запасы 1906 млн. т. Имеется еще 239 месторождений общей площадью 53410 га. Площадь каждого из них менее 20 га, поэтому в балансе запасов они обычно не учитываются. Добыча торфа в настоящее время ведется исключительно в сельскохозяйственных целях - на удобрение и подстилку скоту. Вместе с тем для удовлетворения нужд сельских районов в топливе необходимо планировать добычу и переработку торфа на топливо. Таких месторождений в области более 50 и они могут обеспечить эксплуатацию на многие десятки лет. Для этого необходимо создать производство по брикетированию и сушке торфа. Калорийность торфобрикетов достигает 4000 ккал/кг при зольности 5%, что приближает их к высококачественному силезскому углю - 6000 ккал/кг. Заметим, что Грачевские лигниты, выдаваемые за бурый уголь, значительно ниже теплотворности торфа - 1800 ккал/кг, при высокой зольности - 45% и влажности - более 50%. Это исключает их эффективное использование для нужд населения. Котельные и электростанции работают либо на высококачественных углях, либо на мазуте с перспективой перехода в будущем на экологически чистое газовое топливо. Кроме того, как показывают расчеты, себестоимость лигнитов оказывается значительно выше себестоимости единицы топлива силезских углей - более 300 тыс. за условную тонну “бурых углей” в ценах 1994 г.

Напомним, что во время войны большая часть населенных пунктов Восточной Пруссии отапливалась торфяными брикетами. Необходимо обратить самое серьезное внимание на развитие торфодобывающей и перерабатывающей отрасли в современных условиях дефицита топлива в сельской местности с обязательным экологическим мониторингом предполагаемых к разработке месторождений.

В связи с остановкой коксогазового завода потребность в коксующих углях из Кузбасса и Донбасса, по существу, отпала. Традиционная ориентация на силезский уголь должна быть восстановлена. Это самый дешевый для региона вид экспортного топлива при его транспортировке водным путем из Гданьска, что составляет всего 100 км, минуя таможенные барьеры стран Балтии.

Янтарь. В лучшие годы добыча янтаря достигала 450 т. В настоящее время производство сильно сократилось, область несет большие убытки из-за отсутствия прибыли от производства и переработки янтаря, его хищений. Здесь скорее всего требуется законодательное обеспечение этого уникального в мире производства. Вместе с тем необходимо предотвратить выдачу лицензий на морскую (подводную) добычу янтаря промышленным способом. Это обусловлено нестабильностью гидродинамической обстановки на подводном склоне Самбийского полуострова, вызванном большим дефицитом песчаного материала. Любое изъятие рыхлого материала в прибрежной зоне приведет к нарушению весьма хрупкого профиля равновесия и ускорению размыва и уничтожению пляжей в курортной зоне.

Добыча фосфоритов, глауконитов на удобрения возможна лишь как попутное сырье в карьерах Янтарного.

Строительное сырье. К нему относятся пески, глины, гравий, валуны. Область обеспечена запасами песчано-гравийного материала. Основные запасы этих материалов сосредоточены в долине р. Преголя. Главные месторождения находятся в Гвардейском, Черняховском, Нестеровском и Краснознаменском районах.

Суммарная годовая производительность карьеров по добыче горной массы - 6,1 млн. м³ . Весь объем выпускаемой продукции реализуется промышленностью области. Содержание гравия в смеси колеблется от 10 до 40%. Гравий и щебень из него пригодны для производства строительных работ и в бетон, а также для балластировки железнодорожного пути. Обеспеченность запасами добывающих предприятий области составляет на различных карьерах от 3,5 до 10 лет. Перспективы выявления новых месторождений ограничены.

В области довольно широко распространены глинистые породы, пригодные для производства кирпича, строительной керамики, дренажных труб. Суммарные балансовые запасы глинистого сырья составляют свыше 25 млн. м³ .

Таблица X .1

Балансовые запасы минерально-строительного

сырья Калининградской области

Минеральные, термальные и пресные воды. Утвержденные запасы пресных подземных вод для городского снабжения составляют 550 тыс. м³ /сут., а общее количество используемой воды не превышает 280 тыс. м³ /сут. Естественные ресурсы пресных вод всей территории области оцениваются в 1900 тыс.м³ /сут. Крупнейшим водоемом чистой пресной воды является Виштынецкое озеро. Вместе с прилегающим лесным массивом (Ломницкий лес) это озеро представляет уникальное природное явление - это своего рода Байкал Калининградской области.

В разрезе Прибалтийского артезианского бассейна, к которому отнесена территория Калининградской области, выделяет три гидрохимические зоны:

- пресных гидрокарбонатных кальциевых вод с минерализацией до 4 г/л;

- соленых хлоридных натриевых вод с минерализацией от 1 до 35 г/л;

- рассолов хлоридных натриевых или натриево-кальциевых с минерализацией свыше 35 г/л.

Месторождения пресных подземных вод в области приурочены в основном к межморенным горизонтам четвертичных отложений и к скоплениям песчаных и песчано-гравийных отложений современных и погребенных речных долин, а также к водоносным горизонтам меловых и палеогеновых отложений. Эти разновозрастные водоносные горизонты и комплексы входят в зону пресных вод. Нижняя граница зоны находится на глубине 40-50 м в северной части области и 200-250 м на ее юге и юго-востоке. В четвертичных отложениях выделяется более 10 водоносных горизонтов. Удельные дебиты этих отложений составляют 0,01-11,0 л/с, а палеогеновых и меловых 0,002-0,53 л/с.

Химический состав зоны пресных вод в основном гидрокарбонатный магниево-кальцивый, реже кальциево-магниевый и кальциево-натриевый с минерализацией 0,3-0,8 г/л.

Основное практическое значение для хозяйственно-питьевого водоснабжения в области имеют водоносные горизонты четвертичных отложений, в меньшей степени - палеогеновых и меловых.

Месторождения минеральных вод приурочены в основном ко второй зоне. Наиболее широкое использование в области получили минеральные воды без специфических компонентов, приуроченные к водоносному комплексу сеноманско-нижнемеловых отложений. Залегает этот комплекс на глубине от 120 м на севере до 450 м на юге области. В настоящее время сеноманско-нижнемеловые воды используются в качестве питьевых лечебно-столовых вод на курортах в Светлогорске и Зеленоградске. Бутылочный разлив этих вод ведется в Калининграде (вода “Калининградская”) и в районе Гусева (вода “Майская”). Эти воды могут использоваться при хронических кишечно-желудочных заболеваниях (гастриты с повышенной и пониженной секреторной функцией желудка, колиты, интероколиты), заболеваниях печени, желчевыводящих и мочевыводящих путей, панкриатитов, при нарушениях обмена веществ. Разлив минеральных вод подобного типа можно организовать практически в любом районе области.

Ко второй гидрогеохимической зоне приурочены водоносные горизонты юры и триаса. Минеральные воды этих горизонтов уже имеют бромную спецификацию. Содержание брома в них превышает 25 мг/л. Запасы минеральных вод юрского горизонта утверждены для санатория “Янтарный берег” Светлогорска и используется для ванн при лечении заболеваний опорно-двигательного аппарата, нервной системы, сердечно-сосудистых и некоторых гинекологических.

Девонские минеральные воды приурочены к третьей гидрогеологической зоне и развиты в северной половине области (севернее широты р. Преголя). Разведочные работы проводились в районе Светлогорска. Здесь минеральные воды являются, по существу, рассолами с минерализацией до 145 г/л. Содержание брома достигает 480 мг/л, в небольшом количестве (до 2-3 мг/л) присутствует йод. Перед употреблением в ваннах рассолы необходимо разбавлять до минерализации 30-60 г/л. В области имеются перспективы выявления радоново-радиевых вод. Основанием для такого предположения являются сведения о существовании в годы войны в пос. Ясное Славского района радоновой водолечебницы, а также то, что в этом районе в отложениях триаса известны многочисленные радиоактивные аномальные зоны.

Благодаря большому объему нефтепоисковых работ, в пределах области выявлены многочисленные геотермальные аномалии. В пределах нефтяных залежей, приуроченных к кембрийским отложениям, воды ниже водонефтяного контакта (ВНК) имеют температуру от 60 до 96°С.

§ 5. Геологическое строение региона

В геологическом отношении область не располагает большим разнообразием природных объектов, на которых можно было бы изучать разрезы осадочных и магматических пород со значительным литологическим и возрастным разнообразием. Весьма ограничен также и набор форм геологических структур. Тем не менее то немногое, что доступно наблюдению и изучению, позволяет получить представление о методах полевых геологических исследований на обнажениях и в условиях закрытых геологических структур, расположенных под толщей современных и четвертичных отложений. Магматические породы можно изучать в многочисленных ледниковых образованиях, содержащих разнообразный валунно-галечный материал.

В структурном плане Калининградский регион расположен в платформенной области - в пределах юго-западной части Балтийской синеклизы. В свою очередь Балтийская синеклиза является частью Восточно-Европейской (Русской) платформы. На западе и севере она граничит с докембрийским кристаллическим щитом Фенноскандии. Наиболее погруженная осевая часть синеклизы (3-4 км) расположена в акватории Балтийского моря и имеет субмеридианальное простирание. Условно граница синеклизы проводится по изолиниям - 1000 м поверхности фундамента. Юго-восточный борт синеклизы граничит со структурой Белорусско-Мазурской антеклизы. С востока и северо-востока синеклиза ограничена Латвийской седловиной, которая отделяет ее от обширной Московской синеклизы. В очерченных границах площадь Балтийской синеклизы составляет 200 тыс. км² , из которых более половины приходится на акваторию Балтийского моря.

На юге структурный план синеклизы меняется с субмеридионального на субширотный, совпадая с простиранием глубокого Датско-Польского прогиба (авлакогена), который подсекает синеклизу системой глубинных разломов вдоль так называемой линии Торнквиста.

Современный рельеф фундамента Балтийской синеклизы и слагающая ее осадочная толща изучены глубокими буровыми скважинами и комплексом сейсмических измерений методом преломленных и отраженных волн.

В строении осадочного чехла синеклизы принимают участие отложения палеозойского, мезозойского и кайнозойского возрастов, мощность которых закономерно возрастает с севера на юг до 4000 - 4500 м и резко сокращается на обоих бортах впадины.

Отложения среднего палеозоя (девон) распространены лишь в северной части синеклизы и полностью выпадают из разреза к югу от широты Калининграда. В пределах всего региона отсутствуют карбоновые отложения.

При изучении стратиграфического подразделения осадочных слоев, выполняющих Балтийскую синеклизу, и пород фундамента нужно прежде всего руководствоваться геохронологической таблицей, которая приведена в Атласе.

В пределах региона на поверхности обнажаются лишь отложения кайнозойского и четвертичного возрастов. На большей части территории области кайнозойские отложения срезаны Валдайским ледником, и четвертичные отложения со стратиграфическим несогласием налегают на размытую поверхность пород мелового возраста.

Отложения более древнего возраста изучены по материалам глубокого бурения. Они выходят к поверхности лишь в акватории Балтийского моря. Однако и здесь они перекрыты морскими и ледниковыми осадками голоцена и плейстоцена.

Поверхность кристаллического фундамента погружается в сторону моря с 2000 - 2500 м на севере области до 4000 - 4500 м в Гданьской впадине. Ее покрывает толстая кора выветривания (до 9 м), свидетельствующая, что регион в течение большей части протерозоя представлял собой приподнятую и активно денудируемую сушу. Породы фундамента сложены различными по составу и возрасту гранитами, гранодиоритами, гнейсами, кристаллическими сланцами, габбро-лабрадоритами и др. Это в основном архейские образования, протерозойские почти полностью срезаны.

В пределах области на поверхности фундамента обнаружено несколько десятков локальных поднятий изометрической формы с амплитудой 50-100 м. Гравиметрическими и магнитными исследованиями было установлено, что ядро поднятий сложено более плотными и более намагниченными породами. Это, по всей вероятности, денудационные останцы древних, возможно, протерозойских вулканов. В кембрии, когда началось погружение синеклизы, эти возвышенности были островами или зоной мелководья, где в течение позднего кембрия и ордовика происходило накопление песчаных осадков и карбонатов. Впоследствии благодаря высокой пористости этих отложений создались благоприятные условия для формирования нефтяных залежей. Поэтому не случайно все известные нефтяные месторождения области связаны со структурными поднятиями фундамента.

Многие из рассмотренных пород палеозоя и мезозоя встречаются в виде валунов, гальки и щебня в ледниковой морене в различных районах Калининградской области. Поскольку здесь они не выходят на поверхность, этот факт следует рассматривать как результат экзарационной деятельности ледников на севере Балтийской впадины, а также Латвии и Литвы, где эти породы выходят на поверхность.

Наибольший интерес для нас имеют отложения кайнозойской системы, поскольку они обнажаются в береговом обрыве в районе Светлогорск - Донское и служат главным объектом изучения стратиграфии и литологии в ходе геологических маршрутов. Поэтому рассмотрим эту систему более подробно.

Таблица X .2

Геохронология кайнозоя

В ходе неоднократного наступления и последующей деградации плейстоценовых ледников кайнозойские отложения были выпаханы или размыты на большей части территории Калининградской области. Они сохранились лишь на Самбийском полуострове и южнее Калининграда. На остальной части региона кайнозойские отложения встречаются либо в виде останцев, либо отторженцов в низах морены. В пределах акватории Балтийского моря кайнозой полностью срезан ледником. Нижние горизонты его продолжаются на подводном склоне Самбийского полуострова на расстояние не более 1-2 км от берега, под покровом четвертичных и голоценовых образований. На большей части региона четвертичные отложения залегают непосредственно на размытой поверхности верхнемеловых мергелей.

§ 6. Четвертичные отложения

На территории Калининградской области четвертичные отложения развиты повсеместно. В северной части области они лежат на размытой поверхности верхнемеловых мергелей и песчаников. На юге - подстилаются песчано-глинистыми отложениями палеогена и неогена. Мощность четвертичных пород возрастает во впадинах дочетвертичного ложа до 100-1500 м и сокращается на дочетвертичных возвышенностях до 3-10 м. Наибольшее распространение в регионе имеют отложения последнего валдайского (вюрмского) оледенения, начавшегося 80 тыс. лет назад и достигшего максимального распространения около 25 тыс. лет назад. Основная морена, представляющая главный продукт деятельности ползущих ледников (смесь валунно-галечного и песчано-глинистого материала), слагает конечно-моренные образования (гряды, плато, камовые холмы). Продукты размыва морены - пески, глины, гравий - выполняют зандровые равнины, долины рек Преголи и Немана, впадины Куршского и Вислинского заливов. Во впадинах дочетвертичного рельефа сохранились ледниковые и водно-ледниковые образования среднего плейстоцена (днепровские, лихвинские). Поверхность их размыта более поздним валдайским ледником. В прилегающей впадине Балтийского моря кайнозойские и ранние четвертичные отложения были полностью срезаны двигающейся здесь главной лопастью валдайского ледника. Песчано-глинистые отложения кайнозоя сохранились лишь на Самбийском выступе, который не был срезан ледником, благодаря чему вместе с этими отложениями сохранились связанные с ними месторождения янтаря.

Янтароносные отложения продолжаются на подводном склоне Самбийского полуострова не более чем на 2 - 3 км. Далее они срезаны ледником и перекрыты мореной.

Для того, чтобы лучше ориентироваться в хронологии событий последних оледенений и читать карту четвертичных отложений, приведем таблицу их стратиграфического расчленения, принятую в Западной Европе, России и Германии (табл. X.3).

Таблица X .3

Стратиграфическое расчленение четвертичного периода для Европы

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

География Калининградского региона: Учеб. пособие / Под. ред. В.В. Орлёнка; Калинингр. ун-т. Калининград, 1995. 264 с.

Кучерявый П.П., Федоров Г.М. География Калининградской области: Учеб. пособие / Калининград: Кн. изд-во, 1989. 142 с.

Глава XI. РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНА ПРИРОДЫ

§ 1. Современное состояние природопользования

Невозможно лучше охарактеризовать нынешнее состояние природы в России, чем это сделал писатель Виктор Астафьев: «Все, что окружает нас, - от зеленой травинки, малой беззащитной птахи, таежного зверька, зеленого поля, неба, дающего нам возможность дышать, солнца, согревающего нас, - все есть часть нашей жизни, то есть и нас самих, потому, что человек - дитя природы, и как дитя родное должен относиться к своей матери-Земле».

Природа России... если говорить сухим языком цифр, то она такова: территория - свыше 17 млн. км² (68% всей площади СНГ); под лесом занято 45% всех земель, под сельскохозяйственными угодьями - около 13%; имеется 75 заповедников и национальных парков общей площадью 18 миллионов гектаров. В России сосредоточены основные запасы водных ресурсов страны; речной сток, формирующийся на территории республики, составляет 91% об общесоюзного.

В России разрабатываются более 10 тыс. месторождений полезных ископаемых, из которых добывается нефти (включая газовый конденсат) - 91%, газа - 77%, угля 55%, железной руды - 44% от общей добычи в странах СНГ.

Концентрированное наращивание объемов промышленного производства, в том числе и экологически опасного, без осуществления необходимых природоохранных мероприятий, нерациональное, а нередко просто бесхозяйственное использование минерально-сырьевых, водных, лесных и других природных ресурсов привели к серьезному обострению экологической обстановки в России.

Невозможно подробно перечислить все беды российской природы, да и уверены, наши читатели и сами многие знают о них. Нельзя сказать, что ничего не делается для решения экологических проблем. В целом по России затраты на природоохранные цели возросли более чем в два раза по сравнению с 1980 г., но они все еще недостаточны для нашей огромной страны и не привели к коренному улучшению состоянию окружающей среды. Уровень загрязнения водного, воздушного бассейнов и почв во многих регионах превышает допустимые нормы, отрицательно сказывается на продуктивности растительного и животного мира, ухудшает здоровье людей. В каждом седьмом городе России жить почти невозможно. Многие, наверное, читали в центральной прессе список из 43 городов России (где живет около 20 млн. человек), в которых сложилась особенно напряженная экологическая обстановка.

Одна из главных причин наших экологических бед - разрозненность действий, отсутствие внимания к решению природоохранных проблем со стороны общероссийских промышленных министерств и их предприятий, на долю которых приходится 93% всех вредных выбросов в атмосферу и половина загрязненных стоков. Республиканские и местные органы, по существу, не имеют юридических и экономических прав воздействия на предприятия федерального подчинения, наносящие урон природе. Существенный недостаток в природоохранной деятельности - неудовлетворительная работа по организации экологического образования и воспитания населения.

Одной из самых важных социальных и экономических задач исполнительных органов, министерств и ведомств, коллективов предприятий и организаций является коренное улучшение состояния окружающей среды, обеспечение экономного и эффективного использования природных ресурсов, воспитание у каждого человека сознательного и бережного отношения к природе.

Неоднократно и разными постановлениями одобрены мероприятия и направления работы, которые предусматривают обеспечить:

- прекращение к 1998 г. сброса в водоемы неочищенных стоков, а к 2001г. - недостаточно очищенных сточных вод;

- повсеместное доведение в 1991-1997 гг. качества питьевой воды и продуктов питания до санитарно-гигиенических нормативов;

- снижение к 1998 г. выбросов вредных веществ в атмосферу от промышленных предприятий на 21%, а к 2006 г. в два раза по сравнению с 1988 г., достижение во всех городах и населенных пунктах установленных санитарных норм;

- с 1991 г. осуществление программы создания автоматизированных систем контроля за состоянием окружающей среды, в том числе с использованием авиакосмических средств, организацию производства измерительной аппаратуры для этих целей;

- широкое использование интеллектуального и производственного потенциала оборонных отраслей для радикального изменения экологической ситуации в стране, для чего предусмотреть в региональных программах раздел «Конверсия - экология»;

- увеличение не менее чем в два раза объема ежегодных капитальных вложений и средств предприятий на природоохранные цели, создание, где это необходимо для сооружения объектов охраны природы, специализированных строительных организаций.

Необходимо осуществить экологическую экспертизу проектов и программ, оказывающих отрицательное воздействие на состояние окружающей среды; провести переоценку ранее принятых программ мелиорации и химизации сельского хозяйства, развития атомной энергетики, химической, микробиологической промышленности и других. Ученым предстоит принять участие в поднятии научного уровня предплановых разработок в области охраны окружающей среды, обеспечении экологически обоснованного размещения производительных сил и использования природных ресурсов.

Предстоит расширить научные исследования, выполняемые академическими и отраслевыми институтами по природоохранной тематике; обеспечить разработку и внедрение научно обоснованных эколого-экономических нормативов, определяющих экологические требования к хозяйственной деятельности. Сегодня как никогда нужны научные работы «на опережение ситуации», надежный прогноз, предвидение возможных экологических изменений.

Необходимо создать систему мониторинга природного комплекса России с использованием информационных средств министерств и ведомств, а также единую государственную экологическую информационную систему о состоянии окружающей среды и природных ресурсов в стране.

Нужно всемерно поддерживать общественное движение в защиту природы, привлекать население к мероприятиям по благоустройству городов и деревень, пригородных лесов, мест массового отдыха. Это, конечно, забота всех нас. Природу можно спасти только общими усилиями и только постоянным бережным вниманием к ней.

Большинство ученых, экспертов склонны оценивать современную экологическую ситуацию в России как «сложную», «тревожную» и «опасную». К сожалению, есть основания для таких оценок и в отношении Калининградской области.

Калининградская область - самая маленькая в России. Она относится к территориям с высокой антропогенной нагрузкой: плотность населения 65 чел. на 1 км² , почти в восемь раз выше, чем в среднем по России. Здесь развитая промышленность: пять крупных целлюлозно-бумажных предприятий, три больших морских порта, три рыбоконсервных комбината, сеть ремонтных, обслуживающий и других предприятий. Под сельскохозяйственными угодьями занято 55% территории, что в два раза выше, чем в среднем по стране. На долю лесов, болот, лугов приходится лишь четверть земель. Большинство земель в области мелиорировано. Таким образом, природные экосистемы почти на всей территории вытеснены или заменены антропогенными системами, что предопределяет необходимость разумного и рационального их использования.

Почва, земельные ресурсы - главное богатство любой территории. Что приносит вред нашим почвам? Не всегда оправданно излишнее применение агрохимикатов и ядохимикатов (их у нас используют соответственно в таких количествах: более 1 млн. тонн и 700 тонн); большие дозы азотных удобрений, кроме других негативных последствий, способствуют накапливанию нитратов в сельскохозяйственной продукции. Опасно и загрязнение почвы фосфатами. Нельзя увлекаться и минеральными удобрениями. Во всех отношениях предпочтительнее удобрения органические, а вот их почему-то вносят в 2-3 раза меньше, чем нужно. Специалисты делают вывод о том, что дальнейшее наращивание химизации сельского хозяйства области совершенно недопустимо: вводимые минеральные удобрения при нерациональном их использовании становятся источником загрязнения почв, поверхностных и подземных вод.

Еще один аспект использования земельных ресурсов связан с бессистемным отчуждением земель для различных несельскохозяйственных целей, загрязнением их промышленными стоками, отходами.

Сегодня рациональное использование почвенных ресурсов, повышение культуры земледелия - важнейшая экологическая задача.

В условиях сосредоточения населения в городах, концентрации здесь промышленности (а в Калининградской области именно такая ситуация) обостряются все экологические проблемы, и в первую очередь связанные с защитой воздушного бассейна. В области насчитывается около 75 тыс. источников выделения вредных веществ в атмосферу, из них 178 - крупные предприятия. Очистными установками оборудованы только 62% источников загрязнения воздуха. Значительная часть эксплуатируемых установок по очистке промышленных выбросов в атмосферу работает неэффективно или находится в неисправном состоянии в основном из-за отсутствия обученного персонала. Чтобы нагляднее представить, какое тяжелое бремя грязного воздуха ложится на человека, приведем одну цифру: 180 кг вредных веществ приходится на каждого жителя только с учетом выбросов из стационарных источников.

Состояние воздушного бассейна в Калининграде тревожно; уровень загрязнения по ряду вредных веществ значительно превышает предельно допустимые нормы концентрации. Калининград отнесен к числу 12 городов СНГ, наиболее загрязненных бенз(а)пиреном - канцерогенным веществом первого класса опасности. Основной вклад в выбросы вредных веществ в атмосферу вносят целлюлозно-бумажные предприятия - 43%, жилкомхоза - 11%, судпрома - 8,7%, Минэнерго - 5,5%. Выбросы от автотранспорта составляют 30-35 тыс.тонн ежегодно. Дополнительным источником загрязнения окружающей среды нашей области служат воздушные массы, поступающие с запада.

Загрязняющие атмосферу вещества снижают сопротивляемость организма, способствуют росту заболеваемости и смертности. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, здоровье людей на 20% зависит от окружающей среды. Считается, что заметное влияние на здоровье загрязняющие вещества оказывают не сразу, а примерно через 2-4 года - за такое время происходят функциональные изменения защитных сил организма человека.

Отсутствие или несовершенство очистных сооружений на большинстве предприятий города и области привело к сильному загрязнению рек, особенно р. Преголи. Это обусловливает и ухудшение качества воды в заливах. Очень тревожно и состояние Куршского залива. Пожалуй, трудно найти в области озеро, пруд, ручей, которые бы не служили местом сброса бытовых, промышленных, сельскохозяйственных отходов.

Сегодня как никогда требуется новое экологическое мышление. На первый план выдвигаются задачи не только и не столько строительства новых очистных сооружений, сколько вопросы оптимального размещения промышленных предприятий, применяющих экологически чистые технологии. Необходимы поворот к разумному использованию ресурсов территории, оценки ее сегодняшнего состояния и прогнозирование. Насколько действия человека, общества будут разумно регламентированы, настолько состояние окружающей среды будет отвечать потребностям жизни. И действовать, конечно, нужно немедленно. Иначе - можно опоздать.

§ 2. Составные части рационального природопользования

Потребление природных ресурсов. Огромный резерв использования возможных материалов, необходимых человеку, кроется в повышении эффективности добычи и использовании полезных ископаемых и биологических ресурсов. Так, несмотря на огромную ценность нефти, изымается всего лишь 30-50% ее запасов, находящихся в месторождениях. Таков результат и при добыче и извлечении из руд многих металлов, других полезных ископаемых. Значительный процент добытого теряется при первичной обработке. Подсчитано, что ежегодно из недр Земли извлекаются сотни тонн горной массы в расчете на душу мирового населения и всего лишь несколько тонн используется далее по прямому назначению в виде материалов и изделий.

Научно-технические достижения позволяют эффективно использовать так называемые бедные руды, снижать расход любого вида сырья на производство продукции. Большой результат дает использование вторичного сырья. В 70-е годы около 30% металлических изделий изготовлялись из металла, ранее послужившего человеку в другой форме. Из макулатуры получается новая бумага, из бытовых отходов, при полной переработке, готовят удобрения, искусственные материалы. Другими словами, невозобновимые «ресурсы» приобретают черты возобновляющихся. Только вопрос еще состоит и в том, что за длительный период развития общества отходы всех отраслей промышленности давно уже имеют колоссальные размеры. Производства вторичного цикла начали действовать на немногих предприятиях лишь в последние десятилетия. На Земле осталось много выработанных шахт, рудников. Ценность их отвалов уже оценена учеными, но когда еще человечество вернется к их вторичному использованию?

Несмотря на положительные стороны научно-технического прогресса, максимализм в использовании природных ресурсов остается преобладающим фактором в процессе взаимодействия общество - природа.

Огромные перспективные запасы минеральных ресурсов содержатся на морском дне и в толще океанских вод. В океане обнаружены все известные на Земле минералы - в растворенном виде, во взвеси, в донных отложениях. Большинство развитых стран уже приступили к частичной добыче полезных ископаемых. Развитие техники обусловило создание усовершенствованных технических средств, способных вести разработки не только в прибрежных зонах, но и на значительных глубинах океанов и морей. Зародилась морская горнодобывающая промышленность. Но осваиваются в основном лишь прибрежные месторождения, а к океанским кладовым морские добытчики только подбираются.

Важным минеральным сырьем, получаемым со дна рек и морей, является строительный материал - песок, гравий, ракушняк. На континентальных шельфах ежегодно добывается свыше 40 млн. м² песка и гравия. Древние скопления ракушняка на дне заливов служат основным источником извести для прибрежных районов.

Важнейшим ресурсом, добываемым с морского дна, является нефть. Значительные запасы нефти найдены у берегов России - на Сахалине и в Беринговом море, на побережьях Каспия. Есть нефть и на дне Балтийского моря у берегов Калининградской области. Максимальная глубина, при которой извлечение нефти экономически выгодно, зависит от трех основных факторов: технологии добычи, запасов нефти в соответствующем районе и освоения других источников энергии, которые могут конкурировать с нефтью, извлекаемой со дна. Стоимость изыскательских работ и извлечения нефти резко возрастает с увеличением глубины слоя воды над морским дном - и при глубине 1000 м более чем в пять раз выше, чем при глубине 200 м. Морская добыча нефти растет с каждым годом. Специалисты считают, что в начале XXI века она составит треть всей добычи этого вида сырья.

По подсчетам академика Н.Н. Семенова, в кубе обыкновенной морской воды со сторонами около 200 м заключено столько дейтерия (изотоп водорода), что его энергия эквивалентна энергии, получаемой при современной мировой добыче угля. При превращении 1 г дейтерия в гелий выделяется около 100 тыс. кВт. энергии, а это означает, что на каждого человека, живущего сейчас на Земле, океан может дать миллион миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Иначе говоря, из дейтерия можно получить столько же энергии, сколько при сгорании дадут 1400 океанов бензина.

Итак, моря и океаны способны сотни тысяч лет обеспечивать человечество термоядерной энергией, но, чтобы этот прогноз ученых превратился в реальность, необходимы огромные усилия исследователей самых различных направлений - от физиков до экологов и социологов.

Россия и Франция стали пионерами в области освоения энергии приливов. Первая приливная электростанция в нашей стране построена в губе Кислой Баренцева моря. Мощность этой станции всего 400 кВт, и она является своеобразной научной лабораторией для создания в будущем значительно более мощных станций такого типа. По данным Дальневосточного научного центра Российской Академии наук, у Шантарских островов и Охотском море можно построить приливную электростанцию мощностью 10 млн. кВт, а общие энергоресурсы наших морей Дальнего Востока за счет приливных волн оцениваются в 170 млрд. кВт·ч в год.

Этого вполне достаточно, чтобы признать, что утверждения о якобы глобальном истощении энергетических ресурсов и грозящем энергетическом голоде - не что иное, как попытка ввести в заблуждение, попытка монополий извлечь сверхприбыли за счет развивающихся стран в интересах США, Японии и других развитых капиталистических стран.

Неоднократно выдвигались проекты использования энергии течений. Так, еще в 1891г. в России обсуждалось предложение инженера А.Касаткина о перекрытии плотиной Татарского пролива с целью использования энергии теплых вод Куро-Сио в Охотском море и улучшения климата этого сурового дальневосточного побережья.

До 10% необходимой энергии можно получить, к примеру, в Калининградской области, если построить здесь ветряные электростанции.

В Иокогамском университете (Япония) создана установка по добыванию водорода из морской воды производительностью 10 тыс. м³ в год, работающая на солнечной энергии. А ведь водород - не только экономичный, но и не загрязняющий биосферу источник энергии, потенциальная замена жидкому топливу и природному газу. Итак, с научно-технической точки зрения мы можем вполне оптимистично смотреть на возможности решения энергетических проблем за счет ресурсов океана.

Всего 0,1% от общего количества излучения солнечной энергии, ежегодно достигающего поверхности Земли, утилизируют растения, но и эта величина почти в десять раз превышает все современное потребление энергии человечеством. С глубоким пониманием механизмов, лежащих в основе фотосинтеза, мы можем связывать долгосрочные перспективы решения не только энергетических, но и пищевых проблем.

Исключительный интерес представляют железно-марганцевые конкреции. В них, помимо железа и марганца, содержатся такие ценные элементы, как никель, медь, кобальт и др. Подсчитано, что запасы их составляют в океанах 1500 млрд. тонн. США и Япония уже добывают со дна океана металлоносные конкреции. В то же время подобная деятельность немало заботит другие страны тихоокеанского бассейна, которые имеют не меньше прав на минеральные ресурсы, однако, не располагая сейчас мощной техникой, не в состоянии добывать их с больших глубин. Не случайно еще в 1967 г. при ООН был учрежден специальный комитет для изучения различных аспектов использования ресурсов океана - политических, юридических, научных и технико-экономических.

Морская вода - многокомпонентная жидкая руда, из которой рентабельно вскоре будет добывать почти все элементы таблицы Менделеева, даже такие редкие, как золото и уран. Так, уже к 2000 г. Япония рассчитывает получить из морской воды 3400 тонн урана. Очень быстрый рост цен на золото все более приближает нас к добыче этого металла из океанической воды, где его содержится около 10 млн.тонн.

Все более острой становится проблема пресной воды. Строительство опреснительных установок в комплексе с атомными электростанциями открывает возможности получения дешевой энергии и большого количества пресной воды из морей и океанов. Однако при реализации подобных проектов особенно важно обеспечить безопасность окружающей среды, не допуская аварий, подобных Чернобыльской катастрофе.

То что сегодня миллионы людей голодают, вовсе не является результатом оскудения биологических ресурсов либо демографического взрыва на Земле. Достаточно сказать, что только растительных ресурсов океана, при условии их использования в качестве пищевых и кормовых культур хватит на то, чтобы прокормить более 100 млрд. человек. Но мы должны отдавать себе отчет в том, что биологические ресурсы используются нерационально. С одной стороны, существует промысловый пресс на одни виды животных (киты, рыбы, и некоторые др.) и возникла опасность их полного истребления, с другой - иные виды, те же водоросли, используются явно недостаточно.

Огромные возможности для увеличения пищевого белка открывает развитие марикультуры - искусственного разведения морских рыб, моллюсков, ракообразных и иглокожих. Многие виды морских организмов имеют значение не только как продукты питания. Их органы и ткани содержат ценные биологически активные вещества, необходимые для медицины. Препараты этих веществ применяют для лечения сердечно-сосудистых заболеваний, замедляют рост злокачественных опухолей и помогают при многих других болезнях. Пищевые качества водорослей определяются содержанием в них многих необходимых для сохранения здоровья человека микроэлементов и витаминов.

Наука все более вторгается в нашу жизнь и в ряде случаев уже действительно стала производительной силой, будь то добыча со дна океана железно-марганцевых конкреций, искусственного воспроизводства лососей или использование энергии океанических волн.

Другое дело - в чьи руки попадают ресурсы, во имя каких целей в различных странах добывают руды, нефть, миллионы тонн рыбы? Ответы на этот вопрос представляются далеко не риторическими. Многонациональные корпорации продолжают политику получения сверхприбылей, мало заботясь при этом о восполнении ресурсов, состоянии окружающей среды, интересах молодых развивающихся государств.

Своеобразной формой раздела морских акваторий стало объявление государствами «экономических зон», выходящих за пределы территориальных вод и охватывающих, как правило, полностью все районы шельфа. Развивающиеся страны оправдывают свои решения об установлении экономических зон стремлением защитить собственные интересы и желанием самим использовать целиком и полностью все биологические ресурсы у своих берегов.

Рост национального самосознания оказывает сдерживающее влияние на эксплуатацию и спекуляцию природными ресурсами. Растет международное сотрудничество государств в деле рационального использования и охраны природных ресурсов. Благоприятное воздействие на сохранение биологических ресурсов имеют многосторонние соглашения по регулированию промысла китов, котиков, моржей, сельди, лососевых рыб и др. Для России это очень важно, если учесть протяженность ее морских границ.

И еще об одном аспекте рассматриваемой проблемы - нравственно-этическом. Очень многое зависит от отношения к природным ресурсам каждого человека, живущего в России. Можно иметь высокоразвитую науку и технику, можно избавиться от социальных язв и построить справедливое общество, но если нравственный уровень граждан не будет достаточно высоким, о каком рачительном хозяйствовании или рациональном природопользовании говорить?

Исключительно важны просветительская деятельность молодого исследователя, педагога, необходимость нести не только знания, но и пропагандировать среди населения идеи мира и сотрудничества. По отношению к окружающей нас природе мы должны руководствоваться христианским лозунгом «ни убий», но также подходить к ней, вооружившись научными и техническими знаниями, пониманием того, что только совместными усилиями всех стран можно успешно решить проблемы рационального использования ресурсов.

Нерациональное потребление естественных ресурсов, отходы промышленного производства, вызванные быстрым ростом городов, привели к загрязнению воды и воздуха прежде всего вблизи крупных индустриальных центров. Однако преимущества регулируемой экономики и гуманистические идеалы россиян позволяют разрешать эти проблемы.

Вот лишь главные из критериев экологически чистого производства:

- действенный государственный контроль за всеми формами загрязнения окружающей среды, планомерные мероприятия по их ликвидации на основе передовых технологий;

- научная разработка и последовательное осуществление крупных народнохозяйственных программ «Урал», «Сибирь», «Дальний Восток» в целях рационального использования естественных ресурсов, их сохранения и воспроизводства;

- всемерное улучшение городской среды обитания, развитие заповедников, включая биосферные, в которых в первозданном виде сохраняются природные ландшафты, фауна, флора.

Для сохранения существующего генофонда организмов создаются заповедники в биологически продуктивных зонах суши и океана. Идея таких заповедников состоит не только в сохранении редких и исчезающих видов животных и растений. Подобные резервации станут одновременно и поставщиками ценных для человека видов в соседние с заповедными районы.

Ученые всех стран развертывают сеть международных научно-исследовательских центров по берегам океана, ведут совместные исследования и вырабатывают согласованные рекомендации по наиболее актуальным проблемам науки. Все больший удельный вес приобретают международные научные программы в плане осуществления межправительственных соглашений.

Трудно переоценить и значение международных конференций и симпозиумов молодых исследователей для выработки общих принципов и путей развития наших взаимоотношений с природой.

Охрана и воспроизводство природных ресурсов. Важнейшими составляющими природопользования являются охрана и воспроизводство природных ресурсов. Меры по охране земли (борьба с эрозией, рекультивация, защита от селей, оползней, засоления), вод (строительство водоохранных объектов, внедрение бессточных систем водопользования), лесов (создание зеленых зон вокруг городов и поселков), а также недр, атмосферного воздуха, диких животных и ценных видов промысловых рыб. В дальнейшем необходимы совершенствование технологических процессов, выпуск более экологичного оборудования, формирование сети заповедных территорий и национальных парков. Очень важны совершенствование государственного управления природопользованием и охраной окружающей среды, а также более широкое привлечение общественности к этим жизненно важным мероприятиям, экологическое образование и воспитание населения.

Комплексный характер проблем охраны природы требует проведения самых серьезных научных исследований: экологических, экономических, технических, правовых. Часть из них необходимо решать в рамках международного сотрудничества различных государств в области использования сырья, топлива, энергии, продовольствия.

Таблица XI .1

Классификация объектов природоохранительной

работы по И.П. Лаптеву

1. Охрана и воспроизводство биологических ресурсов суши. Проблема воспроизводства возникла в связи с истощением биологических ресурсов как на суше, так и на море. Важнейшим биоресурсом Земли являются лесные массивы, на долю которых приходится примерно 2/3 всей продуцируемой биомассы и около половины производимого кислорода. Огромно значение леса и как источника древесины - важнейшего строительного материала. До недавнего времени полагали, что с развитием технического прогресса появятся многочисленные ее заменители и потребность в естественном продукте отпадет. Однако значение древесины время не умаляет. Открываются все новые и новые сферы ее использования, и изделия из древесины выдерживают серьезную конкуренцию с металлами и пластмассами.

Лес служит уникальным водохранилищем. Один гектар березового леса испаряет 47 тыс.л воды в день. Он сохраняет влагу и водные источники, сдерживает развитие некоторых неблагоприятных последствий человеческой деятельности, способствует восстановлению нормальных взаимодействий между компонентами природы. Леса являются и мощным фактором регулирования количества газов в атмосфере. Огромна роль лесов в защите почв от эрозии, водной и русловой, в улучшении водного и пищевого режимов земель и др.

В результате нерационального, потребительского отношения к этому ценнейшему богатству планеты площадь лесов на Земле резко сокращается. В России, однако, площадь лесного фонда занимает почти половину ее территории.

Ранее (в годы советской власти) была проведена большая работа по плановому перебазированию лесозаготовок в многолесные районы Сибири и Дальнего Востока, что позволило сократить перерубы леса в Европейской части России. Однако в настоящее время необходимо осуществить дополнительные мероприятия по повышении продуктивности и качественного состава лесов, особенно в Европейской части России, по повышению качества лесовосстановительных работ. Предстоит значительно улучшить охрану лесов от незаконных порубок, усилить надзор за состоянием охраны лесов.

Расчеты показывают, что для полного решения проблемы оптимальной лесистости в Европейской части России необходимо вырастить новые леса различного назначения на площади 35-40 млн. га, в том числе в центральных районах на площади 25-30 млн. га (в основном по оврагам, берегам рек, на песках, а также защитные лесополосы).

Водоохранные, горные леса, зеленые зоны положительно влияют на повышение водности и чистоты рек, задерживают селевые потоки, обвалы, препятствуют образованию эрозии земель.

Природоохранные мероприятия должны обеспечить не только потребности страны в древесине, и многообразной лесной продукции, но и решить сложные проблемы современности - проблемы охраны и повышения продуктивности биосферы.

Леса государственного значения по естественно-природным и экономическим признакам делятся на три группы. Первая группа - это в основном леса защитного назначения, определенные в лесном законодательстве (водоохранные, почвозащитные, горные, леса на крутых склонах, курортные леса, зеленые зоны, леса заповедников и т.д.). Одной из основных категорий являются «лесные зоны». Сюда относятся насаждения, которые в плановом порядке создаются в соответствии с решением правительства РФ. Они являются базой для организации отдыха населения и образуются вокруг крупных промышленных и населенных пунктов.

В России ежегодно на площади около 1 млн. га проводятся посадки леса, что активно содействует естественному их возобновлению. На 700 тыс. га оставляется подрост. На остальной территории происходит восстановление без вмешательства человека. Однако приживаемость посадок во многих случаях низкая. Деревья часто гибнут не достигая спелого возраста. Главная причина гибели - отсутствие надлежащего ухода. Несмотря на многочисленные и весьма тревожные выступления ученых в защиту лесов, деятельность многих лесных предприятий остается подчиненной выполнению планов лесозаготовок и посадок. Продуктивность леса можно значительно повысить, если своевременно проводить уход (осветление, прочистки, прореживание, проходные и санитарные рубки и т.д.). В лесхозах и леспромхозах для этих целей необходимо создавать комплексные бригады, оснащать их надлежащей техникой.

Огромный разрыв увеличения ежегодного прироста древесины - осушение заболоченных и избыточно увлажненных лесных площадей на Европейском Севере, в Западной Сибири, а также селекционная работа и введение быстрорастущих и хозяйственно-ценных древесных пород взамен малоценных.

Другим не менее ценным биологическим ресурсом являются животные, играющие прямую и косвенную роль в жизни человека. Прямое положительное значение имеют виды животных, дающие мясо, шерсть, кожу, пух, перо и т.п. Косвенное значение таких животных заключается в том, что они могут способствовать увеличению продуктивности лесов. Очень велика роль насекомых-опылителей. Без них не могли бы существовать очень многие представители масличных, зерновых, бахчевых, садовых, ягодных, лекарственных и декоративных растений, не считая растений лугов и лесов. Полезную службу несут птицы - энтомофаги, уничтожающие вредителей полей, садов, лесов.

Еще сравнительно недавно было распространено деление животных на полезных и вредных. Наука установила, что такое деление весьма условно. Нет таких животных, которые были бы абсолютно полезными или абсолютно вредными. Роль одного и того же вида может быть различной в разных географических условиях. Значение того или иного вида животных во многом зависит от его численности. Поэтому охрана и рациональное использование ресурсов животного мира заключается прежде всего в регулировании его численности. Если данный вид животных находится на грани исчезновения, то вводится полная его охрана. Но когда численность сохраняется, то полный запрет промысла нецелесообразен, необходимо разреживание стада.

Большое значение для охраны и восстановления промысловой фауны в России имеет организация государственных заповедников, заказников, национальных парков и других особо охраняемых территорий. Действующим законодательством предусмотрено существование довольно значительных по размерам территорий (уже сейчас они составляют около 8% от всей площади страны, сохраняя тенденцию к расширению). В одних случаях особо охраняемые природные территории - это монолитные площади, включающие десятки, сотни, тысячи и даже миллионы гектаров; в других - состоят из небольших участков. Иногда охраняемые территории занимают немногие десятки, а иногда даже единицы квадратных метров (отдельные рощи деревьев-долгожителей).

В настоящее время в России имеется свыше 80 заповедников. Кроме этого в нашей стране существует свыше 1500 зоологических заказников различных рангов.

Охрана охотничьей фауны, а также промысловых рыб осуществляется специальными государственными органами.

Меры по охране и воспроизводству животных дают ощутимые результаты. Так, если к 20-м годам ХХ века находились на гране истребления антилопа, сайгак, лось, соболь, кабан, бобр и ряд других видов, то за последние два десятилетия численность сайгака увеличилась примерно в 4,5 раза, лося - в 3,5, косули и кабана - в 3, кабарги - в 2 раза.

Важное значение для охраны и воспроизводства ресурсов животного мира имеет тенденция перехода от промысла к хозяйству. В стране созданы и продолжают расширятся государственные охотничьи хозяйства, которые способствуют не только сохранению, но и увеличению численности животных. Другим примером рациональной организации охраны и воспроизводства животных является эксплуатация стад морских котиков на Дальнем Востоке. Ученые-биологи систематически проводят наблюдения за одним из самых многочисленных стад, расположенных на о.Тюленей в Охотском море.

И все же меры по охране животных в целом еще недостаточны. Во многих лесах исчезают белки, зайцы, рябчики, глухари, куропатки, даже рыжих муравьев становится меньше. Сплошная распашка степей и вырубка островных лесов привели к резкому снижению численности степных птиц и насекомых - дроф, стрепетов, перепелок, шмелей и др. Немалый вред живым организмам причиняет неправильное применение химических средств защиты растений. Поэтому внимание к охране животного мира должно быть усилено.

Как известно, существует международная «Красная книга», куда заносятся все редкие и исчезающие виды животных. Кроме того, многие страны составляют свои национальные «книги», вносят в них виды, редкие и находящиеся под угрозой исчезновения в этих странах. В «Красную книгу» нашей страны включены около 30 видов находящихся под угрозой исчезновения и 40 видов редких млекопитающих, 37 видов редких птиц и 26 видов, которым грозит исчезновение, 8 видов земноводных и 21 вид пресмыкающихся. Внесение вида в «Красную книгу» означает особую заботу о нем со стороны государства.

2. Охрана и воспроизводство биологических ресурсов моря. Воспроизводство морских биологических ресурсов получило название «марикульту­ра». Она возникла в результате уменьшения численности морских промысловых организмов. Нарушение экологического равновесия произошло от чрезмерного потребления биоресурсов. Поэтому появилась необходимость искусственного выращивания рыб, беспозвоночных, водорослей. В Японии, Франции, Испании издавна культивируют устриц, мидий, гребешков и др. Хозяйства марикультуры позволяют во многом решить проблемы питания, стоящие перед человеком. Рыбоводная ферма площадью около 20 км² может дать за год рыбной продукции больше, чем сейчас ежегодно добывается во всем Северном море.

Все большее развитие получает российская марикультура на Дальнем Востоке, особенно в Приморье. Первая плантация по культивированию водорослей ламинарии создана в бухте Валентин Японского моря. В заливах Посьета и Петра Великого созданы хозяйства по выращиванию морского гребешка, устриц, мидий, трепанга. На Сахалине и Курильских островах свыше 40 лет занимаются воспроизводством лососевых рыб.

Перед учеными и практиками марикультуры стоит ряд вопросов, таких как устранение загрязнения прибрежных вод, использование глубинных вод, богатых биогенными соединениями и др. Однако, как показывает обмен опытом на российско-японских симпозиумах по марикультуре, эти проблемы могут быть успешно решены. Марикультура открывает значительные возможности в рамках международного сотрудничества. Все усилия и средства, вложенные в марикультуру, окупятся уже в ближайшее время.

3. Охрана и воспроизводство минеральных ресурсов. Современная эпоха характеризуется стремительными темпами потребления минеральных ресурсов. В середине XXI века, по прогнозам ученых, будут исчерпаны основные запасы нефти, свинца, олова и других полезных ископаемых. К тому же различные виды полезных ископаемых весьма неравномерно распространены в земных недрах и на поверхности Земли. Урал и Сихотэ-Алинь, к примеру, богаты рудными месторождениями железа, свинца, цинка, олова, вольфрама и др. В Западной Сибири геологи открыли богатейшие ресурсы нефти и природного газа, в Якутии - алмазов.

Охрана минеральных ресурсов - это система государственных и общественных мер по комплексному, экономному и более рациональному использованию ресурсов недр, предотвращению загрязнения и других негативных изменений в природе, затрудняющих условия жизни человека. Охрана вод - важнейшая составная часть этой системы, направленная не только на удовлетворение сегодняшних, но и будущих потребностей общества в условиях экологически сбалансированного функционирования экосистем. В эту систему входят также охрана атмосферного воздуха, почв, биосферы в целом и даже космоса.

Совершенствование путей использования каменного угля, нефти и природного газа, постепенный отказ от их сжигания, равносильному тому, чтобы «топить печи ассигнациями», как отмечал еще Д.И.Менделеев, сулит не только колоссальную экономию этих ценнейших полезных ископаемых, но и предотвращение дальнейшего загрязнения атмосферного воздуха. Замена дефицитных и минеральных ресурсов другими - еще один вид их охраны. Многие металлы можно добывать, к примеру, из отходов промышленного производства, бытовых отходов, «хвостов» месторождений и других. При добыче янтаря в Калининградской области возможно, к примеру, добывать ценные агроруды - фосфориты и глауконит (калийные удобрения).

Следует критически пересмотреть правомочность использования многих видов строительных материалов минерального происхождения в прибрежных районах моря. Так, если разработка береговых залежей песка и гравия, как это наблюдалось на юге Балтики и на Черноморском побережье Кавказа, ведет к разрушению пляжей, развитию оползней и др. неблагоприятных процессов в береговой зоне моря, она должна быть безусловна прекращена.

Биоконцентрирование металлов морскими организмами в перспективе позволит добывать металлы из океанов и морей, а такие металлы, как, к примеру, магний, кальций, даже уран и золото, могут добываться из морской воды уже сегодня.

Свалки промышленных и бытовых отходов - поистине неисчерпаемый резерв вторичного сырья многих необходимых человеку минеральных соединений и элементов. Включение вторичного сырья в круговорот может быть осуществлено на пути создания малоотходных и безотходных технологий использования минерального сырья. Создание искусственных рубинов, алмазов и других минералов - еще один путь охраны недр.

Охране подлежат запасы твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых, классические и опорные геологические обнажения; добывающие организации обязаны обеспечить полное и комплексное использование минерального сырья. Законодательство по охране недр требует совершенствования в связи с резким усилением влияния на недра человеческой деятельности и влияния добычи полезных ископаемых на остальную природу. В ближайшие годы должно быть разработано международное регулирование добычи полезных ископаемых.

Многообразная практическая работа по разрешению проблем все возрастающего потребления природных ресурсов должна опираться на фундаментальные теоретические знания. С этой целью ученые всех стран призваны всесторонне оценить взаимодействие в системе «человек - природа» с учетом эволюционных, экологических, экономических, социальных, политических тенденций в каждом конкретном регионе. Такая оценка должна носить четко выраженный междисциплинарный характер и осуществляться системой наук. Особое внимание следует уделять анализу последствий воздействия различных форм человеческой деятельности на процессы и явления в природных экосистемах: баланс вещества и энергии, экологическое равновесие и биологическая продуктивность. Весь этот круг фундаментальных вопросов опирается на дальнейшую разработку учения о биосфере и ноосфере, основоположником которого был выдающийся русский академик В.И.Вернадский.

Применительно к минеральным и другим ресурсам задачи науки могут быть конкретизированы.

Необходимо, к примеру, всестороннее исследование возможностей опреснения морской воды с попутным извлечением полезных для человека солей и других соединений. Должна быть создана теоретическая основа поисков подводных месторождений полезных ископаемых (нефти, природного газа, россыпей редких и цветных металлов, железно-марганцевых руд и др.).

Очень важно изучить способность морских организмов концентрировать ценные химические элементы в сотни и тысячи раз больше по сравнению с их количествами в океанической воде с целью создания искусственных аналогов - автоматов, способных извлекать из воды океана промышленные количества необходимых человечеству элементов.

Предстоит научиться прогнозировать тайфуны, разрушительные ураганы и цунами, наносящие большой ущерб прибрежным городам и населенным пунктам.

4. Комплексные биологические исследования ресурсов суши и океана. Среди них важнейшее значение имеют следующие направления.

· Изучение растительного и животного мира, его состава и распределения в различных географических и вертикальных зонах. Несмотря на длительный период таких исследований, ученые всего мира открывают новые виды живых существ, населяющих сушу, океаны и моря, и важные закономерности их расселения в связи с условиями существования. Для разведения морских организмов в искусственных условиях небезразлично, как они относятся, скажем, к температуре или солености, какие параметры среды оптимальны для разведения и роста, а какие - экстремальны.

· Освоение новых объектов промысла. В наше время особое значение приобретают разработка научных основ эксплуатации запасов промысловых рыб и беспозвоночных, в частности, громадных скоплений криля. Каковы предельно допустимые нормы изъятия этих животных из океана, как следует распределить промысловый пресс по сезонам года, географическим районам и т.д. Ответы на эти и другие вопросы, связанные с эксплуатацией биологических ресурсов, очень важны. При правильном решении данных проблем на научной основе человечество может получить новые существенные источники белковых продуктов. Неограниченный и бесконтрольный промысел рыб в ряде районов океана привел к депрессии отдельные виды, а другие превратил в непромысловые. Вспомним хотя бы исчезнувшие почти полностью атлантические и тихоокеанские стада сельди, колонии южных морских котиков, в огромных количествах некогда водившиеся у берегов Чили. Для действительно рационального промысла необходимо повсеместно исследовать генетическую структуру сообществ животных и растений, динамику их численности и биомассы за длительные промежутки времени и только на основе обоснованных прогнозов определять допустимые размеры изъятия. Добыче минеральных ресурсов должна предшествовать тщательная оценка последствий техногенного вмешательства и изменений природных ландшафтов, что позволит предотвратить разрушение морских и речных берегов, нежелательные изменения течений, появление мелей на пути следования судов и многое другое.

· Воспроизводство биологических ресурсов. Искусственное разведение морских рыб, водорослей и беспозвоночных в прибрежных водах океана - очень выгодное и перспективное дело. Достаточно использовать всего 1% площади мирового континентального шельфа для разведения устриц, чтобы урожаев такой плантации хватало для покрытий всех потребностей человечества в животном белке на 25-30 лет вперед. Перспективы марикультуры очень заманчивы, и молодежь всех стран должна стремиться овладеть теорией и практикой этого вида деятельности человека в океане.

· Охрана животного и растительного мира и сохранение окружающей среды. Усилий даже таких мощных стран, как США и Россия, но действующих порознь, не хватит, чтобы справиться с возрастающим загрязнением атмосферы, рек, морей и океанов. Поэтому так важны согласованные действия государств - двусторонние и многосторонние конвенции, соглашения, договорные обязательства. Об этом говорят многие факты. К берегам Камчатки сегодня возвращаются моржи, изгнанные оттуда в начале века русскими и иноземными зверобоями. Численность моржей растет - это прямое следствие запрета на их промысел, введенного в 1956 г.

Большую роль в охране природы может сыграть совершенствование правовых основ как средства организации и упорядочения действий отдельных стран и мирового сообщества в целом. Правовое регулирование может оказать воздействие на поведение власть имущих и принятие ими обязательных решений.

Необходимо вырабатывать систему международного регулирования отношений человечества с природой. Конвенции по китобойному промыслу, другим животным, поставленным было на грань полного уничтожения, - это только начало. Коллективные действия государств убеждают в том, что разумные решения и положительные результаты возможны. При наличии доброй воли, мобилизации общественного мнения, организации подлинного международного сотрудничества, возможно достичь многих значимых результатов в решении проблем оптимизации природопользования.

Все больший удельный вес приобретают международные проекты совершенствования природопользования. Так, успешным было начало советско-американской программы исследования биологической продуктивности и биохимии Мирового океана. В прошлом были традиционными советско-японские симпозиумы по проблемам марикультуры. Международные программы по экологическому оздоровлению Балтики привлекают все больше молодых специалистов стран Европы.

Значительный эффект дают международные экологические экспедиции ученых различных направлений, не только океанологов, биологов, геологов, химиков, физиков, но также экономистов-социологов, историков. Общение, взаимный обмен опытом и совместная деятельность ученых, безусловно, могут оказать весомое влияние на улучшение дел, связанных с охраной природы.

Трудно переоценить значение международных конференций и симпозиумов исследователей для выработки общих принципов и путей развития взаимоотношений с природой. Большую пользу в формировании экологического мировоззрения играют, к примеру, встречи молодых исследователей стран Тихоокеанского бассейна в г.Находке, ставшие уже традиционными (проводятся с 1974 г.), а также телепрограммы экологического обучения, начатые по инициативе университета Уппсала (Швеция) в странах Балтики.

Очень важен социальный аспект природопользования. Быстрый рост городов, промышленного производства приводят к загрязнению воды и воздуха прежде всего вблизи крупных индустриальных центров. Надлежит сформулировать общественное движение в защиту природы и здоровья людей таким образом, чтобы голос общественности был услышан властями и оказался действенным.

При этом существенные природоохранные движения должны действовать на основе системного подхода к решению проблемы. Нельзя, к примеру, сохранить рыбу в море и на озере, не заботясь о чистоте воды, лесах растущих на их берегах. И леса мы не можем рассматривать только с точки зрения заготовителя древесины, иначе неизбежна недооценка их водорегулирующего, почвозащитного, климатического и рекреационного значения. Взаимная связь компонентов биосферы приводит к выводу о необходимости охраны одного объекта посредством охраны другого. Только таким путем может быть обеспечена комплексная, всесторонне продуманная охрана окружающей среды.

Бережное отношение к ресурсам, к окружающей нас природе мы должны, что называется, с пеленок прививать детям и внукам - той молодежи, которая придет на смену нынешней через 10-15 лет. На создание живых систем, даже самых примитивных, в океане и на суше природе понадобилось миллионы лет, а сейчас человек способен уничтожить их за мгновения. Исключительную важность поэтому приобретает умная, проникающая в душу пропаганда среди молодежи, поворачивающая ее лицом к природе, направленная на экологизацию человеческого сознания. Все мы - дети биосферы и можем существовать только в гармоничном единении с живой природой. Мы слишком долго писали и говорили о покорении и преобразовании природы и сегодня должны с детства внушать ребенку уже иную мысль: охрана природы - это ведь охрана жизни как таковой, т.е. и нашей жизни тоже. В деле гуманистического воспитания подрастающего поколения большую роль кроме ученых могут сыграть артисты, художники, поэты и, конечно, педагоги.

§ 3. Роль географической науки в рациональном

природопользовании и охране окружающей природной среды

Значение географии в деле охраны природы, рационального использования природных ресурсов и устойчивого развития территорий Российской Федерации трудно переоценить. Географические науки обладают множеством возможностей для оценки экологического состояния природных комплексов, для выработки рекомендаций по рациональному освоению природных ресурсов и устойчивому развитию различных в физико-географи­ческом и экономико-географическом отношениях регионов нашей страны.

Разработка физико-географических основ природопользования - одна из основных проблем современной физической географии. Правильная организация природопользования требует всестороннего учета и оценки природно-ресурсного потенциала экономико-географами, а антропогенное воздействие на ландшафты - предмет исследований геоэкологов.

Освоение природных комплексов - водных, лесных, земельных и иных ресурсов географической оболочки - основывается на разработанном географами принципе соответствия хозяйственной деятельности природным особенностям территории. Недооценка этого принципа в прошлом привела к тому, что на территории России сокращается площадь лесов, приходят в негодность некогда плодородные земли, загрязнение ее водного бассейна, поверхностных и подземных вод привело к резкому росту заболеваемости населения.

В 60-70-х годах ХХ столетия отечественные географы отстаивали концепцию «преобразования природы» и на основе этой концепции выдвигали грандиозные планы переброски стока северных сибирских рек на юг для того, чтобы обеспечить водой среднеазиатские хлопководческие районы Средней Азии. При этом недостаточно учитывались отдаленные последствия подобных «преобразований», в частности изменения климата, затопление огромных пространств Севера и др. Многие ученые и общественность выступили против и в конце концов от реализации проектов пришлось отказаться. Однако ряд географов и сегодня доказывают необходимость переброски незначительной части стока сибирских рек для решения проблемы высыхания Аральского моря и орошения пахотных земель Казахстана и Средней Азии, других республик Средней Азии, входящих в состав СНГ и крайне заинтересованных в подъеме сельскохозяйственного производства.

Географы-ландшафтоведы работают над изучением состояния ландшафтов в аграрных районах России. Первый такой опыт был получен еще в 1951 году в Зарайском районе Московской области, а впоследствии он был распространен на оценку земель сельскохозяйственного назначения и ландшафтов в Рязанской и Брянской областей. При таких исследованиях учитывались не только физико-географические, но и экономико-геогра­фические особенности, включая плодородие почв, их урожайность, качество и количество вносимых минеральных и органических удобрений и др.

С 1956 года географы МГУ возглавляют межвузовские исследования по физико-географическому районированию районов сельскохозяйственного освоения в Нечерноземном центре, Сибири и на Дальнем Востоке.

Для ускорения процесса оптимизации природопользования и более гармоничного развития взаимоотношений между человечеством и природой большое значение имеют комплексные географические исследования, связанные с картографированием территорий, районированием и зонированием, а также моделированием и прогнозированием грядущих изменений в природе и общественном развитии.

Серии карт создаются в рамках государственной программы «Общегеографические карты России» с целью обеспечения всех субъектов Российской Федерации высокоинформативными и достоверными картографическими материалами универсального назначения.

Одним из первых в России по инициативе местных органов управления и академических кругов географов создан Атлас Сахалинской области.

Общегеографические карты краев и областей России выполняются в масштабах от 1:500000 до 1:1000000. Атласы содержат дополнительные карты краевых (областных) центров, а кроме того, примечательные в туристическом, экологическом и ином отношении карты-врезки более крупного масштаба. В качестве исходного картографического материала для составления общегеографических карт используются государственные топографические карты, которые еще в недавние годы были строго секретными. Население, ученые, школьники и студенты могли до недавнего времени пользоваться лишь схематическими мелкомасштабными картами, составленными на основе карт масштаба 1:2500000 с искаженной географической основой. Учебные (для средних школ) физические и экономические карты содержали лишь весьма приблизительную неточную информацию.

Важное достоинство новой серии карт - их деятельность и многоаспектность, а также достоверность отображенной на них информации. Они важны для разработки и создания тематических карт различного содержания в связи исследованиями географов в области природопользования, охраны природы, экологии, изучение природных, трудовых, экономических и социальных ресурсов.

Разнообразна география о природе, заключенная в географических картах о климате, рельефе и гидрографии, растительном и животном мире. Социально-экономические карты включают характеристику населенных пунктов, транспортной сети, административно-территори­ального деления регионов, особо охраняемых территорий и др. К примеру, объекты водного транспорта - морские и речные порты, якорные стоянки, пристани - выделены в качестве самостоятельных объектов. На карты нанесены также основные аэропорты, туристические объекты и разнообразная другая полезная информация.

Картографирование (в зависимости от цели) имеет комплексную или отраслевую направленность отображения пространственно-временных и пространственно-ресурсных взаимосвязей. В первом случае атлас или серия карт характеризуют территорию (акваторию) таким образом, чтобы дать оценку и прогноз состояния ресурсов. Во втором случае отображается состояние одного из компонентов геосистемы (ландшафта). При этом учитываются следующие принципы: комплексность отображения, дающая в совокупности целостную картину состояния территории или акватории. Карты согласуются друг с другом в результате использования данных новейших аэро- и космических съемок территории России. Генерализация карт - прием, позволяющий учесть природно-территориальные различия распространения отдельных видов ресурсов (например, полезных ископаемых, почв, лесов, экономических и социальных характеристик).

Проблема районирования территорий - одна из важнейших в географии. Выявление связей между природными и социально-экономическими характеристиками - один из основных методических приемов. Особую сложность представляет проведение границ между природно-территори­альными и производственно-территориальными комплексами. Важны также оценки современного ресурсного потенциала, тенденции его изменений и др. Взаимосвязи компонентов природной среды (климата, биоты, почв и др.) в связи с расширением антропогенного воздействия на природно-тер­риториальные комплексы определяют необходимость системного подхода к районированию и применения интегральных оценок состояния и условий функционирования экосистем. Особое значение для регионов России имеет выбор стратегии и тактики улучшения состояния ландшафтов.

Географическое обеспечение природопользования включает создание качественных и особенно количественных математических моделей и экспертных оценок грядущих изменений географической оболочки и ее компонентов. Созданию таких моделей предшествует комплексный мониторинг природной среды в условиях всевозрастающего антропогенного воздействия, загрязнения атмосферы, гидросферы и литосферы, сокращения площади лесов, почв, уменьшения запасов полезных ископаемых и др.

С помощью балансовых моделей сопоставляется количество веществ, поступающих, например, в водоем и трансформирующихся в нем. Динамические модели позволяют анализировать прямые и обратные связи в экосистемах, выделять критические пороговые состояния в связи с загрязнением среды обитания растений, животных и человека. Имитационные модели необходимы для решения прогнозных задач с участием закономерно повторяющихся и случайных факторов.

Большие возможности связаны с развитием в России геоинформационных систем (ГИС), компьютерных баз данных о природе, населении, экономике регионов. ГИС - своего рода библиотека данных, занесенных в память компьютера, многослойная информация о климате, рельефе, почвах, лесах и другой растительности, населении, хозяйстве того или иного региона. Эта система помогает находить правильные ответы на многие практически важные вопросы - развивать ли в данном районе туризм, земледелие или промышленность и в каких соотношениях хозяйственная деятельность должна быть с природоохранной, развитием сети особо охраняемых природных территорий (заповедников, заказников, ландшафтных парков и др.).

ГИС - необходимый инструмент для планирования окружающей нас среды обитания, ее охраны и рационального использования. Поэтому в каждом регионе России предстоит создать и развивать территориальные (областные, краевые, республиканские) центры ГИС, подобные уже существующим во многих развитых странах. На основе ГИС могут в дальнейшем формироваться электронные атласы цифровых (нумерических) карт, в которых в закодированном цифровом виде содержится вся необходимая физико-географическая и экономико-географическая информация. Современные компьютеры позволяют почти мгновенно расшифровывать эту информацию, переводя ее в обычную для географа форму образных карт, на которых цветами, горизонталями, другими условными знаками показаны природные, экономические и иные условия данной территории.

Прогнозирование грядущих изменений в природной и социальной среде - заключительный этап работы географа над проблемами оптимизации природопользования.

При этом географу-исследователю надлежит выявить направление, скорость, степень и пространственные масштабы изменений природной среды под влиянием техногенных и естественных факторов.

Во многом географический прогноз остается сугубо ориентировочным, приблизительным в силу сложностей поставленных задач. Следующие пути совершенствования географического прогноза представляются наиболее важными.

1. Разработка системы прогнозирования природных комплексов как логически и методологически связанной совокупности процедур, образующих единое целое.

2. Разработка технологической схемы (общего алгоритма) прогнозирования, характеризующей состав, содержание и последовательность необходимых этапов и операций и отражающей структуру прогнозирования.

3. Специальные исследования с построением региональных физико-географических моделей изменений природных комплексов как информационной базы прогнозирования. Региональная модель - это конкретизированное применительно к данным условиям наиболее полное на момент составления прогноза представление о трансформации ландшафтов под влиянием проектируемого типа инженерных сооружений. Ее можно рассматривать как совокупность словесных характеристик, табличных, графических, картографических и математических частных моделей и зависимостей, увязанных между собой в рамках определенной системы и научной концепции. Весьма перспективны модели, построенные по схеме: трансформирующие факторы - преобразующие процессы - результат.

4. Обоснованный выбор и совершенствование методов прогнозирования, исходя из специфики региональных моделей. Характеру таких моделей в наибольшей степени соответствуют традиционные географические методы (аналогий, пространственно-динамических рядов, функциональных зависимостей, экстраполяций и др.). Пути совершенствования этих методов - их алгоритмизация, улучшение информационного обеспечения, разработка методик, сочетающих различные методы и подходы.

5. Апробация существующих и новых методов и методик на различных географических объектах и разработка на этой основе методических рекомендаций и руководств по прогнозированию. Рекомендации и руководства должны включать современные представления о сущности прогнозируемого процесса, методику получения исходной информации, обоснование методов прогноза, методику его составления по этапам проектирования объекта, методы оценки прогноза.

Роль современной географии может быть существенно повышена, если географы перейдут от простого накопления информации, хотя бы даже и на компьютерной базе, и займутся геоинформационным обеспечением хозяйственной деятельности, «проигрыванием» различных вариантов развития региона, выбором наиболее оптимального сценария по совокупности эколого-экономических характеристик.

Традиционный анализ проблем регионального развития (в теориях экономико-географического районирования, ресурсных циклов и др.) в современных условиях не вполне отвечают задачам системного подхода. Разграничение уровней собственности, приватизация, формирование все более усложняющихся рыночных отношений не просто осложняют попытки оптимизации регионального природопользования (сокращение объемов загрязненных вод, применения пестицидов в сельском хозяйстве, снижение ресурсоемкости и энергоемкости производств), но зачастую вообще прекращают этот процесс вследствие дотационного финансирования заведомо убыточных предприятий, отсутствия в регионах свободных бюджетных средств и т.п. В связи со становлением рыночных отношений в экономике (включая конкуренцию природопользователей) для развития оптимизационных процессов необходимо незамедлительно разрабатывать и вводить в действие новые (все более детальные) нормативные акты, регламентирующие водо- и землепользование, потребление, охрану и производство природных ресурсов.

Экологизация географической науки и образования в плане биосферосовместимости, повышения уровня экологической безопасности регионов как целостных природно-хозяйственных систем могут состояться лишь на основе более глубокого философско-методологического осмысления сути взаимодействия природных и общественных процессов. С развитием безотходных и малоотходных технологий, вторичной переработкой отходов, воспроизводством жизнеобеспечивающих условий среды обитания повышается роль опережающей геоэкологической экспертизы. Методами системного картографирования с последующим моделированием и прогнозной оценкой грядущих ситуаций возможно обеспечить создание и надежное функционирование целостных производственно-экологических систем в основных регионах России.

Дальнейшая экологизация региональных географических исследований может произойти через «преобразование» деятельности природопользователей и самих географов посредством опережающего образования и выработки единых подходов к оценке анализируемых обстановок и процессов. В управлении природопользованием эта новая методологическая установка должна выразиться равнозначным интересом практиков и ученых всей страны к рациональному использованию, воспроизводству природных ресурсов и охране окружающей среды, использованием обеими сторонами единых критериев (хотя бы в виде отношений типа «потребление ресурсов - производство продукции», «здоровье населения - загрязненность среды обитания», «рождаемость - детская смертность» и т.п.).

Охарактеризованным выше роль географии не исчерпывается. Для организации рационального природопользования важно развивать современные методы дистанционных аэрокосмических наблюдений и оценок состояния окружающей среды, заблаговременного оповещения и предупреждения о надвигающихся катастрофических событиях (наводнения, засухи, вспышки эпидемических заболеваний и др.). Очень большое значение имеют комплексные географические экспедиции в труднодоступные районы Мирового океана, в районы Крайнего Севера, открытие новых полезных ископаемых и др.

§ 4. Особо охраняемые природные территории России

В соответствии с законом Российской Федерации “Об особо охраняемых природных территориях” к этой категории относятся “участки земли, водной поверхности и воздушного пространства над ними, где располагаются природные комплексы и объекты, имеющие особое природоохранное, научное, культурное, эстетическое, рекреационное и оздоровительное значение, которые изъяты решениями органов государственной власти полностью или частично из хозяйственного использования и для которых установлен режим особой охраны”. Все особо охраняемые природные территории призваны выполнять важнейшие природоохранные функции, такие как сохранение уникальных и типичных природных комплексов и объектов, генофонда растений и животных, обеспечение оптимальных условий для воспроизводства природных ресурсов, и прежде всего биологических, изучение протекающих в биосфере естественных процессов и др. Со­хра­не­ние и раз­ви­тие осо­бо охра­ня­емых при­род­ных тер­ри­то­рий яв­ля­ет­ся од­ним из при­ори­тет­ных на­прав­ле­ний го­су­дарс­твен­ной эко­ло­ги­че­ской по­ли­ти­ки РФ, в связи с чем осо­бо охра­ня­емые при­род­ные тер­ри­то­рии относятся к объ­ек­там об­ще­на­ци­она­ль­но­го до­сто­яния. В соответствии с преобладающими природоохранными задачами, особенностями режима и структурой организации различают следующие категории ООПТ:

1) государственные природные заповедники, в том числе биосферные;

2) национальные парки;

3) природные парки;

4) государственные природные заказники;

5) памятники природы;

6) дендрологические парки и ботанические сады;

7) лечебно-оздоровительные местности и курорты.

Заповедники являются природоохранными, научно-исследовательскими и эколого-просветительскими учреждениями. Территория заповедника полностью изымается из хозяйственного использования. Это ООПТ с наиболее строгой формой охраны природы. В заповедниках разрешена только научная, охранная и контрольная деятельность. Первые заповедники были организованы в начале века: Саянский (1915 г., в 1919 г. был упразднен), Баргузинский (1916 г.), “Кедровая падь” (1916 г.) и др., среди которых официально государственным был утвержден только Баргузинский. По со­сто­янию на 1 ян­ва­ря 1995 г. в Рос­сийс­кой Фе­де­ра­ции на­счи­ты­ва­ет­ся 88 го­су­дарс­твен­ных при­род­ных за­по­вед­ни­ков об­щей пло­ща­дью 28854,1 тыс. га, в том чис­ле 24144,1 тыс. га (1,4 % пло­ща­ди зе­мель Рос­сийс­кой Фе­де­ра­ции) тер­ри­то­рий с внут­рен­ни­ми во­до­ема­ми. До 2005 года на территории РФ планируется создание около 70 государственных природных заповедников. Осо­бо сре­ди го­су­дарс­твен­ных при­род­ных за­по­вед­ни­ков выделяют го­су­дарс­твен­ные при­род­ные био­сфер­ные за­по­вед­ни­ки, основная цель которых - проведение ком­плекс­но­го фо­но­во­го мо­ни­то­рин­га при­род­ной сре­ды. В настоящее время на территории РФ насчитывается 17 био­сфер­ных за­по­вед­ни­ков, вхо­дя­щих в меж­ду­на­род­ную сеть био­сфер­ных ре­зер­ва­тов ЮНЕСКО.

Заказники - это территории (акватории), предназначенные для сохранения или восстановления природных комплексов или их компонентов и поддержания экологического баланса. При этом, как правило, осуществляется сохранение одних видов природных ресурсов при ограниченном использовании других. Заказники могут быть федерального или регионального подчинения. Здесь запрещаются отдельные виды хозяйственной деятельности, которые могут привести к нарушению природной среды. Выделяют различные виды заказников: комплексные (ландшафтные), гидрологические (болотные, речные и др.) биологические (ботанические и зоологические), и др. В настоящее время в РФ насчитывается более 1,5 тыс. заказников, занимающих более 3% территории.

Национальные парки (НП) яв­ля­ют­ся “при­ро­до­ох­ран­ными, эко­ло­го-про­све­ти­те­льс­ки­ми и на­уч­но-ис­сле­до­ва­те­льс­кими учреж­де­ни­ями, тер­ри­то­рии (ак­ва­то­рии) ко­то­рых вклю­ча­ют в се­бя при­род­ные ком­пле­ксы и объ­ек­ты, име­ющие осо­бую эко­ло­ги­че­скую, ис­то­ри­че­скую и эс­те­ти­че­скую цен­ность, и ко­то­рые пред­на­зна­че­ны для ис­по­ль­зо­ва­ния в при­ро­до­ох­ран­ных, про­све­ти­те­льс­ких, на­уч­ных и ку­ль­тур­ных це­лях и для ре­гу­ли­ру­емо­го ту­ризма.” В настоящее время национальные парки - одна из наиболее перспективных форм охраняемых природных территорий. Их отличает сложная внутренняя структура, выражающаяся в выделении зон с разным природоохранным режимом, например, таких, как заповедные зоны, зоны для ре­гу­ли­ру­емо­го ту­ри­зма и от­дыха (рекреационные зоны), территории других землепользователей, отведенные под традиционные формы хозяйственной деятельности. При этом учитывается и бережно сохраняется историческое наследие (историко-культурные объекты). Национальные парки в России начали создаваться только с 1983 года, первыми из которых были: Сочинский национальный парк и Национальный парк “Лосиный Остров”. В последующие годы количество НП неуклонно возрастало и в настоящее время в Российской Федерации насчитывает 31 национальный парк, причем 2/3 из них создано за последние пять лет. Общая площадь НП насчитывает 6,6 млн. га, что составляет 0,38 % территории России. В дальнейшем планируется создание еще около 40 парков общей площадью приблизительно 10 млн. га.

Природные парки (ПП) яв­ля­ют­ся при­ро­до­ох­ран­ны­ми ре­кре­аци­он­ны­ми учреж­де­ни­ями, которые используются в при­ро­до­ох­ран­ных, про­све­ти­те­льс­ких и ре­кре­аци­он­ных целях. Они включают при­род­ные ком­пле­ксы и объ­ек­ты зна­чи­те­ль­ной эко­ло­ги­че­ской и эс­те­ти­че­ской цен­ности. В отличие от национальных парков природные парки находятся в ведении субъектов РФ и основная цель их создания - обеспечение комфортного отдыха для населения. В связи с этим природоохранные мероприятия направлены преимущественно на сохранение рекреационных ресурсов и поддержание природной среды в функциональном состоянии. Большое внимание уделяется в том числе наличию достопримечательных культурно-исторических объектов. Так же как и национальные парки, природные парки представляют сочетание территорий с различными режимами охраны и использования (природоохранные, рекреационные, агрохозяйственные и другие функциональные зоны).

Памятники природы включают природные объекты естественного или искусственного происхождения, а также природные комплексы, небольшие по территории, которые имеют научное, эстетическое, культурное или воспитательное значение. Часто памятники природы связаны с определенными историческими событиями (например, дубы в усадьбе Коломенское, сохранившиеся со времен Ивана Грозного) и представлены уникальными природными объектами: отдельные примечательные деревья, пещеры и т.д. Памятники природы используются преимущественно в научных, эколого-просветительских, природоохранных целях.

Существующая сеть особо охраняемых природных территорий в Калининградской области включает Национальный парк “Куршская коса“, 7 государственных природных заказников и 61 памятник природы. В перспективе на территории Калининградской области планируется создание заповедника “Правдинский”, включающего болотный природный комплекс Прибалтийской озерной равнины площадью 2,4 тыс. га (“Целау”). В настоящее время сеть ООПТ в Калининградской области не является достаточной для сохранения природного разнообразия, выполнения средообразующих и средоформирующих функций.

§ 5. Изменение природных комплексов

России под влиянием антропогенной деятельности

Антропогенное давление на природу - глобальный процесс

В 1992 году на Всемирной конференции в Рио-де-Жанейро политические деятели и ученые более чем 170 стран мира приняли ряд важных решений, направленных на защиту природы нашей планеты, в том числе несколько конвенций и программу действий на пороге ХХI века. К сожалению, за прошедшие после этой конференции пять лет существенных изменений в экологической ситуации как на всей планете, так и в России не произошло и можно говорить о дальнейшем развитии глобального экологического кризиса.

Цифры, которые свидетельствуют об антропогенном ухудшении условий жизни на нашей планете и разрушении созданных в процессе эволюции Земли в течение многих миллионов лет природных комплексов и экосистем, вымирании или угрозе уничтожения видов животных и растений, разрушении всей биосферы человеком, поистине впечатляют.

Под влиянием взрывообразного роста народонаселения планеты (в ХХ веке оно увеличилось почти в четыре раза и достигнет к концу века 6 млрд. чел.), развития промышленного и сельскохозяйственного производства, энергетики и транспорта, чрезмерной эксплуатации природных ресурсов планеты в биосфере (сфере жизни на Земле) за последние 100 лет произошли следующие наиболее важные изменения (перечислены далеко не все):

а) в атмосфере , воздушной оболочке Земли - снижение содержания кислорода на 12-23%, рост содержания углекислого газа (СО₂ ) на 25% (главное следствие - “парниковый эффект”, ведущий к потеплению климата на планете и в перспективе возможному затоплению прибрежных стран из-за таяния ледников), азота - на 110%, двуокиси серы - на 75% (наблюда­ется подкисление осадков), оксида азота - на 7,1%, угарного газа (СО) - на 100%, озона (О₃ ) - к 2000 г. - на 20% (как следствие - рост заболеваемости и смертности людей и животных, снижение биопродуктивности почвы и гидросферы);

б) в гидросфере , водной оболочке Земли - безвозвратное водопотребление (за счет ирригации и водохранилищ) нарушило водный баланс на 9%, загрязнение нефтью выросло в 3560 раз, нефтяной пленкой покрыто до 1/5 Мирового океана, загрязнение вод ядовитыми тяжелыми металлами выросло в 10-15 раз;

в) в литосфере , твердой оболочке Земли - круговорот твердых веществ, вовлекаемых в круговорот на суше, вырос на 300% к норме, скорость разрушения почвенного покрова в разных точках суши выросла в 4-6, а в отдельных кризисных районах в 12 тыс. раз, площадь пустынь за исторический период выросла в 6, 7 раз, ежеминутно увеличивается на 10-44 га;

г) сведено до 70% лесного покрова планеты, ежеминутно вырубается 20 га леса, под угрозой исчезновения - еще 10-15%;

д) истреблено до 400 видов животных, под угрозой уничтожения находятся еще около 1200 видов; ежегодно добывается в Мировом океане и пресных водах более 100 млн. т рыб и других обитателей водной среды (около 70% от годового прироста их продукции), биомасса животных на Земле с 1850 г. снизилась на 7-25%, генетическое разнообразие живого вещества - на 90%, биопродуктивность на суше - на 20%, в океане - на 30%.

Под влиянием человеческой деятельности произошли большие негативные изменения в основных природных комплексах и экосистемах России . Особенно пострадали крупнейшие морские и пресноводные водоемы России и СНГ, российский Север, основные промышленные зоны и зоны крупных городов. Особое место занимает зона крупнейшей в мире Чернобыльской экологической катастрофы.

Антропогенные изменения природных комплексов

южных морей России и СНГ (Черного, Каспийского,

Азовского и Аральского) и их речных систем

В результате чрезмерного, экологически непродуманного строительства плотин для гидроэлектростанций, создания крупных искусственных водохранилищ, попыток создания мощных ирригационных систем с отводом части водотоков крупных рек для обводнения предполагаемых зон развития сельского хозяйства, обширного загрязнения вод рек и морей промышленными, сельскохозяйственными и бытовыми стоками, сплава лесов, чрезмерной и экологически необоснованной эксплуатации рыбных ресурсов, браконьерства были существенно нарушены природные комплексы этих морей и их речных систем, в частности:

- сток крупных рек (Волги, Дона, Кубани, Терека и др. ) в моря уменьшился на 10-40%, что резко повлияло на водный баланс морей;

- были перекрыты основные пути ценных видов проходных рыб, в частности осетровых, на свои традиционные нерестилища;

- были нарушены условия нагула молоди большинства ценных видов рыб;

- совершенно изменилось соотношение биомасс видов рыб в южных морях - из “осетрово-карповых” они превратились в “хамсово-килечные”;

- значительно выросло содержание токсических веществ в мышцах и внутренних органах рыб, что периодически приводило к их массовой гибели и создавало опасность при использовании в пищу;

- произошло осолонение ранее чрезвычайно богатого своими рыбными ресурсами Азовского моря, уменьшение вдвое его биопродуктивности;

- в Каспийском море годовой сток Волги сократился на 70 км³ , Урала - на 15-17 км³ (в 3-5 раз), сократился в 3-4 раза приток питательных солей, значительно ухудшились условия обитания и воспроизводства многих ценных видов рыб. До постройки плотин волжская вода проходила от Рыбинска до Волгограда за 1,5 месяца, а сейчас - за 1,5 года. В Волго-Каспийский бассейн ежегодно сбрасывается 40 км³ загрязненных сточных вод, причем загрязнение Волги по нефтепродуктам в 1,7 раз превышает предельно допустимую (неопасную для жизни) концентрацию, по меди - в 60-70 раз, по цинку - в 40, по ртути - в 15-20, что и приводит к накоплению в промысловых рыбах ядовитых веществ и к их гибели. Кроме того, в бассейн Волги ежегодно сбрасывается 200 тыс. т сельскохозяйственных удобрений, что также приводит к массовым заболеваниям и гибели рыб. Залив Каспийского моря Кара-Богаз-Гол был в 1980 г. отгорожен от моря искусственной дамбой, но это привело к разрушению его экосистемы и в 1984 г. была возобновлена подача в него воды по специальным трубам. Тем не менее, как показали снимки из космоса, рождаемые здесь пылевые соляные бури распространяются на сотни километров к югу и востоку, а иногда и поворачивают на запад и тянутся до Кубани;

- с конца 50-х годов воды Амударьи и Сырдарьи стали интенсивно использоваться на сельскохозяйственные нужды (для орошения 6 млн. га). В результате под влиянием человеческой деятельности прекратилось поступление в Аральское море речных пресных вод, что привело к значительному понижению его уровня (на 13-15 м), осолонению и обмелению, в результате этого здесь исчезли более 10 видов рыб, а запасы остальных уменьшились в несколько раз. Площадь моря значительно сократилась и оно разделилось на Большое и Малое море-озеро, объем вод сократился более чем в три раза, бывшие порты оказались удалены от него песками на сотни километров (сейчас эту зону даже называют пустыней Арал-Кум). Деградация почв охватила и значительные территории Приаралья, весь этот природный комплекс гибнет по антропогенным причинам. Эта зона считается крупнейшей зоной экологического кризиса в мире.

Антропогенные изменения природных

комплексов некоторых крупных озер России и СНГ

Практически все большие озера России и СНГ в ХХ веке претерпели крупные негативные изменения в результате деятельности человека: они сильно загрязнены, истощены их живые ресурсы. Среди таких озер можно назвать и Ладожское, и Байкал, и Балхаш.

Байкал. Экосистема Байкала формировалась 25 млн. лет, но довести ее до состояния разрушения человеку удалось всего за каких-то 100 лет. В этом озере содержится около 80% ресурсов пресных вод СНГ и около 20% мировых запасов пресной воды. Значительный ущерб Байкалу причинили построенный здесь Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат (перепрофилированный позже на мебельное производство), рубка и сплав леса в Прибайкалье, хозяйственная деятельность, связанная со строительством Байкало-Амурской железнодорожной магистрали, перевозки нефти и нефтепродуктов по Байкалу, сброс сточных вод в озеро, добыча песка и гравия на берегах Байкала, чрезмерная эксплуатация его живых ресурсов, нанесшая ущерб его уникальной фауне. Судьба Байкала тревожит не только россиян, но и все человечество, поэтому разрабатываются различные проекты его сохранения для будущих поколений.

Балхаш . Воды основной реки, впадающей в озеро Балхаш, - Или - в 50-е годы ХХ века начали интенсивно использовать для орошения 400 тыс. га земель, на ней была построена ГЭС и создано Капчагайское водохранилище, поглотившее леса и пастбища. Река Или севернее Алма-Аты была перегорожена плотиной, после чего началось катастрофическое снижение уровня и рост солености вод озера Балхаш, в дельте реки образовались солончаки, разносимая ветром соляная пыль стала засорять почвы и воды далеко от озера, погибли многие растительные сообщества. Если не ликвидировать Капчагайское водохранилище, озеро Балхаш исчезнет.

Экологические проблемы российского Севера

Российский Север пока еще остается основой энергетики России: 2/3 российской нефти и газа добываются именно здесь. Промышленная экспансия СССР на севере и в Сибири отрицательно сказалась на здоровье живущих здесь людей и природных комплексах. Нефтяное загрязнение, чрезмерная вырубка лесов, строительство нефте- и газопроводов, преграждающих традиционные пути оленьих кочевок, гибель 34 млн. га оленьих пастбищ, трассы вывоза срубленной древесины, разрушающие почву, многолетние испытания ядерного оружия на Новой Земле и многое другое губят здоровье людей и природу. Нанесен непоправимый ущерб веками сложившейся культуре, экономике, социальному и физическому здоровью малых народов Севера, где на 11 млн. км² проживает 26 народностей. В настоящее время многие временные жители Севера, приехавшие сюда из различных районов СССР на работу, покидают эту экологически неблагополучную зону России, а ведь большая часть российской территории - это Север.

Проблема уничтожения лесов Сибири и Урала

На Урале и в Сибири из-за хищнического уничтожения хвойных массивов наблюдается разрушение растительного лесного комплекса (ведь деревья - это “доминанты” лесных сообществ живых организмов, каждое дерево - центр биоразнообразия жизни). Из-за отсталости технологии лес используется нерационально: на делянках часто остается 15-20% древесины, из кубометра срубленного леса мы получаем в 4-5 раз меньше чистой древесины, чем развитые страны. Много срубленного леса гибнет при сплаве по рекам и разрушает речные экосистемы. Восстановление леса также идет технически отсталыми методами. Число лесных пожаров и экономических потерь от них постоянно возрастает (только в 1988 г., например, Томская тайга горела 500 раз).

Радиоактивное загрязнение России

и Чернобыльская экологическая катастрофа

После аварии на Чернобыльской АЭС на территории России в 15 регионах образовались зоны загрязнения местности цезием-137 с уровнем выше 1 Ки/км² , общей площадью около 55,1 тыс. км² . Это Брянская, Белгородская, Воронежская, Калужская, Курская, Липецкая, Ленинградская, Орловская, Рязанская, Тамбовская, Тульская, Пензенская, Смоленская, Ульяновская области и Республика Мордовия.

По воздействию на природную среду аварию на Чернобыльской АЭС можно рассматривать как малую атомную войну. Сотни тысяч гектар сельскохозяйственных и лесных угодий, обширная сеть водных источников, по сути, навсегда была выведена из строя.

Таблица XI .2

Площади загрязненных территорий России, Белоруссии и Украины

Территории, загрязненные цезием-137, с уровнем выше 5 Ки/км² расположены в Брянской, Тульской, Калужской и Орловской областях. Их общая площадь составляет почти 7900 км² . В Брянской области находятся территории с уровнями загрязнения более 15 и 40 Ки/км² , их площадь - 2130 и 310 км² соответственно.

На большей части территории России мощность дозы гамма-излучений на местности колеблется в пределах 10-20 мкР/час. В Восточной Сибири и на Урале зона повышенной радиоактивности занимает площадь около 4 тыс. км² и расположена в Свердловской, Челябинской и Курганской областях. Содержание цезия-137 в почвах этой зоны составляет более 1 Ки/км² и выше. Загрязнение является результатом аварийных ситуаций 1949, 1957 и 1967 гг., а также производственной деятельности комбината “Маяк”. Гамма-излучение здесь составляет около 60 мкР/час.

Что касается полигона испытаний ядерного оружия на Новой Земле и прилегающих территорий Крайнего Севера, то здесь обстановка следующая. Средний уровень загрязнения поверхности земли здесь наиболее высок относительно всего Заполярья и превышает значения, характерные для Аляски и Гренландии, примерно в 2-3 раза. Непосредственно в зоне испытаний ядерного оружия на Новой Земле мощность гамма-излучения достигает в настоящее время десятков и сотен микрорентген в час, но эти зоны обладают статусом санитарно-защитных зон.

Основные источники радиоактивного загрязнения в России следующие:

1. Предприятия по производству расщепляющегося материала для ядерного оружия (Арзамас-16, Челябинск-40, Красноярск-45, Томск-7 и др.).

2. Действующие 11 АЭС , дающие всего около 12% от потребляемой в России электроэнергии (на территории России действует 31 энергетический реактор и 6 реакторов продолжают строиться).

3. Атомные ледоколы (их 7).

4. Полигоны для захоронения радиоактивных отходов (их 15). Отходы поступают не только из России, но и из других стран, где построены предприятия по нашей технологии, использующие радиоактивные вещества.

5. НИИ и лаборатории, использующие расщепляющийся материал.

6. Полигоны для ядерных испытаний. Первые испытания ядерного оружия проводились в северном Прикаспии, затем был избран новый полигон - на Новой Земле - в 280 км от Амдермы, 440 км от Нарьян-Мара, 560 км от Воркуты, 900 км от Мурманска и 1000 км от Архангельска. На новоземельском полигоне проводились воздушные, наземные, подводные, а затем и подземные испытания.

Основную роль в облучении населения спустя два года после ядерных испытаний играют: углерод-14, цезий-137, цирконий-95, стронций-90 и некоторые другие элементы.

При атмосферных испытаниях радионуклиды частично выпадают неподалеку от места взрыва, часть их задерживается в тропосфере и перемещается воздушными течениями на большие расстояния. Находятся они в тропосфере около месяца, постепенно выпадая на землю. Основная часть радионуклидов выбрасывается в стратосферу, на высоту 10 км над уровнем моря, где они задерживаются на длительное время, очень медленно выпадая на поверхность Земли.

7. Ядерные аварии. На северном Урале вблизи города Кыштыма в 1957 г. произошел взрыв на военном атомном предприятии “Маяк”, пожар на Белоярской АЭС в 1978 г., аварии на Ленинградской АЭС в 1978 г. и Чернобыльской АЭС в 1986 г.

Таким образом, на территории России есть регионы с повышенным содержанием радиоактивных веществ, природные комплексы которых изменились, а почва, водоемы, животные и растения накопили эти вещества, оказывающие на них болезнетворное и мутагенное влияние.

Куршский залив Балтийского моря и Куршская коса

Одно из самых экологически напряженных мест на Балтике - Куршский залив и Куршская коса. Природная среда стала резко здесь ухудшаться с начала 60-х годов по мере интенсивного хозяйственного освоения этого региона. Известный германский географ и путешественник А. Гумбольдт писал: “Куршская коса настолько своеобразна, что ее необходимо увидеть, как Италию или Испанию, если хотим доставить душе нашей чудесные виды... ”. До начала интенсивного загрязнения очистку вод залива производили живущие в его водах микроорганизмы-фильтраторы, но по мере загрязнения их становилось все меньше и меньше, и Куршский залив превратился в отстойник для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых предприятий городов Немана, Советска, Славска, Клайпеды, Каунаса. Чтобы сохранить Куршскую косу для будущих поколений, в 1988 г. ей был присвоен статус Национального природного парка.

Многие природные комплексы России подверглись массированному наступлению человека и его хозяйственной деятельности, что привело к нарушению природной экосистемы, которая формировалась в течение миллионов лет эволюции планеты. Здесь приведены далеко не все примеры разрушения экологии природных комплексов. Экологическая безопасность России - под угрозой, это необходимо осознать. Сегодня многие начинают понимать, что экология для человека - вопрос жизни или смерти.

§ 6. Опасные природные явления и предупреждение их действий

К опасным природным явлениям относятся все те, которые отклоняют состояние природной среды от диапазона, оптимального для жизни человека и для ведущегося им хозяйства. Они представляют катастрофические процессы эндогенного и экзогенного происхождения: землетрясения, извержения вулканов, цунами, наводнения, лавины и сели, а также оползни, оседания грунтов.

По размеру разового ущерба воздействия опасные природные явления изменяются от мелких до создающих стихийные бедствия.

Стихийное бедствие - любое непредотвратимое грозно разрушительное природное явление, причиняющее экономический ущерб и несущее угрозу здоровью и жизни людей. Когда речь идет об измерении потерь, пользуются термином - чрезвычайная ситуация (ЧС). При ЧС прежде всего измеряются абсолютные потери - для быстрого реагирования, для решения о необходимой внешней помощи пораженному району и т.п.

Бюро ООН по оказанию помощи при бедствиях (ЮНДРО) ЧС подразделяют на происшествия (угроза для жизни людей), несчастные случаи (число пострадавших до 1000 чел.), бедствия и катастрофы (число пострадавших до и более 1 млн. чел.)

Землетрясения - это подземные удары и колебания поверхности земли, вызванные главным образом тектоническими процессами. Землетрясения происходят в результате пульсационно-колебательного развития литосферы - сжатия ее в одних регионах и расширения в других. При этом наблюдаются тектонические разрывы, смещения и поднятия. Энергия землетрясения оценивается по шкалам или энергетическим классам, поверхностный эффект - в баллах шкалы интенсивности (по 12-балльной шкале). Принято различать магнитуду и интенсивность землетрясений. Магнитуда определяется амплитудой сейсмических волн и измеряется по 12-балльной шкале Рихтера. Интенсивность оценивается по реакции людей и состоянию сооружений в пострадавшей местности и определяется по наиболее распространенной 12-балльной шкале Меркали.

По имеющимся подсчетам, за последние 4 тыс. лет землетрясения унесли более 13 млн. жизней, миллиардами исчисляются экономические потери, которые связаны с пожарами, разрушением и повреждением материальных ценностей (зданий, инженерных сооружений, дорог, линий связи и др.).

В СНГ наиболее крупные катастрофические землетрясения отмечались в 1948 и 1968 гг. (ашхабадские), в 1966 г. (ташкентское), в 1970 г. (дагестанское) и в 1988 г. (армянское). Землетрясение в Армении унесло более 25 тыс. жизней, полностью разрушенными оказались многие населенные пункты.

Причинами землетрясений могут быть также взрывные работы, ядерные испытания, создание крупных гидротехнических сооружений и водохранилищ, разгрузки напряжений в земной коре в результате интенсивных подземных выработок. Так, например, материалы геодезических и геофизических измерений по таким водохранилищам мира, как Кариба в Африке или Гувер в США и другие, показывают, что после заполнения их водой происходят землетрясения, крупные оседания и прогибания земной коры. Скорость проседания под водохранилищами часто достигает 1-2 см в год, а магнитуда землетрясений может достигать 4-6 баллов. При этом возникают трещины на поверхности, повреждаются плотины, имеются разрушения и даже человеческие жертвы.

В настоящее время на земном шаре выделены зоны землетрясений разной активности. К зонам сильных землетрясений относят территории Тихоокеанского и Средиземноморского поясов. В нашей стране более 20% территории подвержены землетрясениям.

Катастрофические землетрясения (9 баллов и более) охватывают районы Камчатки, Курильских островов, Памира, Забайкалья, Закавказья и ряда других горных районов. В таких районах инженерное строительство, как правило, не ведется.

Сильные (от 7 до 9 баллов) землетрясения бывают на территории, простирающейся широкой полосой от Камчатки до Карпат, включая Сахалин, Прибайкалье, Саяны, Крым, Молдавию и др. Здесь должно проводиться только сейсмостойкое строительство.

Большая часть территории России относится к сейсмичной зоне, в которой крайне редко бывают землетрясения небольшой силы. Так, в 1977 г. в Москве были зарегистрированы толчки силой в 4 балла, хотя эпицентр самого землетрясения находился в Карпатах.

Несмотря на большую работу, проведенную учеными по предсказанию сейсмической опасности, прогнозирование землетрясений - очень сложная проблема. Для ее решения строят специальные карты, математические модели, организуют с помощью сейсмических приборов систему регулярных наблюдений, составляют описание прошедших землетрясений на основе изучения комплекса факторов, включая и поведение живых организмов, анализируя их географическое распространение.

Вулканизм - это совокупность процессов и явлений, связанных с движением магмы в верхней мантии, земной коре и на поверхности земли. В результате извержения вулканов образуются вулканические горы, вулканические лавовые плато и равнины, кратерные и запрудные озера, грязевые потоки, вулканические туфы, шлаки, брекчии, бомбы, пепел, в атмосферу выбрасываются вулканическая пыль и газы.

Вулканы располагаются в сейсмоактивных поясах, особенно в Тихоокеанском. В Индонезии, Японии, Центральной Америке насчитывается по несколько десятков активных вулканов - всего на суше от 450 до 600 действующих и около 1000 “спящих” вулканов. В опасной близости от активных вулканов находится около 7% населения Земли. На срединно-океанических хребтах имеются по меньшей мере несколько десятков крупных подводных вулканов.

В России опасности вулканических извержений и цунами подвергаются Камчатка, Курильские острова, Сахалин. Потухшие вулканы есть на Кавказе и Закавказье.

Наиболее активные вулканы извергаются в среднем раз в несколько лет, все активные ныне - в среднем 1 раз в 10-15 лет. В деятельности каждого вулкана имеются, видимо, периоды относительного понижения и повышения активности, измеряемые тысячами лет.

При извержениях островных и подводных вулканов часто возникают цунами. Кроме того, образующиеся при подводных извержениях облака всплывающих газов и пара могут служить причиной гибели морских судов. Возможно, газ способен выделятся не только в точках извержения, но и на соседних с ними больших пространствах морского дна. С такого рода событиями можно связать, например, загадки “Бермудского треугольника”

Нередко вблизи вулканов располагаются населенные пункты, ведется активная хозяйственная деятельность. Все это предполагает разработку мер защиты от вулканических извержений. В настоящее время применяется охлаждение наползающей на населенные пункты лавы сильными струями воды, отклонение движения лавовых потоков посредством сооружения защитных барьеров, систем тоннелей и даже бомбардировок. Создаются специальные карты районирования по размещению населенных пунктов в менее опасных вулканических районах, расширяется сеть постоянных наблюдений за вулканами.

Цунами - японский термин, обозначающий необычно крупную морскую волну. Это волны большой высоты и разрушительной силы, возникающие в зонах землетрясений и вулканической активности океанического дна. Скорость продвижения такой волны может колебаться от 50 до 1000 км/ч, высота в области возникновения от 0,1 до 5,0 м, а у побережья - от 10 до 50 м и более. Цунами часто вызывают разрушения на побережье - в ряде случаев катастрофические: приводят к размыву берегов, образованию мутьевых потоков, разрушают населенные пункты, сооружения.

В последние 50 лет отмечено около 70 сейсмогенных цунами опасных размеров, из них 4% в Средиземном море, 8% в Атлантике, остальные в Тихом океане. Наиболее цунамиопасны берега Японии, Гавайских и Алеутских островов, Камчатки, Курил, Аляски, Канады, Соломоновых островов, Филиппин, Индонезии, Чили, Перу, Новой Зеландии, Эгейского, Адриатического и Ионического морей. На Гавайских островах цунами интенсивностью 3-4 балла бывают в среднем 1 раз в 4 года, на тихоокеанском побережье Южной Америки - раз в 10 лет.

Защита от цунами заключается в своевременном прогнозировании их возникновения, выводе судов из зоны активного воздействия, эвакуации жителей из зоны разрушения. Предупреждению цунами способствует создание автоматизированной системы, основанной на сети сейсмических станций и современных каналах связи, включая и спутниковую.

Наводнение - это значительное затопление местности в результате подъема уровня воды в реке, озере или море. Они вызываются обильным выпадением ливневых дождей, таянием снега, льда, ураганами и штормами, которые способствуют разрушению насыпных сооружений, плотин, дамб. Наводнения могут быть речными (пойменными), нагонными (на побережьях морей), плоскостными (затопление обширных территорий водосбора) и др. Крупные катастрофические наводнения сопровождаются быстрым и высоким поднятием уровня воды, резким увеличением скорости потоков, их разрушительной силой. Разрушительные наводнения происходят практически ежегодно в различных регионах земли. В России они наиболее часты на юге Дальнего Востока. Материальный ущерб связан с гибелью людей, затоплением больших территорий, как правило, сельскохозяйственных, размывом берегов, их обвалами и обрушением, образованием новых русел грязевыми потоками, разрушением водохранилищ, железных и шоссейных дорог и др. Важное значение в борьбе с наводнениями имеют данные о речном стоке, его колебаниях, максимальных расходах, ритмичности наводнений, размываемости грунтов, почвенном и растительном покрове, контрастности рельефа в пределах водосборного бассейна.

Наиболее эффективные способы борьбы с наводнениями - зарегулированность стока рек, а также строительство защитных плотин и дамб. Так, в Голландии протяженность плотин и дамб составляет более 1800 миль. Без этой защиты 2/3 ее территории каждый день оказывались бы затопленными приливом. Для защиты Санкт-Петербурга от наводнений в Финском заливе сооружена дамба. Особенность этого реализованного проекта заключается в том, что он требует качественной очистки сточных вод города и нормального функционирования водопропускных сооружений в самой плотине, что в проекте плотины не было предусмотрено в должной мере. Строительство и эксплуатация подобных инженерных объектов требуют также определения оценки возможных экологических последствий.

Половодья - ежегодно повторяющееся сезонное длительное и значительное увеличение водности рек, которые сопровождаются повышением уровня воды в русле и затоплением поймы - одна из основных причин наводнений.

Большие затопления поймы во время половодий наблюдаются на большей части территории СНГ, в Северной Америке и Восточной Европе.

Сели - грязевые или грязекаменные потоки, внезапно возникающие в руслах горных рек и характеризующиеся резким кратковременным (1 - 3 часа) подъемом уровня воды в реках, волнообразным движением и отсутствием полной периодичности. Сель может возникнуть при выпадении обильных ливней, интенсивном таянии снега и льда, реже вследствие извержения вулканов, прорывов перемычек горных озер, а также в результате хозяйственной деятельности человека (взрывные работы и пр.). Предпосылками образования селей являются: чехол склоновых отложений, значительные уклоны горных склонов, повышенная увлажненность грунтов. По составу различают грязекаменные, водокаменные, грязевые и вододресвяные сели, в которых содержание твердого материала колеблется от 10-15 до 75%. Отдельные обломки, переносимые селями, весят более 100-200 т. Скорость движения селей достигает 10 м/с, а объемы выбросов достигают сотен тысяч, а иногда и миллионов кубических метров. Обладая большой массой и скоростью передвижения, сели часто приносят разрушения, приобретая в наиболее катастрофических случаях характер стихийного бедствия. Так, в 1921 г. катастрофический селевой поток разрушил Алма-Ату, при этом погибло около 500 человек. В настоящее время этот город надежно защищен противоселевой плотиной и комплексом специальных инженерных сооружений. Основные меры борьбы с селями связаны с закреплением почвенного и растительного покрова на горных склонах, с профилактическим спуском угрожающих прорывом горных водоемов, со строительством плотин и различных селезащитных сооружений.

Лавины - массы снега, низвергающиеся по крутым горным склонам. Особенно часто лавины сходят в тех случаях, когда снежные массы образуют нависающие над нижележащим склоном валы или снежные карнизы. Лавины возникают при нарушениях устойчивости снега на склоне под влиянием мощных снегопадов, интенсивного снеготаяния, дождей, некристаллизации снежной толщи с образованием слабо связанного горизонта глубинной изморози. В зависимости от характера движения снега по склонам различают: осевые - снежные оползни, соскальзывающие по всей поверхности склона; лотковые лавины - движущиеся по ложбинам, логам и эрозионным бороздам, прыгающие с уступов. При сходе лавин из сухого снега возникает распространяющаяся впереди разрушительная воздушная волна. Огромной разрушительной силой обладают и сами лавины, так как их объем может достигать 2 млн. м³ , а сила удара - 60-100 т/м² . Обычно лавины, хотя и с разной степенью постоянства, приурочены год от года к одним и тем же местам - лавинным очагам разных размеров и конфигурации.

Для борьбы с лавинами разработаны и создаются системы защиты, которые предусматривают размещение снегозащитных щитов, запрещение вырубки лесов и проведение лесопосадок на лавиноопасных склонах, обстрел опасных склонов из артиллерийских орудий, возведение противолавинных валов и рвов. Борьба с лавинами очень сложна и требует больших материальных затрат.

Помимо охарактеризованных выше катастрофических процессов бывают и такие, как обваливание, оползание, оплывание, просадки, разрушение берегов и т.д. Все эти процессы приводят к перемещению вещества, часто в крупных масштабах. Борьба с этими явлениями должна быть направлена на ослабление и предотвращение (где это возможно) процессов, вызывающих отрицательное воздействие на устойчивость инженерных сооружений, подвергающих опасности жизнь людей.

§ 7. Окружающая среда и здоровье человека

В системе взаимоотношений человека с окружающей средой все более актуальной становится оценка здоровья населения. Состояние здоровья человека зависит от многочисленных факторов, среди них — природные условия, тип хозяйственной деятельности, образ жизни, уровень культуры и санитарно-гигиенических навыков, медицинское обслуживание, наличие природных предпосылок болезней, вредных веществ техногенного происхождения и др.

Понятие «здоровье человека», предложенное Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1968 г., включает состояние полного физического, душевного, социального благополучия, а не только отсутствие болезни или физических дефектов человека. Такой подход учитывает, в какой мере окружающая человека среда способствует сохранению здоровья, предупреждению болезней, обеспечивает нормальные условия труда и быта, всестороннее гармоничное развитие. В связи с этим здоровье человека чаще всего называют критерием оценки, показателем качества жизни.

Здоровье и болезнь не являются простым отражением состояния окружающей человека среды. Человек, с одной стороны, обладает определенной биологической конституцией, приобретенной в результате эволюционного развития, и подвержен влиянию природных факторов. С другой стороны, он формируется под воздействием социально-экономических факторов, которые постоянно совершенствуются. Трансформация окружающей среды влияет на социально-гигиенические и психофизиологические условия труда, быта и отдыха человека, обусловливающие, в свою очередь, механизмы воспроизводства, заболеваемости, уровень развития интеллектуальных способностей людей. Таким образом, здоровье населения в пределах биологической нормы является функцией как экономических, социальных, так и экологических условий. По современным представлениям, здоровье человека на 50% определяется здоровым образом жизни, на 20% — наследственностью, на 10% — состоянием здравоохранения в стране.

Здоровье человека также в большей мере определяется его способностью адаптироваться к изменяющимся условиям среды. Под адаптацией понимается процесс активного приспособления человека к окружающей среде, направленный на обеспечение, сохранение и продолжение нормальной жизнедеятельности в условиях данной среды. Способность приспосабливаться в течение жизни к условиям окружающей среды у человека закреплена наследственно. Приспособление может осуществляться за счет биологических и внебиологических механизмов и заканчиваться состоянием полной адаптированности к условиям среды, т.е. состоянием здоровья, в противном случае — болезнью. К биологическим механизмам относят изменения морфологических, физиологических, поведенческих реакций человека. В тех случаях, когда биологических механизмов для адаптации недостаточно, возникает необходимость во внебиологических по своему характеру механизмах. Тогда человек приспосабливается к новым условиям окружающей среды, либо изолируясь от них с помощью одежды, технических сооружений, соответствующего питания, либо преобразовывая среду таким образом, чтобы ее условия стали для него благоприятными.

Проблемы адаптации и здоровья изучаются как на уровне человеческого организма, так и на популяционном уровне. В последнем случае рассматриваются популяции, группы населения, проживающие в относительно единых природных или социально-экономических условиях (страны, провинции, и т.п.)

Окружающая среда, с которой человек связан едиными связями, влияет на состояние здоровья большим набором различных по своему характеру факторов: природных (климат, водообеспеченность, геохимические условия), социально-экономических (уровень урбанизации, характер питания, эпидемиологическая ситуация).

Весьма важная составляющая приспособления человека к среде - это адаптация к неблагоприятным природным условиям. Существуют заболевания, возникающие под влиянием определенной погоды (от повышения или снижения атмосферного давления, от избытка или недостатка тепла, влажности, ультрафиолетовой радиации и др.). Так, по исследованиям В.А.Белинского, территория России, лежащая между 42,5° и 57,5° с.ш., характеризуется в отношении ультрафиолетовой обеспеченности как комфортная; на север от нее человек вынужден адаптироваться к недостаточному ультрафиолетовому облучению, на юг - к избыточному.

В результате длительного воздействия климата, неблагоприятного для отдельного организма, могут возникать климатические заболевания. Например, синдром полярного напряжения, развивающийся у людей, переехавших на постоянное место жительства в северные районы.

Именно возможности адаптации человека к какой-то среде обитания определяют комфортность для него территорий других типов, исключая вероятность заболеваний. Так, при переезде из районов, расположенных в пределах умеренных широт в южные, человек при удовлетворительных бытовых условиях уже через 4-6 месяцев полностью приспосабливается (акклиматизируется) - его физиологические реакции приходят в норму.

В то же время многолетние наблюдения над зимовщиками станции «Восток» в Антарктиде показали, что человек не может полностью акклиматизироваться к местным суперэкстремальным условиям. Малейшая дополнительная нагрузка выводит его из нормы, вызывая одышку, учащенное сердцебиение и другие отрицательные явления.

Особенности геохимических условий могут вызвать эндемические заболевания, т.е. заболевания, связанные с недостатком каких-либо химических элементов в окружающей среде. Так, причиной возникновения у населения эндемического зоба - заболевания, связанного с нарушением функций щитовидной железы и ее увеличением, считают недостаток йода в местных продуктах растительного происхождения и питьевой воде. В России территории с геохимическими предпосылками эндемического зоба приурочены преимущественно к лесной зоне с легкими подзолистыми почвами, к поймам рек с наиболее обедненными йодом почвами. Калининградская область также относится к йододефицитным районам, особенно дельтовая низменность реки Неман.

К эндемическим заболеваниям относят флюороз и кариес зубов. Флюороз развивается при избытке фтора, кариес - при недостатке фтора в почве и питьевой воде.

Выделяют группу природно-очаговых заболеваний человека. К ним относят чуму, туляремию, клещевой энцефалит, бешенство, сонную болезнь, кожный лейшманиоз и др. Возбудители этих заболеваний, носящих инфекционный характер, постоянно циркулируют среди отдельных видов диких животных, обитающих в определенных типах ландшафта. Природно-очаговые болезни распространяются членистоногими переносчиками (малярия, сыпной тиф и др.) или при непосредственных контактах, укусах и т.п.

На некоторых территориях в умеренных широтах (Дальний Восток, Средняя Сибирь) широко известна такая болезнь, как клещевой энцефалит. В распространении инфекции особенно велика роль мелких млекопитающих (красная, красно-серая полевка, бурундук, заяц беляк и др.) как прокормителей переносчиков болезни - иксодовых клещей. Для развития клещей важное значение имеет также температурный режим, влажность места обитания. Сроки паразитирования клещей на животных, как правило, совпадают с весенне-летним периодом.

Возрастающее воздействие человека на окружающую среду привело к формированию новой группы болезней, которые можно назвать «антропогенными», обусловленными неблагоприятными экологическими условиями. К одному из важнейших экологических факторов, которые определяют возможный уровень здоровья населения, относят загрязнение среды. Под загрязнением понимается привнесение в среду или возникновение в ней новых, не характерных для нее физических, химических, информационных, биологических агентов. При более расширенном понимании загрязнение трактуется как всякое нежелательное изменение окружающей человека среды, ее физических, химических и других параметров.

Любое химическое вещество, биологический вид, физический или информационный агент, попадающий в окружающую среду или возникающий в ней в количествах, выходящих за рамки обычного содержания, называют загрязнителем.

Рис. XII.1. Схема, раскрывающая структуру загрязнения окружающей среды

Количество загрязнителей в настоящее время беспрецедентно увеличивается. Опасность для здоровья человека заключается в том, что для многих вредных веществ слабо представлены или отсутствуют эволюционно закрепленные механизмы защиты и приспособления, что увеличивает вероятность заболевания.

В окружающей человека среде одновременно находится множество загрязнителей, некоторые из них обладают сильным синергическим эффектом, т.е. эффектом, когда нежелательное действие одного вещества усиливается в присутствии другого. Так, действие диоксида серы усиливается в присутствии диоксида азота. Часто влияние нескольких видов загрязнителей на здоровье человека не равнозначно простому сложению их воздействия. Например, поступающие в окружающую среду вредные компоненты выхлопных газов автомобилей - окислы азота и углеводороды - образуют под влиянием солнечного света вторичные вещества - пероксиацетилнитрат и озон, значительно более токсичные для человека. Такие процессы характерны для фотохимического смога, известного под названием лос-анджелесского.

Загрязнение окружающей среды - процесс, происходящий в пространстве и во времени, поэтому реакцию человека на загрязнения иногда очень трудно проследить. Лучше всего влияние загрязнения на здоровье человека выражено во время острых критических ситуаций (промышленный смог, разливы загрязненных вод, аварии на предприятиях и т. п.)

Внесение в природную среду новых факторов, в том числе химических соединений, среди которых много так называемых мутагенов, приводит к изменению фундаментального свойства всех органических форм жизни - наследственности. Для человека изменение наследственности ведет не только к увеличению доли людей с наследственными болезнями, но одновременно возрастает предрасположенность населения к другим заболеваниям, в том числе инфекционного происхождения.

Загрязнители в окружающей среде распространяются с различной скоростью. В самом общем виде можно сказать, что распространение загрязнения, особенно химическими элементами, через атмосферу и гидросферу осуществляется значительно активнее, чем через биосферу и литосферу.

Совершенно особую роль играет атмосфера. За день человек в среднем вдыхает более 9 кг воздуха, выпивает около 2 л воды и съедает приблизительно 1 кг пищи. Поскольку человек без воздуха не может прожить более 5 минут, то контакты его с загрязнителями происходят через воздух в среднем чаще, чем через воду, растения и другие компоненты окружающей среды.

К числу наиболее крупных источников, поставляющих в окружающую среду вредные для здоровья человека вещества, относятся предприятия черной и цветной металлургии, комплексы химических, нефтеперерабатывающих предприятий, объекты энергетики, заводы по производству строительных материалов и др. Так как большинство современных промышленных предприятий находятся в городах, со свойственной им плотностью населения, то проблема загрязнения и качество жизни тесно связаны с городской инфраструктурой.

Рассмотрим характер загрязнения окружающей среды и возможные нарушения здоровья человека на следующих примерах, приведенных в работе «Окружающая среда и здоровье человека» (1979 г.)

Пример 1.

Источник загрязнения окружающей среды - тепловая электростанция.

Компонент среды, подвергающийся загрязнению, - атмосферный воздух.

Пример 2.

Источник загрязнения окружающей среды - автомобильный транспорт.

Компонент среды, подвергающийся загрязнению, - атмосферный воздух.

Экологическое воздействие автотранспорта на здоровье человека зависит от количества выбрасываемых веществ, уровня превышения предельно допустимых концентраций, длительности пребывания человека вблизи автомагистралей.

В Калининграде, по данным Государственного комитета по охране окружающей среды, выбросы от автотранспорта за последние годы возрастают. С 1993 по 1996 г. они увеличились в Калининграде в 2,4 раза, в области в 1,6. Анализ проб воздушной среды показывает, что качество воздуха ухудшается. В нем присутствуют окись углерода, углеводороды, двуокись азота, свинец. Так, если в 1989 г. в выбросах автотранспорта в целом по области окислы азота присутствовали в количестве 3-4 тыс. т, то в 1995 - 7-8 тыс. т. Процент превышения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ на автомагистралях и вблизи них в последние годы составляет 11-16%.

Другим важным фактором, определяющим состояние здоровья населения, выступает качество питьевой воды. Загрязнение водоисточников как через атмосферу, так и в результате сброса хозяйственно-бытовых, промышленных, сельскохозяйственных стоков способствует распространению инфекционных заболеваний, в первую очередь кишечных. Установлено, что в мире в целом одна больничная койка из четырех занята жертвами загрязненной воды.

В Российской Федерации около 50% населения используют для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по широкому спектру показателей качества воды. Особенно неблагоприятна ситуация в Архангельской, Курской, Калининградской, Челябинской и многих других областях. В Калининградской области неудовлетворительное состояние источников водоснабжения обусловливает возникновение и распространение бактериальной дизентерии и вирусного гепатита А, а также острых кишечных инфекций. Плохое качество воды приводит к росту заболеваемости органов пищеварения, эндокринной системы и др.

К неблагоприятным факторам, влияющим буквально на все стороны жизни и здоровье человека, относится повышенный шум. Многочисленными наблюдениями установлено, что физиологически допустимы нормы шума 40-60 дБ (децибел* ). Наибольшая интенсивность звука характерна для городов, в которых источниками звука служат рокот строительной техники, грохот железных дорог и гул самолетов, шум заводских цехов и даже бытовых приборов. Самым мощным источником шума является движение автотранспорта, который на общем фоне дает до 80% шума. Например, транспортные потоки на центральных улицах Калининграда в часы пик могут достигать 2000 машин в час, в связи с чем уровень шума на них повышается до 80 дБ. Вдали от транспортных магистралей уровень шума днем не превышает 40 дБ. Музыкальные шумы большой интенсивности, иногда достигающие более 120 дБ, столь характерные для современных дискотек, также можно рассматривать как антропогенное шумовое загрязнение.

Привыкание к шуму физически невозможно. Он всегда представляет опасность для здоровья и трудоспособности человека. Наиболее выраженный результат воздействия шумового загрязнения среды на здоровье человека - понижение остроты слуха. Высокий уровень шума - причина частых головных болей; он ухудшает самочувствие, снижает работоспособность, остроту внимания, вызывает чувство раздражения и расстройства нервной системы. Считается, что дети, проживающие в районах с резко выраженным шумом, отстают в умственном развитии, у них явное замедление роста, пониженная сопротивляемость к различным заболеваниям.

Проблема воздействия загрязнения окружающей среды на здоровье человека не ограничивается рассмотренными выше аспектами. Она значительно многограннее и глубже. Роль отдельных загрязнителей в возникновении определенных заболеваний пока еще строго не изучена. Некоторые вредные вещества обладают усиливающим (при различных их комбинациях) кумулятивным, отсроченным в далекое будущее действиями.

По данным Государственных докладов о состоянии здоровья населения Российской Федерации за последние годы, в экологически неблагоприятных регионах, городах с большой концентрацией промышленных производств происходит резкое снижение рождаемости, повышение уровней преждевременной смертности (особенно мужчин), уровней смертности от врожденных аномалий, опухолей, рост инвалидности и ухудшение здоровья детей.

Наиболее низкие значения коэффициентов рождаемости на 1000 населения регистрируются на территориях Нечерноземной зоны РФ. В Санкт-Петербурге, Москве, Московской, Тульской, Мурманской, Калининградской, Свердловской, Нижегородской и др. областях этот показатель составляет 8-10 человек на 1000 населения.

Статистика свидетельствует, что за последние годы отмечается стремительный рост заболеваемости туберкулезом, болезнями органов дыхания, злокачественными новообразованиями (рак легкого, желудка и др.). Так, в 1992 г. максимальная заболеваемость злокачественными новообразованиями в РФ отмечалось у лиц обоего пола в Калининградской области, у мужчин - в Самарской, Оренбургской областях, у женщин - в Ставропольском крае, Саратовской области, республике Саха. На развитие рака легкого, который наиболее широко распространен, значительное влияние оказывает загрязнение атмосферного воздуха канцерогенными веществами, присутствующими в выбросах предприятий сталеплавильной, коксогазовой, никелевой, нефтехимической промышленности, автотранспорта.

Наиболее восприимчивыми к загрязнению окружающей среды оказываются дети. В настоящее время заболеваемость детей до 1 года в некоторых регионах РФ (Удмуртия, Пензенская, Саратовская, Челябинская область) составляет на 1000 человек более 2700, т.е. каждый ребенок болеет в году более двух раз. В Калининградской области этот показатель составляет 1300 на 1000 детей, достигших возраста одного года. По данным «Государственного доклада о санитарно-эпидемиологической обстановке в Калининградской области» за 1997г., особенную тревогу вызывает рост детской заболеваемости сахарным диабетом, туберкулезом, детским церебральным параличом, увеличение числа детей с врожденными аномалиями, плоховидящих.

Проблема взаимоотношений человека с окружающей средой в конце XX века приобрела качественно новый уровень. Здоровье человека рассматривается как один из нормативных показателей успешного природопользования. Состояние среды обитания человека не должно наносить урон ни одному из важнейших составляющих его здоровья - физическому, психическому, социальному или угрожать самой жизни человека.

§ 8. Географическое прогнозирование и его значение

Прогнозирование состояния природной среды - необходимое условие решения задач рационального природопользования. Особое значение имеет географическое прогнозирование, так как оно является комплексным и предполагает оценку динамики природных и природно-хозяйственных систем в будущем с использованием как компонентных, так и интегральных показателей.

Под географическим прогнозированием понимается разработка научно обоснованных суждений о состоянии и тенденциях развития природной среды в будущем для принятия решений по ее рациональному использованию. Можно определить это направление географических исследований и проще - как предвидение будущего состояния природной среды. В его разработку внесли большой вклад труды И.П. Герасимова, Т.В. Звонковой, В.Б. Сочавы, Ф.Н. Милькова, А.Г. Исаченко, А.Г. Емельянова, Н.И. Коронкевича, К.Н. Дьяконова и др. исследователей.

Прогнозы классифицируются: 1) на компонентные (отраслевые) - гидрологические, метеорологические, почвенные и др.; комплексные - оценивается динамика состояния природного комплекса в целом; 2) на локальные (пространственный масштаб от нескольких квадратных километров до нескольких тысяч квадратных километров), региональные (от нескольких тысяч квадратных километров до сотен тысяч квадратных километров), глобальные (от сотен тысяч квадратных километров до территориального уровня систем образующих географическую оболочку); 3) на краткосрочные (временной масштаб от нескольких часов до нескольких суток); среднесрочные (от нескольких суток до года); долгосрочные (от года до столетий и тысячелетий).

К наиболее разработанным методам прогнозирования природной среды можно отнести методы физико-географической экстраполяции, физико-географических аналогий, ландшафтно-генетических рядов, функциональных зависимостей, экспертных оценок. Системно они изложены в работе А.Г. Емельянова. Основываясь на этой публикации, рассмотрим кратко сущность этих методов.

Метод физико-географической экстраполяции базируется на распространении ранее выявленных направлений развития природного комплекса, на его пространственно-временную динамику в будущем. Метод физико-географических аналогий основывается на том положении, что закономерности развития процесса, выявленные в условиях одного природного комплекса (аналога), с определенными поправками переносятся на другой, находящийся в идентичных условиях с первым. Метод ландшафтно-генетических рядов основывается на том, что закономерности развития, установленные для пространственных изменений природных процессов, могут быть перенесены на их временную динамику, и наоборот. Метод функциональных зависимостей основывается на выявлении факторов, определяющих динамику прогнозируемого процесса, и нахождение связей между ними и показателями процесса. Метод экспертных оценок заключается в определении будущего состояния прогнозируемого объекта посредством изучения мнений различных специалистов (экспертов).

В настоящее время для решения прогнозных задач все большее применение находит метод имитационного моделирования . Он основывается на построении имитационной математической модели, отражающей пространственно-временные связи природных комплексов, и ее компьютерной реализации. Прогнозные расчеты проводятся следующим образом. На входы модели задаются воздействия: 1) из региональных прогнозов изменения природных условий; 2) из долгосрочной программы экономического развития территории. На выходах модели получаем прогноз состояния природной среды.

Применение этого метода рассмотрим на примере прогнозирования геоэкологических последствий изменений регионального климата. Исследование проведено с использованием модели бассейново-ландшафтной системы, построенной для природно-хозяйственных условий бассейна р. Преголи - главной водной артерии Калининградской области.

Модель включает уравнения водного баланса, зависимость фитомассы и урожайности сельскохозяйственной растительности (на примере озимой пшеницы) от гидротермических условий, почвенного плодородия, внесения органических и минеральных удобрений, балансы фитомассы лесной растительности, гумуса, азота и фосфора в почвенном покрове, азота и фосфора в подземных и речных водах, а также уравнение связей между балансами. Она предназначена для расчетов изменений природной среды в ретроспективе и перспективе десятилетий и столетий. Расчеты приводятся для периода времени с 1995 - 2025 гг., в рамках которого разработаны научно обоснованные сценарии изменения климата и составляют программы регионального развития.

В качестве сценария на входы модели задается линейное увеличение к 2025 г. среднегодовой температуры воздуха на 1°С и годового количества осадков на 50 мм по сравнению с современными значениями. Эти данные соответствуют разработкам по изменению климатических условий для территории Калининградской области. Анализ результатов моделирования показал следующие изменения компонентов бассейново-ландшафтной системы р. Преголи.

Лесной растительный и почвенный покров. Лесная фитомасса увеличивается к концу расчетного периода. Показатели почвенного покрова: содержание гумуса, азота и фосфора испытывают противоположные изменения. Незначительное уменьшение этих величин, вероятно, связано с повышением их ассимиляции прирастающей фитомассой лесной растительности, а также увеличением поверхностного стока и инфильтрации.

Сельскохозяйственный растительный и почвенный покров. Фитомасса и урожайность сельскохозяйственной растительности (на примере зерновых культур) также повышается к концу расчетного периода. Содержание гумуса, азота и фосфора в почве снижается. Уменьшение этих веществ в почве связано с увеличением их выноса с урожаем, поверхностным смывом и инфильтрацией.

Речные и подземные воды. Расход речных вод и уровень подземных вод повышается к концу расчетного периода, что подтверждает более значительное влияние увлажнения климата на бассейново-ландшафтную систему. Отмечается тенденция увеличения содержания азота и фосфора в водах, что объясняется увеличением поступления этих веществ с поверхностным смывом и инфильтрацией.

Геоэкологические последствия реализации сценария регионального потепления и увлажнения климата не поддаются однозначной оценке. Как положительные можно оценить изменения следующих параметров. Увеличивается продуктивность и фитомасса лесного растительного покрова. Это, вероятно, будет происходить за счет повышения доли широколиственных пород, что приведет к большему геоботаническому разнообразию и увеличению средоформирующих и ресурсоформирующих функций лесных геосистем. Повышение урожайности сельскохозяйственной растительности (на примере озимой пшеницы) за счет потепления и увлажнения регионального климата на 2 ц/га адекватно такому увеличению за счет увеличения норм внесения минеральных азотных и фосфорных удобрений в 1,2 - 1,3 раза по сравнению с нормами внесения на поля Калининградской области. Учет этого обстоятельства позволит сэкономить финансовые средства на более рациональном использовании удобрений и уменьшить азотно-фосфорное загрязнение природной среды. В то же время в связи с увеличением выноса питательных веществ из почвы с урожаем необходимо адекватное внесение удобрений с целью поддержания и повышения почвенного плодородия. Отмечается значительное повышение уровня подземных вод. Ландшафты озерно-ледниковых и приморских равнин, занимающих значительную площадь в Калининградской области и имеющих глубину залегания грунтовых вод 0,5 -1,5 м, могут подвергнуться заболачиванию. Учитывая, что 95% сельскохозяйственных земель и 80% площади лесов в регионе мелиорированы, повышение уровня подземных вод может перекрыть положительные следствия.

Результаты проведенного моделирования показывают необходимость тщательного учета в хозяйственной деятельности на территории Калининградской области геоэкологических последствий предстоящих климатических изменений. Требуется разработка продуманной системы мелиорации земель, повышения почвенного плодородия, лесоустройства и других направлений природопользования с учетом отмеченных последствий. Такой подход может быть использован и для других регионов. Приведенный пример иллюстрирует необходимость применения географического прогнозирования для решения проблем рационального природопользования.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Иноземцев А.А. Современные проблемы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов // Охрана природы России / Ред. В.Н. Виноградов. Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1981.
136 с.

Краснов Е.В. Экология и природопользование: Учеб. пособие / Калинингр. ун-т. Калининград, 1992. 132 с.

География Калининградского региона: Учеб. пособие / Под ред. проф. В.В. Орленка. Калининград, 1995.

Географический энциклопедический словарь: Понятия и термины. М.: Советская Энциклопедия. 1988. 432 с.

Кучерявый П.П., Федоров Г.М. География Калининградской области: Пособие по краеведению для учащихся средней школы. Калининград: Кн. изд-во, 1989. 142 с.

Гвоздецкий Н.А. Основные проблемы физической географии: Учеб. пособие. М.: Высш. школа, 1979. 222 с.

Емельянов А.Г. Теоретические основы комплексного физико-географического прогнозирования / Калинингр. ун-т. Калининград, 1982. 84 с.

Зотов С.И. Имитационное моделирование геосистем / Калинингр. ун-т. Калининград, 1983. 84 с.

Демина Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды: Пособие для учащихся ст. классов общеобраз. учр. М.: Аспект Пресс, 1995. 143 с.

Национальные парки России: Справочник / Под ред. И.В.Чебаковой. М.: ЦОДП, 1996. 198 с.

Реймерс Н.Ф., Штильмарк Ф.Р. Особо охраняемые природные территории. М.: Мысль, 1978. 295 с.

Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь-справочник. М.: Мысль, 1990. 637 с.

Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология здоровья и природопользование в России. М.: Финансы и статистика, 1995.

Станицкий Г.В., Родионов А.И. Экология. М.: Высш. школа, 1988.

Яншин А.Л., Месеуа А.И. Уроки экологических расчетов. Москва, 1991.

Рановская Э.М., Баринова И.И. Природа России. М., 1994.

География России: Учебник для 8-9 класса средн. школы / Под ред. А.В. Даринского. М., 1995.

Физическая география для подготовительных отделений вузов и поступающих в вузы / Под ред. К.В. Пашканга. М., 1995.

Леггет Р. Города и геология. М.: Мир, 1976.

Мурти Т.С. Сейсмические морские волны цунами. Л.: Гидрометеоиздат, 1981.

Наливкин Д.В. Ураганы, бури, смерчи. Географические особенности и геологическая деятельность. М.: Наука, 1969.

Раст Х. Вулканы и вулканизм. М.: Мир, 1982.

Стихийные бедствия: изучение и методы борьбы. М.: Прогресс, 1978.

Уолтхэм Т. Катастрофы: неистовая Земля. Л.: Недра, 1982.

Атлас «Окружающая среда и здоровье населения России» / Под ред. М.Фешбаха. М.: ПАИМС, 1995. 448 с.

Состояние окружающей среды северо-западного и северного регионов России. СПб.: Наука, 1995. 370 с.

Окружающая среда и здоровье человека. М.: Наука, 1979. 214 с.

Баринова Г.М. Качество жизни и здоровье человека // Адаптивная стратегия природопользования (эколого-географические аспекты) / Калинингр. ун‑т. Калининград, 1997. С 59-68.

Глава XII. ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ НОМЕНКЛАТУРА

Для начинающих свои первые профессиональные шаги в географии необходимо знание важнейших географических объектов - их названий, местоположения и взаимного расположения.

В данном географическом минимуме представлен перечень названий элементов береговой линии, рельефа, гидрографии и отдельных природных областей материков, рельефа дна и динамики вод Мирового океана. Особенное внимание уделено географическим объектам Калининградской области и Балтийского моря.

В номенклатуре приняты следующие сокращения:

ЕВРОПА

Мысы

Моря

Заливы

Проливы

Острова

Полуострова

Низменности, равнины, впадины

Возвышенности

Горы, нагорья, плоскогорья

Горные вершины, вулканы

Реки

Озера

Каналы

АЗИЯ

Мысы

Моря

Заливы

Проливы

Острова

Полуострова

Равнины, низменности, впадины

Возвышенности

Горы, нагорья, плоскогорья

Горные вершины, вулканы

Реки

Озера

Каналы

Некоторые природные объекты (пустыни)

АФРИКА

Мысы

Заливы

Проливы

Острова

Полуострова

Горы, нагорья, плоскогорья, впадины

Горные вершины, вулканы

Реки

Озера

Водопады

Некоторые природные области

СЕВЕРНАЯ АМЕРИКА

Мысы

Моря

Заливы

Проливы

Острова

Полуострова

Равнины, низменности, впадины

Горы, нагорья, плоскогорья

Горные вершины, вулканы

Реки

Озера

Водопады

Каналы

ЮЖНАЯ АМЕРИКА

Мысы

Заливы

Проливы

Острова

Равнины, низменности

Горы, плоскогорья

Горные вершины, вулканы

Реки

Озера

Водопады

Некоторые природные области

АВСТРАЛИЯ И ОКЕАНИЯ

Мысы

Моря

Заливы

Проливы

Острова

Горы, нагорья

Горные вершины, вулканы

Реки

Озера

Некоторые природные области

АНТАРКТИДА

Моря

Острова

Полуострова

Горы, вулканы

Шельфовые ледники

МИРОВОЙ ОКЕАН

СЕВЕРНЫЙ ЛЕДОВИТЫЙ ОКЕАН

Котловины

Подводные хребты

Течения

АТЛАНТИЧЕСКИЙ ОКЕАН

Котловины

Подводные хребты, поднятия

Желоба, разломы

Течения

ИНДИЙСКИЙ ОКЕАН

Котловины