Система географических наук (стр. 4 )

Геоид – фигура не геометрическая. Ее поверхность обусловлена свойствами самой планеты. Детальные исследования из космоса повысили точность в определении фигуры Земли. Однако, при рассмотрении глобальных географических закономерностей все – таки целесообразнее избрать модель самую простую – шар.

С шарообразной формой Земли связано важное географическое явление – неравномерное распределение солнечной энергии по широтам, отсюда вытекают особенности циркуляции в атмосфере и океанах. Например, стало известно, что на глобальный водоворот Мирового океана, движимый ветром, дополнительно накладывается циркуляция, «движимая Солнцем». Ее называют термохалинной циркуляцией. (Термо – связь течения с температурой, халина – с соленостью вод).

Итак, шарообразная форма Земли в сочетании с параллельным потоком солнечных лучей становится первопричиной зональности процессов, компонентов и ландшафтов географической оболочки.

В 1940 году под руководством советского астронома-геодезиста были определены размеры основных элементов Земли. Экваториальный радиус: 6 м, полярный – 6 м, а полярное сжатие - 1:298,3. Разница между экваториальным и полярным радиусами достигает 21 382 м.

3.2.2. Масса Земли и ее значение для географической оболочки. Движение Земли вокруг Солнца, наклон земной оси к плоскости эклиптики, осевое вращение Земли, их физико-географические следствия и проявления в географической оболочке.

Масса Земли составляет около 6000×1018 тонн - в 81,8 раза превышает массу Луны. Плотность Земли варьирует от незначительной в верхних слоях атмосферы до исключительно высокой в центре планеты. ее средняя плотность примерно в 5,5 раза больше плотности воды. Одна из наиболее распространенных пород на поверхности Земли – гранит имеет плотность 2,7 г/см3, плотность в мантии изменяется от 3 до 5 г/см3, в пределах ядра от 8 до 15 г/см3. В центре Земли она может достигать 17 г/см3. Напротив, плотность воздуха у земной поверхности составляет примерно 1/800 плотности воды, а в верхних слоях атмосферы она очень мала.

Земля планета Солнечной системы, третья по порядку от Солнца. Обращается вокруг него по эллиптической, близкой к круговой орбите (с эксцентрисистетом 0,017), со средней скоростью около 30 км/с. Среднее расстояние Земли от Солнца 149,6 млн. км, период обращения 365,24 средних солнечных суток (тропический год). На среднем расстоянии 384,4 тыс. км от Земли вокруг неё вращается естественный спутник Луна. Земля вращается вокруг своей оси (имеющей наклон к плоскости эклиптики, равный 66°33 22) за 23 ч 56 мин (звёздные сутки). С вращением Земли вокруг Солнца и наклоном земной оси связана смена на Земле времён года, а с вращением её вокруг оси – смена дня и ночи.

Географические следствия суточного вращения Земли:

смена дня и ночи — изменение в течение суток положения Солнца относительно плоскости горизонта данной точки;

деформация фигуры Земли — сплюснутость с полюсов (полярное сжатие), связанная с возрастанием центробежной силы от полюсов к экватору;

существование силы Кориолиса, действующей на движущиеся тела (чем больше угловая скорость вращения Земли, тем больше сила Кориолиса);

суперпозиция центробежной силы и силы тяготения, дающая силу тяжести. Центробежная сила растет от нуля на полюсах до максимального значения на экваторе. В соответствии с уменьшением центробежной силы от экватора к полюсу, сила тяжести увеличивается в том же направлении и достигает максимума на полюсе (где она равна силе тяготения).

3.2.3. Внутреннее строение Земли и формирование внешних оболочек (литосферы, гидросферы и атмосферы).

К основным свойствам и их параметрам, характеризующие все части Земли, относятся:

1. Физические - плотность, упругие магнитные свойства, давление и температура.

2. Химические - химический состав и химические соединения, распределение химических элементов в Земле.

Исходя из этого, определяется выбор методов исследования состава и строения Земли. Все методы разделяются на:

· прямые - опираются на непосредственное изучение минералов и горных пород и их размещении в толщах Земли;

· косвенные - основаны на изучении физических и химических параметров минералов, пород и толщ с помощью приборов.

Прямыми методами мы можем изучить лишь верхнюю часть Земли, т. к. самая глубокая скважина (Кольская) достигла~12 км. О более глубоких частях можно судить по вулканическим извержениям.

Глубинное внутреннее строение Земли изучается косвенными методами, в основном комплексом геофизических методов, основные из них.

1.Сейсмический метод (греч. сейсмос - трясение) - опирается на явление возникновения и распространения упругих колебаний (или сейсмических волн) в различных средах. Упругие колебания возникают в Земле при землетрясениях, падениях метеоритов или взрывах и начинают распространяться с разной скоростью от очага их возникновения (очага землетрясения) до поверхности Земли. Выделяют два типа сейсмических волн:

1-продольные P-волны (самые быстрые), проходят через все среды - твердые и жидкие;

2-поперечные S-волны, более медленные и проходят только через твердые среды.

2.Гравиметрический метод основан на изучении ускорения силы тяжести, которое зависит не только от географической широты, но и от плотности вещества Земли. На основании изучения этого параметра установлена неоднородность в распределении плотности в разных частях Земли.

3.Магнитометрический метод - основан на изучении магнитных свойств вещества Земли. Многочисленные измерения показали, что различные горные породы отличаются друг от друга по магнитным свойствам. Это приводит к образованию участков с неоднородными магнитными свойствами, которые позволяют судить о строении Земли.

Сопоставляя все характеристики, ученые создали модель строения Земли, в которой выделяют три главные области (или геосферы): земная кора, мантия Земли, ядро Земли.

Каждая из них в свою очередь разделяется на зоны или слои.

1. Земная кора (слой А)- это верхняя оболочка Земли, ее мощность колеблется от 6-7км до 75км.

2.Мантия Земли подразделяется на верхнюю (со слоями: В и С) и нижнюю (слой D).

3.Ядро - подразделяется на внешнее (слой Е) и внутреннее (слой G), между которыми располагается переходная зона - слой F.

Границей между земной корой и мантией является раздел Мохоровичича, между мантией и ядром также резкая граница - раздел Гуттенберга.

Скорость продольных и поперечных волн возрастает от поверхности к более глубоким сферам Земли.

На границе мантии и ядра происходит резкое снижение скорости продольных волн и затухание скорости поперечных волн. На основании этого сделано предположение, что внешнее ядро находится в состоянии расплава.

Средние значения плотности по геосферам показывают ее возрастание к ядру.

О химическом составе Земли и ее геосфер дают представление:

1- химический состав земной коры,

2 - химический состав метеоритов.

Химический состав земной коры изучен достаточно детально - известен ее валовый химический состав и роль химических элементов в минерало - и породообразовании.

Труднее обстоит дело с изучением химического состава мантии и ядра. Прямыми методами мы этого пока сделать не можем. Поэтому применяют сравнительный подход. Исходным положением является предположение о протопланетном сходстве между составом метеоритов, упавших на землю, и внутренних геосфер Земли.

Все метеориты, попавшие на Землю, по составу делятся на типы:

1-железные, состоят из Ni и 90% Fe;

2-железокаменные (сидеролиты) состоят из Fe и силикатов,

3-каменные, состоящие из Fe-Mg силикатов и включений никелистого железа.

На основании анализа метеоритов, экспериментальных исследований и теоретических расчетов ученые предполагают, что химический состав ядра - это никелистое железо. Правда, в последние годы высказывается точка зрения, что кроме Fe-Ni в ядре могут быть примеси S, Si или О. Для мантии химический спектр определяется Fe-Mg силикатами, т. е. своеобразный оливино-пироксеновый пиролит слагает нижнюю мантию, а верхнюю - породы ультраосновного состава.

Химический состав земной коры включает максимальный спектр химических элементов, который выявляется в многообразии минеральных видов, известных к настоящему времени. Количественное соотношение между химическими элементами достаточно велико. Сравнение наиболее распространенных элементов в земной коре и мантии показывает, что ведущую роль играют Si, Al и О2.

Значения основных физических и химических характеристик Земли, неодинаковы, распределяются зонально, что говорит о неоднородном строении Земли.

3.2.4. Внутренняя энергия планеты Земля, определяющая вещественную (компонентную) и пространственную (горизонтальную и вертикальную) дифференциацию географической оболочки.

Гравитационное поле Земли представляет собой поле силы тяжести — равнодействующей силы тяготения и центробежной силы вращения Земли. Так как сила тяготения зависит от радиуса Земли, который наименьший на полюсах, то она наибольшая на полюсах. Центробежная сила, зависящая от радиуса орбиты, наибольшая на экваторе. Сила тяжести убывает от земной поверхности вверх и несколько возрастает в глубь Земли в пределах литосферы.

Гравитационное поле — потенциальное. Точки с одинаковым потенциалом силы тяжести образуют изопотенциальные (или эквипотенциальные) поверхности. На каждой такой поверхности невозможно самопроизвольное перемещение массы, так как горизонтальная составляющая силы тяжести равна нулю. Наиболее важной изопотенциальной поверхностью Земли является поверхность геоида. Сечения изопотенциальными поверхностями рельефа образует горизонтали (изогипсы суши или изобаты морского дна).

Значения поля силы тяжести Земли отображаются изогонами (линиями равных значений силы тяжести). На карте изогал экватору соответствует ложбина, а полюсам — выпуклости. Наряду с этой общей тенденцией наблюдаются региональные и локальные особенности, связанные с неоднородностью Земли. Они называются гравитационными аномалиями и специально изучаются геофизикой.

Гравитационная дифференциация. По существующим представлениям, сила тяготения была одной из главных при образовании Земли из протопланетного облака. В соответствии с разными гипотезами, Земля возникла как гетерогенное тело (ядро Земли образовалось на более ранней стадии, мантия — на более поздней) или как гомогенная масса. В последнем случае считается, что главным в истории планеты с геофизической точки зрения является процесс гравитационной дифференциации вещества — расслоение в соответствии с плотностью вещества в поле силы тяжести. В результате такого расслоения возникли геосферы, каждая из которых сложена веществом одного агрегатного состояния и сходной плотности. Подсчеты показывают, что количества тепла, которое выделилось в процессе гравитационного расслоения Земли на ядро и мантию, хватило бы для того, чтобы расплавить изначально твердое вещество нашей планеты.

С гравитационной дифференциацией связано множество процессов, в том числе вертикальные тектонические движения блоков литосферы. В атмосфере гравитационная дифференциация приводит к неустойчивости воздушного столба вследствие различных температур и влажности. В тропосфере воздух нагревается от земной поверхности и испытывает импульс движения, направленный вверх («всплывает»). Гравитационная неустойчивость атмосферы обычна, поэтому в метеорологии уменьшение температуры от земной поверхности вверх считают нормой, тогда как увеличение температуры называется инверсией. В гидросфере гравитационная дифференциация зависит как от температуры, так и от солености водных масс, что также приводит к их перемещению и размещению в соответствии с плотностью (процесс подъема вод называется апвеллинг, опускания — даунвеллинг).

Процессы плотностной дифференциации проявляют себя также в виде изостатического уравновешивания литосферы. Обычно понятие изостатического равновесия употребляется по отношению к литосфере, но эффект проявляется в любых средах.

Изостатическое уравновешивание литосферы является важным системообразующим свойством географической оболочки. Оно определяет конфигурацию континентов и океанов, распределение высот и глубин, а через них — поступление и перераспределение тепла, циркуляцию водных и воздушных масс и другие закономерности пространственной дифференциации географической оболочки.

Взаимодействия гравитационных и иных сил внутри планеты и влияние космического окружения приводят к движению земных масс, старающихся занять наиболее устойчивое положение в пространстве. Непосредственным выражением этих смещений являются вулканические процессы — выбросы в географическую оболочку глубинных масс вещества, сейсмические явления — резкие смещения внутриземных масс, сопровождаемые обычно подземными толчками и разрывами сплошности земной коры, тектонические движения — перемещения земных масс внутри планеты или проявляющихся на земной поверхности (неотектонические). Все они активно влияют на функционирование географической оболочки. Основная причина их проявления заключается в необходимости уравновешивания результатов взаимодействий внутри Земли и на ее поверхности. Движения земных масс являются важной характеристикой планеты, так как свидетельствуют об активности ее недр и способности к развитию и совершенствованию.

4. ТЕРРИТОРИАЛЬНЫЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

4.1. Методологические и методические основы экономической и социальной географии.

Социально-экономическая география (СЭГ) - раздел системы гео­графических наук, изучающий территориальную организацию обще­ства в различных странах, районах, местностях.

Она подразделяется на экономическую географию, социальную и географию является географическая среда.

Объектом познания СЭГ является заселенная, освоенная или иным образом вовлеченная в орбиту жизни общества часть географической оболочки Земли с ее пространственными структурами хозяйства и формами организации жизни общества. Эта часть географической оболочки получила название ойкумена.

Как целостная интегрально-синтетическая наука изучает пространственную организацию общества в конкретных условиях природной среды. Основным пред­метом ее исследования являются территориальные (пространствен­ные) общественные системы, которые включают, помимо экономической, социальной и политической, еще и духовную сферу.

Объектами являются: народное хозяйство, его сферы и отрасли, развиваю­щиеся в конкретных социально-экономических условиях географиче­ской среды, население и природные ресурсы.

Специфические ее объекты исследо­вания: территориально-производственные ком­плексы (ТПК), экономические районы, системы и узлы расселения, городские агломерации, территориальные и межотраслевые структу­ры, а также процессы их формирования.

Является интегральной наукой, поскольку она сформировалась на основе синтеза множества, частных географических дисциплин. К таким частным географиче­ским дисциплинам, например, относятся географии промышленно­сти, транспорта, сельского хозяйства и др.

СЭГ использует обширный арсенал методов исследования. Базисом и ориентиром общественно–географической науки является методология, которая представляет собой учение о принципах построения, исследовательских подходах, формах и методах научной деятельности.

Методология включает в себя целостную систему подходов и методов познания, структурированную на основе определенных логических принципов и конструктивную для развития самой науки.

Подход – это методологическая ориентация процессов познания, имеющая стратегическое направление.

Метод – это алгоритм действий, приемов и операций, выполнение которых необходимо для достижения поставленной цели.

Общественно-географические исследования осуществляются с позиции следующих подходов: системно-диалектического, территориального, проблемного, воспроизводственного, исторического, социального, экологического, геополитического, типологического.

Методологической основой СЭГ является системно–диалектический подход, при котором территориальные общественные системы (предмет познания) рассматриваются как целостные пространственные образования, развивающиеся по законам общества.

Системность объекта предполагает наличие сложного внутреннего строения, множественность структур, целостность и сбалансированность всех компонентов и элементов, противоречивость, эволюцию, иерархичность, эмерджентность и пр. Системы внутренне организованы, имеют границы и органы управления или самоуправления.

4.2. Общественно-исторический процесс и основные типы социально - экономико-географических процессов.

Для познания процессов пространственной организации жизнедеятельности населения и развития территориальных общественных систем необходим целостный системно-диалектический подход, комплексные социально–экономические исследования. В то же время практика требует более глубокого изучения отдельных сторон общественной жизни, детального анализа актуальных процессов и явлений. Результаты подобных изысканий необходимы для принятия конкретных решений и одновременно интегрируются в структуру экономической и социальной географии. Формирование и развитие таких научных направлений расширяет спектр общественно–географических исследований и позволяет изучать любую территориально–общественную систему. Каждое из направлений пронизывает пространственную организацию жизнедеятельности людей и поэтому может быть названо сквозным.

Среди таких направлений наибольшее значение имеют естественно–экономическое, геодемографическое, социально–экологическое, социально–географическое, экономико–географическое, политико–географическое и др.

4.3. Диалектическое единство системы «природа-хозяйство», взаимосвязь ее компонентов.

Диалектика (греч. - искусство вести беседу) - теория и метод познания действительности, наука о наиболее общих законах развития природы, общества и мышления.

География прошла длительную историю предметного самоопределения. До сих пор существуют разные подходы к пониманию объекта и предмета географии. Дифференциация единого географического знания привела к выделению большого числа относительно самостоятельных наук, обладающих собственными объектами и предметами изучения. Большинство исследователей признают единым и наиболее общим объектом всех географических наук географическую оболочку, а предметом – её структуру, динамику, взаимодействие и распределение в пространстве её компонентов. В рамках географической оболочки возникла жизнь, развившаяся до уровня человеческого общества. Поэтому предмет географии затрагивает также вопросы, связанные со взаимодействием человека и природы. Эти проблемы имеют важное мировоззренческое значение, и поэтому являются также предметом философии. Т. о. познание взаимосвязи природы и общества сближает географию и философию.

Объект и предмет географии определяют её место в системе наук. Генетическая классификация наук производится на основе философской классификации форм движения. По уровню сложности все материальные процессы подразделяются на пять основных форм движения: механическое, физическое, химическое, биологическое и социальное движение. Каждая форма движения изучается соответствующей наукой или группой наук. Данная классификация называется генетической, потому что сложные формы движения вырастают из предшествующих простых и включают их в себя в преобразованном виде. Такие же связи существуют и между соответствующими науками.

Некоторые исследователи выделяют также геологическую и географическую формы движения, делая классификацию нелинейной (т. к. геологическое и географическое движение не входит в состав более сложных биологических и социальных процессов, хотя является их условием). К географическому движению относят физико-химические по своей сути процессы, протекающие в географической оболочке, и имеющие в связи с этим качественную специфику: это геоморфологические, гидрологические и климатические процессы составляющие в совокупности географический тепловлагообмен. Они являются предметом физической географии.

В пределах географической оболочки происходят процессы, относящиеся ко всем формам движения. Этим определяется уникальное место географии в системе наук. География выступает синтетической наукой, соединяющей в своём предмете естествознание и обществознание. Она взаимодействует с одной стороны, с такими науками как физика, химия, биология, а с другой стороны – с социальными науками. Такая двойственность географии не могла не проявиться в её структуре. Уже в XIX веке начался процесс дифференциации. Физическая география выступала и остаётся системообразующей наукой. На стыке её с биологией возникает ландшафтоведение (т. к. в формировании ландшафтов играет роль биологическое движение), образующее с физической географией блок естественных географических наук. На стыке с социальными науками возникает относительно самостоятельный блок общественных географических наук, чей предмет затрагивает уже и социальную форму движения. Для того чтобы раскрыть единство и различие двух направлений географии необходимо раскрыть единство и различие природы и общества.

Единство природы и общества проявляется в следующем:

1) Общество является продуктом саморазвития природы, социальная форма движения развилась из предшествующих, природных форм движения.

2) Общество является частью природы в широком смысле, т. е. материального мира, и как часть оно подчиняется законам целого. Социальная форма движения включает в себя все простейшие формы. Общество как материальная система подчиняется всем материальным законам.

3) Любые изменения в природе оказывают влияние на развитие общества, и наоборот.

Единство природы и общества является основой единства естественных и социальных наук и не позволяет жёстко противопоставлять их, выстраивать барьеры. Отсюда следует, во-первых, важность синтезирующей роли географии в системе наук. А, во-вторых, единство естественного и социального направлений в структуре самой географии. Это единство проявляется в следующем:

- в наличии общего подхода, состоящего в анализе закономерностей пространственного размещения объектов;

- в тесном взаимодействии физической и социально-экономической географии, т. к. пространственную организацию общества не понять в отрыве от влияния природной среды, также как и природную среду не понять без учёта антропогенного влияния;

- в наличии общих методов познания (сравнительно-географический, исторический и др. методы);

- в наличии общего языка науки, роль которого выполняет картография;

- в возрастающей роли междисциплинарных подходов при решении проблем экологии и рационального природопользования, рациональной территориальной организации общества.

В тоже время, наряду с единством между природой и обществом имеются и существенные различия. Общество является относительно обособленной частью природы. Социальная форма движения качественно не сводится к простейшим природным процессам и характеризуется специфическими социальными законами. Поэтому естественные и общественные географические науки являются относительно самостоятельными науками со своими объектами, предметами и методами познания.

Т. о. развитие географии, как и развитие науки в целом, представляет собой диалектически противоречивый процесс дифференциации и интеграции научных знаний.

4.4. Развитие социальных компонентов, динамика населения, социально-демографический процесс.

С тех пор как человек существует на Земле, он непрерывно взаимодействует с окружающей его природой. К сожалению, человек никогда не находился в полной гармонии с природой и не довольствовался только лишь приспособлением к ней. С течением долгого времени мы постепенно пришли к экологическому кризису. Основной признак этого кризиса–резкое качественное изменение биосферы, разрушение озонового экрана в верхних слоях атмосферы, все более нарастающее обезвоживание материковых территорий планеты, утрата климатической стабильности и многие другие тенденции в изменении природной среды.

Решение экологических проблем лишь отчасти содержится в области технологии. Корень экологических проблем лежит в области социальной культуры и структуры общества. Социальная экология - научная дисциплина, рассматривающая соотношение общества с географической, социальной и культурной средами, т. е. со средой, окружающей человека. Начало социальной экологии было положено работами чикагской школы социологов в 20-х гг., когда возникла необходимость учета специфики воздействия урбанизованной среды на жизнь и поведение людей. В настоящее время предметом социальной экологии является изучение взаимодействия общества с глобальной природной средой во всем многообразии ее антропогенных преобразований с тем, чтобы разработать теорию совместимости общества с природной средой его существования.

Задача социальной экологии состоит в изучении человеческого общества в аспекте его совместимости с особенностями природной среды. Поскольку направления человеческой деятельности чрезвычайно многообразны, то социальная экология вскоре после своего появления стала подразделяться на множество аспектов или прикладных вариантов социально - экологического знания.

Теперь помимо общетеоретического раздела знания, которым занимается социальная экология, существует ее прикладные области: экология человека, изучающая в основном медицинские аспекты, инженерная экология, изучающая технические аспекты отношения людей к окружающей среде. Возникли такие виды социально-экологического знания, как урбоэкология, экология промышленной деятельности, экология сельского хозяйства, экология транспорта, геоэкология, химическая экология, экология культуры, проблемы экологического образования и т. д. На протяжении большей части человеческой истории рост численности народонаселения был почти неощутим. Медленно она набирала силу на протяжении XX в. и чрезвычайно резко увеличилась после второй мировой войны. Может ли человечество "заполонить весь земной шар"? Однозначный ответ на этот вопрос дать невозможно, но общепризнанной проблемой сегодня является "демографический взрыв" - быстрое увеличение численности населения земли. Фундаментальные экологические закономерности изменений численности природных популяций приобретают особое значение в приложении к человечеству в поисках ответа на главный сегодня экологический вопрос: как человеку выжить на Земле? Изменения размеров популяций любого вида, происходят не беспорядочно, а в соответствии с определенными экологическими закономерностями. Народы, населяющие разные континенты, регионы и страны, живущие в разных природно-социальных условиях, с точки зрения экологии могут рассматриваться как географические популяции человека. Население всей планеты, т. е. человечество в целом, - это глобальная популяция человека. Изменения численности и структуры популяций человека изучает демография. Демографические закономерности в приложении к человечеству имеют как общеэкологические черты, так и свои характерные особенности. Отличия демографии человека определяются уникальным его положением в системе животного царства как единственного на Земле биосоциального вида.