История развития географической оболочки

Наша планета не является мёртвым небесным телом, на котором все происходившие в прошлом процессы уже прекратились, как, например, на нашем спутнике — Луне. Нет, процессы, начавшиеся ещё при возникновении планеты, продолжаются и сейчас. Конечно, они изменились, усложнились, к ним добавились новые, т.е. наша планета, её природа продолжают развиваться. Современная структура географической оболочки является результатом длительной эволюции.

В развитии географической оболочки (рис. 65) можно выделить три этапа: добиосферный (добиогенный), биосферный (биогенный) и антропогенный (ноосферный).

Как правило, первый этап в развитии чего-либо бывает самым длительным. Очевидно, начавшийся процесс развития должен сначала набрать скорость, «разогнаться». Это касается и добиосферного этапа развития географической оболочки (рис. 66). И действительно, это был самый длительный этап, он продолжался примерно 3 млрд лет. Вся последующая история оболочки насчитывает «всего» несколько сотен миллионов лет. Прежде этот этап называли добиогенным, т.е. предполагалось, что жизни на Земле на протяжении этого этапа не было. Но это оказалось неверным. В архейскую эру, когда в атмосфере Земли ещё не было кислорода, на планете уже существовали самые примитивные одноклеточные организмы.

В слоях Земли, образовавшихся около 3 млрд лет назад, в архей­скую эру, обнаружены останки нитевидных водорослей и простейших бактерий. Это была крайне примитивная жизнь, но она была. В протерозойскую эру водоросли, в том числе многоклеточные, и бактерии распространились уже очень широко. К этому времени появились и первые многоклеточные животные.

Живые организмы на протяжении длительного времени хотя и сущест­вовали, но не образовали ещё сплошную оболочку — биосферу. Отсюда и новое название этого этапа — добиосферный. Кстати, жизнь возникла в результате взаимодействия уже имевшихся оболочек. На растворённые в морской воде вещества, поступившие из литосферы, воздей­ствовали ультрафиолетовое излучение Солнца и электрические молниевые разряды, образующиеся в атмосфере во время гроз. На добиосферном этапе живые организмы ещё не играли очень заметной роли в мировом круговороте вещества и энергии. Наиболее мощные процессы, определявшие облик природы, происходили в недрах земного шара, поэтому этот этап иногда называют геологическим.

На добиосферном этапе сформировались материковые выступы и океанические впадины, возникли воздушная и водная оболочки нашей планеты. Причём литосфера, атмосфера и гидросфера не только возникли, но и образовали систему — ведь с самого начала они были взаимосвязаны. В самом деле, выделение газов из литосферы сформировало первичную атмосферу Земли, атмосферные осадки заполнили впадины океанов водой. Атмосферный воздух с самого начала включал и водяной пар, поступивший из гидросферы, и пыль, поднявшуюся с поверхности литосферы. В результате воздействия атмосферы и гидросферы на литосферу образовались толщи осадочных горных пород.

Итак, географическая оболочка начала формироваться, но в отсутст­вие биосферы облик природы был совсем не похож на современный. Неуютно мы почувствовали бы себя в этом мире без почвы, без растений, без животных.

Если добиосферный этап по времени соответствует архейской и протерозойской эре, то биосферный охватывает три, правда существенно более короткие, эры: палеозойскую, мезозойскую и почти всю кайнозойскую.

С началом палеозоя органическая жизнь становится ведущим фактором развития географической оболочки. Зародившаяся в воде жизнь выходит из моря и распространяется по всей поверхности суши. В результате географическая оболочка приобретает современные черты. Живое вещество получило глобальное распространение. Можно уже говорить о формировании биосферы, структура которой со временем всё более
усложняется.

В процессе развития географической оболочки неоднократно менялись условия существования живых организмов, что приводило к полному вымиранию одних видов и появлению новых. Многие учёные считают, что эпохи таких биологических революций тесно связаны с основными эпохами складкообразования: каледонской, герцинской и альпийской. В эти эпохи активизировалась вулканическая деятельность, резко усиливалась расчленённость рельефа, на месте мелководных морей поднимались высокие складчатые горы. В результате повышения контрастности природных условий увеличивались темпы и интенсивность процессов видообразования в органическом мире. Это только один пример на влияние природных оболочек в формирующейся биосфере. Однако раз уж мы назвали этот этап развития биосферным, нужно посмотреть, как биосфера влияла на другие оболочки.

С формированием биосферы процессы в географической оболочке
усложняются. Казалось бы, добавился всего один, причём не очень мощный компонент (ведь биосфера по сравнению с другими оболочками — это тонкая плёнка на поверхности Земли). Но последствия её появления грандиозны — под воздействием жизнедеятельности организмов меняется газовый и солевой состав вод гидросферы, морская вода приобретает современный состав.

И литосфера испытывает на себе воздействие живого вещества. Исключительно велико значение живых организмов в образовании и накоплении осадочных пород, слагающих верхний слой земной коры. Под их влиянием происходит накопление органогенных пород (угля, известняков, диатомитов, торфа, нефти и т.д.). Верхняя часть рыхлых осадочных толщ под воздействием тепла, влаги и микроорганизмов преобразуется в почву.

С появлением водорослей, а затем и зелёных растений начинается и развивается процесс фотосинтеза. В результате полностью меняется газовый состав атмосферы: место углекислого газа в нём занимает кислород. Атмосфера становится пригодной для дыхания. Только после этого на сушу выходят некоторые потомки обитателей моря, которые и формируют наземную фауну планеты.

А пока вернёмся назад и посмотрим на развитие географической оболочки немного с другой стороны.

Мы знаем, что географической оболочке свойственно явление зональности. О зональности географической оболочки в добиосферный этап известно мало, но она, конечно, была. Определялась она
исключительно климатом, ведь на поверхности земного шара климат не может не меняться закономерно от экватора к полюсам. На биосферном этапе в процессе развития зональности географической оболочки ведущую роль начинают играть живые организмы. Именно флора и фауна начинают определять внешний облик природы. В конце мелового периода (около 67 млн лет назад) происходит важное революционное событие: начинают зарождаться географические зоны современного типа. Что произошло в это время? Какая революция? Очень симпатичная! В конце мелового периода на Земле появляются цветковые растения. По времени это совпадает и, вполне возможно, не случайно совпадает с исчезновением фауны динозавров и распространением птиц и млекопитающих.

Тёплый и влажный климат того времени благоприятствовал распространению пышных тропических лесов от экватора до высоких широт. Фактически это была первая природная зона, существующая до нынешнего времени, но занимала она в то время значительно бо́льшую площадь. Завоевание птицами и млекопитающими господства в биосфере ознаменовало переход от мезозойской эры к кайнозойской.

На протяжении всего кайнозоя происходило постепенное охлаждение земной поверхности. Севернее экваториальных лесов появились переменно-влажные субэкваториальные леса. Сейчас в Евразии леса такого типа встречаются лишь в Индостане и Индокитае, а первоначально они доходили до широт Парижа и Киева!

Дальнейшее похолодание привело к появлению субтропических, а затем, примерно 26 млн лет назад, и широколиственных лесов умеренного пояса. Площадь материков, особенно Евразии и Северной Америки, в это время сильно возросла. В результате во внутренних районах этих материков постепенно возникли природные зоны, характерной особенностью которых является дефицит влаги: саванны, степи, лесостепи.

Но похолодание продолжалось. Одновременно с этим происходило дальнейшее усложнение структуры природной зональности. В северной части Евразии возникла зона смешанных, а затем и хвойных лесов. В центральных частях материков появились пустыни и полупустыни.

Но самые серьёзные изменения начались в последнем периоде кайнозойской эры — четвертичном. На протяжении всего периода сменялись эпохи значительного похолодания и потепления. Ледниковые периоды чередовались с межледниковыми эпохами. В периоды оледенений появилось ещё несколько природных зон. Сформировались природные зоны полярного пояса: арктические и антарктические, или ледяные пустыни. Вдоль края арктического пояса в условиях вечной мерзлоты возникла зона тундры, которая отделялась от отступившей к югу тайги зоной лесотундры.

Появление человека. В результате дальнейшей эволюции биосферы из фауны планеты выделяется один вид, который начинает бурно совершенствоваться и одновременно распространяться по планете. Это вид Homo sapiens — Человек разумный (рис. 67). На протяжении последних сотен тысяч лет развитие природы происходило уже в присутствии человека.

Этот этап развития географической оболочки называют антропогенным. Вы ещё не забыли значение этого слова? «Антропогенный» означает «происходящий от человека».

Но человек не сразу стал тем, кем является сейчас (рис. 68). Первыми во второй половине четвертичного периода появились древнейшие люди
(архантропы).

Одним из представителей архантропов был питекантроп. Промежуточное положение питекантропа между обезьяной и человеком подчёркивает остроумное название, которое ему дал Эжен
Дюбуа (рис. 69), человек, первым обнаруживший костные останки этого существа. Питекантроп — сложное слово, состоящее из двух греческих корней: «питек» — обезьяна и «антропос» — человек. Итого получается — обезьяночеловек. Обратите внимание — не человекообезьяна, а обезьяночеловек. Название, как нам кажется, говорит само за себя.

Архантропы существовали на Земле очень длительное время — 600— 350 тыс. лет назад. Однако антропогенный период в развитии географической оболочки наступил не сразу вслед за появлением человека. Длительное время воздействие человека на географическую оболочку было ничтожным. Собирательство и охота на животных с помощью дубинок или почти необработанного камня по своему воздействию на природу мало отличали древнейшего человека от животных. Древнейший человек не знал употребления огня, не имел постоянных жилищ, не пользовался одеждой. Поэтому он почти полностью находился во власти природы, а его эволюционное развитие определялось в основном биологическими закономерностями. В сущности, в это время человек был всего лишь одним из хищников. Правда, хищником он был весьма ловким, успешным и сообразительным. И всё равно появление архантропов ещё не стало началом антропогенного этапа.

Но на смену древнейшим людям пришли древние люди — палеоантропы. К их числу относились так называемые неандертальцы. Они населяли Землю более 300 тыс. лет. Это их мы называем иногда пещерными людьми. Палеоантропы стали широко использовать в качестве жилищ пещеры. Им была известна одежда, сшитая из шкур. В это время произошло поистине революционное событие: первобытный человек
овладел огнём. Огонь, одежда и примитивное жилище помогли человеку в борьбе с холодом, что привело к значительному расширению области его обитания. Особенно велико было значение огня, овладение которым можно сравнить с такими достижениями цивилизации, как открытие ядерной энергии и покорение космоса. Однако и это ещё не было началом антропогенного этапа. Хотя до его начала осталось совсем немного.

Примерно 38—40 тыс. лет назад палеоантропы были вытеснены неоантропами, к которым относится современный человек Homo sapiens. Симпатичного представителя этого вида вы каждый день видите в зеркале.

Некоторое время неандертальцы и современные люди жили бок о бок. Они даже как-то общались, потому что учёные недавно обнаружили
кости существ, которые, несомненно, являются их помесями. При каких условиях эти помеси появлялись, представить себе трудно, особенно если учесть, что, судя по всему, неандертальцы были людоедами.

С появлением человека современного типа и начинается антропогенный период в развитии географической оболочки. Почему именно с этого момента? Ведь древнейшие люди появились за много тысяч лет до этого события!

Вспомним, что в начале этого параграфа мы сказали: «Человек выделился из фауны». Чем же он выделился? Выделяется человек не своей многочисленностью и своей распространённостью по планете, а тем, что построил цивилизацию. И сделал это не сообразительный питекантроп и не одетый в шкуры неандерталец, а человек современного типа, представитель вида Человек разумный. Это он создал вместо присваивающего хозяйства производящее. Заменил охоту и собирательство сельским хозяйством. Развил ремесленничество, которое позднее сменила промышленность, а затем — науку, транспорт, города и вышел за пределы Земли, построив космические станции.

В последние 40 тыс. лет человек является главной движущей силой развития географической оболочки. Всё живое, и в том числе человек, зависит от солнечной энергии, подчиняется природным ритмам и циклам. Но, создав мощные производительные силы, которые участвуют в глобальном масштабе во взаимодействии всех сфер Земли, человек добавил в систему мировых круговоротов ещё и антропогенный круговорот вещества и энергии. Этот антропогенный круговорот включается в систему природных круговоротов, изменяет их характер и становится важным фактором развития географической оболочки. Вспомните — мы уже говорили
о том, как изменились круговороты многих веществ.

И вот теперь нужно вспомнить о том, что у антропогенного этапа есть
и другое название — ноосферный.