Ритмичность географической оболочки - причины и примеры проявления свойства

Определение и характеристика

Географическая оболочка земного шара включает атмосферу, литосферу, гидросферу и биосферу. Все эти системы регулярно изменяются, подвергаясь влиянию различных факторов. Один из них — ритмичность. Это понятие подразумевает повторение похожих друг на друга явлений или действий через конкретный период. Одна из закономерностей существования и развития оболочки Земли наблюдается в изменениях любых процессов в живой и неживой природе. Основоположник учения о ритмике процессов в природе — Е. Брикнер.

Учёные отмечают 2 разновидности ритмических движений:

1. Периодические. Характеризуются одинаковой продолжительностью (пример — время оборота Земли вокруг своей оси).
2. Циклические. Отличаются разной длительностью (к примеру, одиннадцатилетний цикл колебания солнечной активности).

Ритмике свойственны сразу периодичность и цикличность, причём явление не обладает хронологической строгостью. Изучать ритмические колебания считается сложным делом, поскольку ритмов происходит много. Кроме того, у них различаются причины возникновения и длительность.

При одновременном проявлении ритмические колебания часто накладываются друг на друга, что может ослаблять или усиливать одни ритмы перед другими. Скорость реакции разных частей географической оболочки на ритмичность различается. Специалисты продолжают изучать законы ритмики, чтобы разрабатывать долгосрочное прогнозирование природных явлений.

Процессы в целостной оболочке Земли изменяются под воздействием как внутренних, так и внешних факторов. Это могут быть астрономические источники, которые обусловлены взаимодействием планеты с Солнцем, Луной и иными космическими телами.

Другие факторы вынужденных колебаний географической оболочки — тектоно-геологические и климатические. Кроме того, в геосистемах иногда происходят автономные изменения, которые возникают после завершения действия какого-либо внешнего фактора.

Классификация ритмичных движений

При классификации ритмических движений специалисты руководствуются продолжительностью географических процессов, изменения которых определяются пространственно-временными масштабами. Продолжительность ритмов может варьироваться от сотен миллионов лет до долей секунд. Такое условное разделение объясняется тем, что каждая геосистема характеризуется определённым набором причин и следствий, которые проявляются в определённое время.

Основная классификация ритмических движений:

1. Внутригодовые. Представлены сезонными колебаниями, которые лучше заметны в высоких и умеренных широтах. Годовые ритмы можно наблюдать в смене сезонов, гидрологических явлениях, изменениях климата и почвы. Такая ритмика характерна для всех зон, однако в разных регионах она обусловлена разнообразными факторами. К примеру, в умеренных широтах изменения вызывает температура, в субэкваториальных областях — уровень влажности, в полярных — световой режим.
2. Внутримесячные. Такие ритмы обусловлены сменой периода обращения Солнца и фаз Луны. Ритмичность вызывает колебания в атмосфере, гидросфере и биосфере.
3. Внутрисуточные. Ритмы наблюдаются в преобразовании любых гидрометеорологических параметров, биологической активности живых организмов, фотосинтезе и т. д. Примеры проявления внутрисуточной ритмики — бризы, нагревание горных пород днём и остывание их ночью.

Существует классификация, которая включает мелкомасштабную, мезомасштабную, синоптическую и крупномасштабную изменчивости. Этот вариант соотносят с основным делением ритмичных движений.

Геологические циклы

Самой крупной единицей установленной периодичности выступает геологический цикл. Он отражается в изменении климата, состава газов в атмосфере, режимов накопления осадков, вулканизма и магматизма, а также в эпохах разделения и формирования рельефных поверхностей планеты .

Из геологической истории Земли известно, что длительность наикрупнейших циклов колеблется в пределах нескольких сотен миллионов лет. Эти периоды делятся на более мелкие промежутки, которые отличаются природой. Самый продолжительный астрономический цикл — галактический год, который представляет полный оборот Солнечной системы вокруг центра Галактики длительностью в 200−230 млн лет.

Ритмы в 35−45 млн лет представляют сезоны галактического года, которые характеризуются разными феноменами, например, эпохами трансгрессий и регрессий, выравниванием или расчленением суши.

Также учёные выделяют цикл длительностью 90−100 лет, который называют космическим полугодием. Он обусловлен изменением положения плоскости эклиптики Солнечной системы относительно такой же плоскости Вселенной.

Историю развития Земли за последние 580 млн лет делят на 3 периода:

• каледонский;
• герцинский;
• альпийский.

Эти этапы характеризуются общими чертами, которые говорят о цикличности: в начале каждого периода земная кора опускалась, а с окончанием цикла она поднималась. По средней длительности такие периоды примерно соответствуют продолжительности галактического года.

Сегодня существует не только проблема определения геологических циклов. Специалисты считают, что существование этих явлений может оказаться сомнительным. Некоторые регионы, которые значительно удалены друг от друга, развиваются в тектоническом плане по-разному. К примеру, в некоторых районах Южной Сибири проявления складчатости наблюдались в разные промежутки каледонского периода.

Механизм управления ритмикой земной коры пока полностью не изучен. Учёные предполагают, что он связан с внутренними особенностями развития планеты и может зависеть от продолжительности галактического года.

Другие ритмы

В геологическом цикле также выделяют сверхвековые и внутривековые ритмы. Продолжительность периодов, которые относятся к первой группе, варьируется в пределах от нескольких сотен до тысяч лет. Примером служит продолжительный цикл в 1800—1900 лет, представляющий смену влажного и засушливого климата Сахары.

Внутривековая ритмичность связана с изменениями Солнца и других космических тел. Многие специалисты утверждают, что солнечная активность вызывает изменения в поверхностной оболочке Земли, которые длятся от нескольких лет до десятилетий. Ритмы наблюдаются в таких явлениях, как толщина годичных колец у деревьев, периоды накопления снега в Антарктиде, повторение магнитных бурь и полярных сияний.

Учёные установили ритмичность, которая наблюдается под воздействием приливообразующей силы, возникающей в результате взаимного расположения Земли, Луны и Солнца. Различные перемены в природе происходят из-за особенностей циркуляции атмосферы. Из-за нарушения в интенсивности явления могут происходить изменения, которые способствуют различным преобразованиям в географической оболочке и сказываются на жизнедеятельности различных организмов.

Общая циркуляция атмосферы представлена системой атмосферных макропроцессов, регулярно изменяющихся в пространстве и времени. Такие процессы проходят ряд эпох, которые отличаются характером протекания и пространственно-временным масштабом. Цепочку развития атмосферных макропроцессов в эпохе определяют по преобладанию определённой циркуляционной формы переноса.

Нестабильность вращения Земли характеризуется изменением её скорости поворота и колебания оси.

Это способствует возникновению полюсного прилива в океане и атмосфере, на которые он в последующем влияет. Нутационные колебания планеты, водного объекта и газовой оболочки то ослабевают, то усиливаются.

Нюансы изучения ритмики

Закон целостности географической оболочки Земли говорит, что в мире не существует изолированной ритмичности отдельных компонентов. Ритмы обеспечивают своеобразное «дыхание» поверхности планеты как целостной системы. Задачей учёных выступает поиск связей между колебаниями различных географических процессов.

Поскольку структура земной оболочки постоянно изменяется, геосистемы планеты реагируют на одновременные и периодические внешние воздействия по-разному. Эта особенность способствует сдвигу ритмических фаз в пространстве и времени, что придаёт природной среде своеобразную мозаичность.

Ритмы, как и круговорот веществ, незамкнуты. Поскольку любой географический ландшафт постоянно изменяется, на его фоне ритмические колебания не способны повторить в конце цикла исходное состояние.

Особенности ритмичности изучают в биологии и географии. Методы и способы её познания могут быть различными. Они зависят от продолжительности временного ряда, который необходимо проанализировать. Специалистам легче изучать непродолжительные ритмические колебания, которые по длительности не превышают столетия.

Продолжительные периоды обычно не фиксируются прямыми наблюдениями, однако проявляются при палеогеографических исследованиях.

Также их изучают по косвенным признакам. Открыть и установить новые циклы учёным помогают таблица с выясненными закономерностями функционирования геосфер.