Огляд публікації "Physical Geography: Earth Environments and Systems"

Олекса Ковальов

Physical Geography: Earth Environments and Systems

Robert E. Gabler, James F. Petersen, L. Michael Trapasso, Dorothy Sack.

Physical Geography, Ninth Edition -

https://www.academia.edu/38939054/PHYSICAL_GEOGRAPHY

 

Важлива публікація, присвячена фізичній географії, з якою варто познайомитись кожному, хто хоче стати географом. Вона починається з наступного: «However, from our vantage point in space, we cannot comprehend the details of how processes involving air, water, land, and living things interact to create a diverse array of landscapes and environmental conditions on Earth. These distant images display the basic aspects of Earth that make our existence possible, but they only hint at the complexity of our planet» (с. 3). Я зробив огляд тільки першої – найбільш загальної - частини книги – «Physical Geography: Earth Environments and Systems». 

Географія - слово, що походить від двох грецьких коренів. Гео відноситься до «Землі», а -графія означає «малюнок або письмо». Основною метою географії є ​​вивчення, опис і пояснення Землі - її мінливості від місця до місця, того, як місця й особливості змінюються з часом, а також процесів, відповідальних за ці варіації та зміни. Географію часто називають просторовою наукою, оскільки вона включає в себе розпізнавання, аналіз і пояснення варіацій, подібностей або відмінностей у явищах, розташованих (або поширених) на поверхні Землі. Основні географічні організації Сполучених Штатів надали нам хороший опис географії.

Коментар: Так, географія пов’язана з Землею, але її понятійний апарат можна поширити на вивчення інших планет. Географи дійсно займаються вивченням, описом і поясненням того, що спостерігають у певній частині нашої планети, яку й називають геосферою, але, крім змін у цій області, вони намагаються сформувати більш загальні уявлення про організацію цього середовища, які не пов’язані з конкретними місцями, територіями. Так, серед географів поширеною є думка, що географія – просторова дисципліна, але ця позиція є хибною, бо всі процеси і форми організації середовища мають внутрішні просторово-часові аналоги – протяжність і тривалість, пов’язані з організацією. Вони відносні та проявляються через взаємодію відповідних утворень, які географи розглядають саме як географічні. Найважливішою ознакою таких утворень є гетерогенність, тобто це область, в межах якої речовина атмо-, гідро- та літосфери контактують і взаємодіють.

Відразу зазначу: точка зору, що географія є просторовою дисципліною, ставить під сумнів її існування як окремої академічної дисципліни, бо виходить, вона досліджує не утворення, що відрізняються певними характеристиками, а просторовий аспект – характер розповсюдження чи розміщення утворень різного походження, що не може бути критерієм оригінальності.

Де щось знаходиться? Чому це там? Як воно туди потрапило? Як він взаємодіє з іншими речами? Географія - це не збір таємничої інформації. Швидше це дослідження просторових аспектів людського існування.

Коментар: З цим не можна погодитись! Є ще чималі території, де люди або не живуть, або їх вплив обмежений. Не можна пов’язувати географію тільки з людським існуванням, йдеться про інше – географія досліджує форми організації унікального планетарного утворення – геосередовища в межах геосфери, у якому людство виникло і у яке намагається інтегруватися так, щоб не порушити головні умови його сталості!  

Люди всюди повинні знати про природу свого світу та своє місце в ньому. Географія має набагато більше спільного з постановкою запитань і вирішенням проблем, ніж із запам’ятовуванням фактів.

Отже, що таке географія? Це інтегративна дисципліна, яка об’єднує фізичний і людський виміри світу у вивченні людей, місць і середовища. Його предметом є поверхня Землі та процеси, які її формують, відносини між людьми та середовищем, а також зв’язки між людьми та місцями.

Проект стандартів географічної освіти, 1994 Географія для життя

Коментар: Географія не об’єднує фізичний і людський виміри світу у вивченні людей, місць і середовища …, це ці світи – абіотичний, біотизований та антропізований – формують унікальні форми організації середовища, які ми розглядаємо як географічні, а географія намагається виявити їх як частини більш загального Геосвіту!

Географія вирізняється серед наук завдяки своєму визначенню та головній меті. На відміну від більшості вчених у суміжних дисциплінах (наприклад, біологів, геологів, хіміків, економістів), які пов’язані явищами, які вони вивчають, географи можуть зосередити свої дослідження майже на будь-якій темі, пов’язаній з науковим аналізом людських або природних процесів на Землі (Рис. 1.1). Географи зазвичай розглядають усі людські та природні явища, які мають відношення до даної проблеми чи питання; іншими словами, вони часто використовують цілісний підхід до розуміння аспектів нашої планети.

Коментар: Це не так! Географія не «вирізняється серед наук завдяки своєму визначенню та головній меті», вона вирізняється тим, що вивчає утворення з певними характеристиками! В першу чергу це гетерогенність. Географи також обмежені у своєму виборі тем дослідження, які не можуть бути будь-якими! Йдеться про те, що географи не можуть бути водночас метеорологами, кліматологами, гідрологами, ґрунтознавцями, соціологами, антропологами, геологами, економістами …, бо це не дозволяє виділити те, що дійсно виділяє географію серед інших наукових напрямів! Якщо географи будуть займатися будь-чим, вони не зможуть сформувати головне – уяву про особливий – географічний – домен. А також варто поставити питання: а чи не є явища, генеровані людьми, також природними? Вони не виходять за межі дозволеного Природою! Виходить, що вони також природні! 

 

Рис. 1.1. Проводячи дослідження або досліджуючи одну з численних проблем суспільства, географи готові розглянути будь-яку інформацію або аспект теми, що стосується їх дослідження.

Яку перевагу може мати географ, коли працює з іншими вченими-фізиками, шукаючи вирішення проблеми?

 

Коментар: Ділити географію на фізичну і людську (антропогеографію) на сьогодні є анахронізмом! Географія дійсно має підрозділи, але вони пов’язані з дією тих глобальних акторів, які визначають характер організації середовища – абіотичний, біотизований чи антропізований. Цими акторами є абіота, біота і антропота. У наведеній схемі до географії мають відношення тільки геоморфологія та біогеографія, чомусь відсутня антропогеографія. «Математична географія» - це що? Ніяких соціальної, економічної, історичної, культурної, політичної гілок географії не існує, це нонсенс!  

Географи вивчають фізичні та/або людські характеристики місць, намагаючись визначити та пояснити характеристики, які можуть бути спільними для двох або більше місць, а також чому місця відрізняються за своїми географічними атрибутами. Географи збирають, упорядковують та аналізують багато видів географічних даних та інформації, але об’єднуючим фактором серед них є зосередженість на поясненні просторових положень, розподілу та взаємозв’язків. Вони застосовують різноманітні навички, техніки та інструменти, щоб відповісти на географічні запитання. Географи також вивчають процеси, які впливали на ландшафти Землі в минулому, як вони продовжують впливати на них сьогодні, як ландшафт може змінитися в майбутньому, а також значення або вплив цих змін.

Коментар: Географи дійсно збирають дані, але не інформацію, бо вона не збирається, а виробляється на основі даних. Крім того, дані не є географічними (як не буває біологічних, соціальних і т. і. даних), вони використовуються не тільки географами! Стосовно твердження, що географи зосереджуються на поясненні просторових положень, не є коректним, бо справа не в положенні, а в організації географічних утворень та у взаємодії між ними. Дещо дивує вислів «географічні запитання», що це таке? Виникає питання і стосовно впливу на ландшафти, бо автори не визначають це поняття. Скоріше, тут варто говорити про морфологію і фізіографію денної поверхні, критична зміна яких веде і до зміни ландшафту як її образу (патерну).   

Оскільки географія охоплює вивчення практично будь-яких глобальних явищ, не дивно, що предмет має багато підрозділів, і для географів зазвичай спеціалізуються в одній або кількох підгалузях дисципліни. Географія також поділяється за академічними лініями; деякі географи є суспільствознавцями, а деякі – природознавцями, але більшість займаються вивченням людських або природних процесів і того, як вони впливають на нашу планету, а також взаємодії між цими процесами. Основний підрозділ, який займається людською діяльністю та впливом цієї діяльності, називається культурною або антропогеографією. Географів цікавлять такі питання, як розподіл населення, культурні моделі, міста та урбанізація, промислове та комерційне розташування, використання природних ресурсів і транспортні мережі (Рис. 1.2). Географів цікавить, як розділити та синтезувати території на значущі підрозділи. так звані регіони, які є територіями, визначеними певними характеристиками, які вони містять, які роблять їх відмінними та відрізняють від навколишніх територій. Регіон можна визначити фізичними характеристиками, характеристиками людини чи сукупністю факторів. Географічне дослідження, яке зосереджується як на загальних фізичних, так і на людських характеристиках регіону, такого як Канада, Великі рівнини, Карибський басейн або Сахара, називається регіональною географією.

Коментар: У тому й справа. що досі географи діляться по академічних напрямах … «деякі географи є суспільствознавцями, а деякі – природознавцями», чого не повинно бути – це нонсенс! Для того, щоб бути біогеографом, треба розуміти ті процеси, які відбуваються на абіотичному рівні, а для того, щоб бути антропогеографом, треба мати глибокі знання про процеси, що відбуваються на абіотичному та антропізованому рівнях! Кожний наступний рівень не існує сам по собі, він інтегрований у попередні рівні організації. Такі питання, як «розподіл населення, культурні моделі, міста та урбанізація, промислове та комерційне розташування …», не є географічними, для географів важливим є питання: як все це впливає на функціонування географічних утворень! Що стосується районування (регіони), воно завжди здійснювалося на основі тих чи інших критеріїв, вибір яких був суб’єктивним, що суттєво зменшувало їх значимість. 

 

Фізична географія

Фізична географія охоплює процеси та особливості, з яких складається Земля, включно з людською діяльністю, коли вона взаємодіє з навколишнім середовищем. Насправді фізичні географи стурбовані майже всіма аспектами Землі, і їх можна вважати універсалами, оскільки вони навчені розглядати природне середовище в його повноті та те, як воно функціонує як єдине ціле (Рис. 1.3). Однак після завершення широкої освіти з базової фізичної географії більшість фізичних географів зосереджують свій досвід на поглибленому вивченні однієї або двох спеціальностей. Наприклад, метеорологи та кліматологи розглядають, як взаємодія компонентів атмосфери впливає на погоду та клімат. Метеорологів цікавлять атмосферні процеси, які впливають на щоденну погоду, і вони використовують поточні дані для прогнозування погодних умов. Кліматологів цікавлять середні та екстремальні значення довгострокових погодних даних, регіональна класифікація кліматів, моніторинг і розуміння кліматичних змін і кліматичних небезпек, а також довгостроковий вплив атмосферних умов на діяльність людини та навколишнє середовище.

Коментар: Питання у тому, що метеорологія і кліматологія не є географічними дисциплінами, бо їх дослідницький домен пов'язаний з атмосферою. Це стосується і такого напряму, як гідрологія, яка пов’язана з водними утвореннями та їх режимом. Географія орієнтується на гетерогенні утворення, у яких складові взаємодіють шляхом комунікації, і саме це є головним питанням географії.

Вивчення природи, розвитку та модифікації форм рельєфу є спеціальністю, яка називається геоморфологією, основним розділом фізичної географії. Геоморфологи зацікавлені в розумінні та поясненні змін у формах рельєфу, процесів, які створюють фізичні ландшафти, а також природи та геометрії особливостей земної поверхні. Фактори, що беруть участь у розвитку форми рельєфу, такі ж різноманітні, як і середовище на Землі, і включають силу тяжіння, проточну воду, напруги в земній корі, рух льоду в льодовиках, вулканічну активність та ерозію або відкладення матеріалів земної поверхні. Біогеографи досліджують природні та змінені людиною середовища та екологічні процеси, які впливають на їхні характеристики та розподіл, включаючи зміну рослинності з часом. Вони також вивчають ареали та закономірності видів рослинності та тварин, намагаючись виявити екологічні фактори, які обмежують або полегшують їх поширення. Багато ґрунтознавців є географами, які займаються картографуванням і аналізом типів ґрунтів, визначенням придатності ґрунтів для певних цілей, наприклад сільського господарства, і працюють над збереженням ґрунтів як природного ресурсу.

Коментар: Вислів «форми рельєфу» є некоректним, бо рельєф – це загальний, цілісний образ морфології топографічної поверхні, організація топографічних (висотних, глибинних) відміток в єдину конфігурацію місцевості. Рельєф не є матеріальним, це ментальний образ! Ми не ходимо по рельєфу, ми ходимо по поверхні. Що стосується «геометрії особливостей земної поверхні», це також некоректний вислів, бо незрозуміло, яку поверхню автори вважають земною – це поверхня твердої планети, чи вона включає поверхню водних утворень, нарешті, може це верхня межа земної атмосфери!

Що стосується біогеографії, це напрям, що досліджує не екологічні процеси (цим займаються екологи), а процес біотизації абіотичної геосфери планети (дію біоти як глобального àктора), наслідком чого стало утворення земної біосфери. Географи не можуть вивчати «ареали та закономірності видів рослинності та тварин», для цього треба мати біологічну освіту, цим займаються екологи як розділу біології.

Всі питання, пов’язані з ґрунтами, досліджуються ґрунтознавцями, а ґрунтознавство не є географічною дисципліною! Не варто говорити про ґрунти як про природний ресурс (це антропоцентризм!) – з точки зору географів це особливе утворення, що формується рослинним покривом внаслідок адаптації до природних умов. 

Нарешті, через критичне значення води для життя на Землі, географи широко залучені до вивчення водних тіл та їхніх процесів, рухів, впливу, якості та інших характеристик. Вони можуть працювати як гідрологи, океанографи або гляціологи. Багато географів, які займаються вивченням водних ресурсів, також працюють як менеджери водних ресурсів, які працюють над тим, щоб озера, вододіли, джерела та джерела підземних вод відповідали потребам людини чи навколишнього середовища, забезпечували адекватне водопостачання та були максимально вільними від забруднення.

Коментар: Те, що географи можуть працювати гідрологами (і не тільки), не означає, що гідрологія – географічна дисципліна!

 

Технологія, інструменти та методи

Технології, які фізичні географи використовують у своїх зусиллях дізнатися більше про Землю, швидко змінюються. 30 років тому здатність комп’ютерних систем отримувати, обробляти, моделювати та відображати просторові дані - функції, які можна виконувати на персональному комп’ютері - була лише мрією. Сьогодні Інтернет надає доступ до інформації та зображень практично на будь-яку тему. Обсяг даних, інформації та зображень, доступних для вивчення Землі та її середовища, вибухнув. Графічне відображення даних та інформації про навколишнє середовище стає все більш яскравим і вражаючим завдяки складним методам обробки даних і візуального представлення. Збільшення потужності комп’ютера дозволяє демонструвати зображення з високою роздільною здатністю, тривимірні сцени та анімовані зображення особливостей, змін і процесів Землі (Рис. 1.4).

Безперервні супутникові знімки Землі тривають понад 30 років, що дало нам кращий погляд на зміни навколишнього середовища, які відбуваються. За допомогою супутникових зображень можна спостерігати за змінами в одному місці з часом або порівнювати різні місця в певний момент часу. Використовуючи різні джерела енергії для створення зображень із космосу, ми можемо бачити, вимірювати, контролювати та відображати процеси та наслідки певних процесів, у тому числі багатьох, невидимих ​​неозброєним оком. Супутникова технологія використовується для визначення точного розташування приймача позиціонування на поверхні Землі. Ця можливість має багато корисних застосувань для географії та картографування. Сьогодні більшість процесів створення карт (картографія) і багато аспектів аналізу карт виконуються за допомогою комп’ютера, хоча здатність візуально інтерпретувати карту, ландшафт або зображення навколишнього середовища залишається важливою географічною навичкою.

Коментар: Не думаю, що ландшафт інтерпретується, скоріше, йдеться про інтерпретацію фізіографії та морфології видимої поверхні.

Проведення спостережень і збір даних у польових умовах є цінними навичками для більшості фізичних географів, але вони також повинні йти в ногу з новими технологіями, які підтримують і полегшують традиційну польову роботу. Технології можуть надавати карти, зображення та дані, але людина, яка знає географічні аспекти предмета, що вивчається, є важливою для процесів аналізу та вирішення проблем (Рис. 1.5). Багато географів зайняті на посадах, які застосовують технології для вирішення проблем розуміння нашої планети та її навколишнього середовища, і їхня кількість у майбутньому, безумовно, зросте.

 

Основні перспективи фізичної географії

Ваш підручник був розроблений, щоб продемонструвати три основні перспективи, на яких наголошується фізична географія: просторова наука, фізична наука та наука про навколишнє середовище. Хоча наголос на кожній із цих точок зору може відрізнятися від глави до глави, внесок усіх трьох точок зору в наукове дослідження буде очевидним у всій книзі. Читаючи цей розділ, зверніть увагу на те, наскільки кожна наукова точка зору пов’язана з унікальною природою географії як дисципліни.

Коментар: Географія не є просторовою наукою, вона є наукою про організацію цілісних, у географічному розумінні, утворень!

Фізичність географії може означати тільки одне – розгляд географічних утворень з точки зору фізики, побудова відповідних моделей, що базуються на фізичних законах. Фізична модель - фізичний аналог об'єкта, явища або процесу, створюваний з метою їхнього дослідження - представлення за допомогою іншого фізичного («реального») об'єкта, що має в тому чи іншому аспекті «аналогічну» динаміку «поведінки». Це стосується і математичних моделей.

Так, прийнято говорити про навколишнє середовище, але для географа воно включає і людське суспільство з усіма формами його діяльності, бо людина є продуктом еволюції Природи.

 

Просторова наукова перспектива

Центральну роль географії серед наук найкраще ілюструє її визначення як просторової науки (науки про космос Землі). Жодна інша дисципліна не несе конкретної відповідальності за дослідження та спроби пояснити просторові аспекти земних явищ. Незважаючи на те, що фізичні географи можуть мати багато різних інтересів, вони поділяють спільну мету - зрозуміти та пояснити просторові варіації, що існують на поверхні Землі.

Як фізико-географи досліджують Землю з просторової точки зору? Які просторові питання піднімають фізичні географи, і які проблеми вони прагнуть зрозуміти та вирішити? З-поміж майже необмеженої кількості тем, доступних для фізичних географів, ми вибрали п’ять, щоб чітко проілюструвати роль географії як просторової науки. Відповідно до цитати з Географії для життя, що географія - це задавати запитання та розв’язувати проблеми, до кожної теми включено загальні запитання для вивчення.

Коментар: Вище я вже дав пояснення, чому географію не можна називати тільки з просторовою перспективою. Якщо виходити із відомої моделі, що ми живемо у просторі-часі, то, зрозуміло, акцентувати увагу тільки на просторовості не можна! Географія має справу з процесами, на глобальному рівні – з геопроцесом, відповідно, не можна зосереджуватись тільки на просторі! Але питання у тому, що географи мають зосереджуватись не на просторовій точці перспективі, а на організаційній, а просторово-часові атрибути є внутрішніми складовими організації її області дослідження. До речі, на глобальному рівні просторовість взагалі втрачає сенс!  

 

Місцезнаходження. Географічні знання та дослідження часто починаються з інформації про місцезнаходження. Розташування об’єкта зазвичай використовує один із двох методів: абсолютне розташування, яке виражається системою координат (або адресою), чи відносне розташування, яке визначає, де існує об’єкт по відношенню до чогось іншого, як правило, досить відомого розташування. Наприклад, Пайкс-Пік у Скелястих горах Колорадо з висотою 4302 метри (14 115 футів) знаходиться на 38°51' північної широти та 105°03' західної довготи. Така глобальна адреса є абсолютним місцезнаходженням. Однак іншим способом повідомити про його місцезнаходження було б стверджувати, що воно знаходиться за 36 кілометрів (22 милі) на захід від Колорадо-Спрінгс (Рис. 1.6). Це приклад відносного розташування (його розташування відносно Колорадо-Спрінгс). Типові просторові питання, пов’язані з місцезнаходженням, включають наступне: де певний тип об’єкта Землі знайдено, а де його немає? Чому певна функція розташована там, де вона є? Які методи ми можемо використати, щоб знайти об’єкт на Землі? Як ми можемо описати його розташування? Яке найвірогідніше чи найменш вірогідне місце для певного об’єкта Землі?

Коментар: Це дуже тривіально і до географії не має безпосереднього відношення!

 

Характеристики місць. Фізико-географів цікавлять особливості навколишнього середовища та процеси, які разом роблять місце унікальним, а також їх цікавлять спільні характеристики місць. Наприклад, завдяки яким фізико-географічним особливостям виділяються Скелясті гори? Крім того, чим гори Аппалачі відрізняються від Скелястих гір і які характеристики є спільними для обох цих гірських хребтів? Іншим аспектом характеристик місць є аналіз екологічних переваг і проблем, які існують у даному місці. Інші приклади можуть включати: Як австралійська пустеля порівнюється з пустелею Сонора на південному заході Сполучених Штатів? Як луки Великих рівнин Сполучених Штатів відрізняються від луків Аргентини? Які екологічні умови на конкретному місці? Як місця на Землі відрізняються за своїм середовищем і чому? У чому унікальність місць і в чому вони мають схожі характеристики з іншими місцями?

Коментар: Дивує часте звернення авторів до екології. Хоча об’єкти розгляду можуть бути тими самими, їх бачення з точки зору екології та географії будуть різними. У своєму баченні екологія є біоцентричною (розгляд взаємодії організмів чи їх спільнот з середовищем), а географія – гетерархічною, бо всі діючі складові розглядаються як рівноцінні àктори.

 

Просторові розподіли та просторові моделі

Вивчаючи розташування об’єктів у просторі, географи зазвичай цікавляться двома просторовими факторами. Просторовий розподіл означає протяжність території або областей, де існує об’єкт. Наприклад, де на Землі ми знаходимо тропічні ліси? Який розподіл опадів у США в певний день? Де на Землі відбуваються сильні землетруси? Просторовий патерн стосується розташування елементів у просторі - вони регулярні чи випадкові, скупчені разом чи на великій відстані? Розподіл населення може бути щільним або розрідженим (Рис. 1.7). Просторова картина землетрусів може бути вирівняна на карті, оскільки розломи землетрусів відображають подібні лінійні моделі. Де певних особливостей багато, а де вони рідкісні? Як конкретні фактори або елементи фізичної географії розташовані в просторі, і які просторові закономірності існують, якщо такі є? Які процеси відповідають за ці розподіли чи моделі? Якщо існує просторовий візерунок, що він означає?

Коментар: Без сумніву характер розміщення явищ досліджується географами з метою виявлення закономірностей, але ці явища розглядаються як маркери тих чи інших процесів, бо, взяті самі по собі, географічними об’єктами не є. Це стосується і опадів, і землетрусів, і розподілу населення!

 

Просторова взаємодія. Небагато процесів на Землі діють ізольовано; території на нашій планеті взаємопов’язані, що означає зв’язок з умовами в інших частинах Землі. Умова, подія або процес в одному місці, як правило, впливає на інші місця. На жаль, точну природу цієї просторової взаємодії часто важко з упевненістю встановити - вимагає багатьох років досліджень. Причинно-наслідковий зв’язок часто можна лише підозрювати, оскільки прямий зв’язок часто важко довести. Набагато легше помітити, що зміни, здається, пов’язані одна з одною, не знаючи, чи одна подія викликає іншу, чи цей результат є випадковим.

Наприклад, наявність аномально теплих океанських вод біля західного узбережжя Південної Америки, що називається Ель-Ніньо, здається, пов’язане з незвичайною погодою в інших частинах світу. Знищення тропічних лісів може мати масштабний вплив на світовий клімат. Взаємозв’язки є однією з причин для розгляду взаємодії, впливу та їхніх потенційних зв’язків у різних масштабах від локального до регіонального та глобального. Який зв’язок між місцями та об’єктами на Землі? Як вони впливають одне на одного? Які важливі взаємозв’язки з’єднують океани з атмосферою та атмосферу з поверхнею суші?

Коментар: Будь-яка взаємодія є процесом, що має часову складову, тому не можна взагалі говорити про просторову взаємодію!

 

Земля, що постійно змінюється. Характеристики та ландшафти Землі постійно змінюються в просторовому контексті. Карти погоди показують, де і як змінюються погодні елементи з дня на день, протягом сезонів і з року в рік. Шторми, землетруси, зсуви та потоки змінюють ландшафт. Берегові лінії можуть змінювати положення через штормові хвилі, цунамі або зміни рівня моря. Ділянки, які колись були вкриті лісом, були вирубані, що змінило характер навколишнього середовища. Рослинність і дика природа відновлюються в районах, які були зруйновані нещодавніми виверженнями вулканів або лісовими пожежами. Умови, схожі на пустельні, з’являються в багатьох посушливих регіонах світу. Вулканічні острови були створені в історичні часи (Рис. 1.8), а новий Гавайський острів зараз формується під водами Тихого океану.

Світовий клімат змінювався протягом історії Землі, що супроводжувалося змінами в розподілі рослин і тварин. Сьогодні зміни в кліматі та навколишньому середовищі Землі ускладнюються впливом діяльності людини. Земля та її середовище постійно змінюються, хоча й у різних часових масштабах, тому важко визначити вплив і напрямок певних змін. Як змінюються особливості Землі таким чином, що їх можна записати в просторовому сенсі? Які процеси сприяють зміні? Яка швидкість зміни? Чи відбуваються зміни в циклі? Чи можуть люди спостерігати цю зміну, коли вона відбувається, чи потрібне тривале дослідження, щоб розпізнати зміни? Чи всі місця на Землі зазнають однакових рівнів змін, чи існують просторові варіації?

Попередні п’ять тем ілюструють сильний акцент географії на просторовій перспективі. Вивчення відповідних питань, які потрібно ставити, є першим кроком до пошуку відповідей і пояснень, і це головна мета вашого курсу фізичної географії.

Коментар: Так, дійсно все змінюється, тільки просторовий контекст тут ні до чого, бо зміни відбуваються у часі (якщо виходити з того, що він існує)! Всі матеріальні утворення, з якими ми маємо справу, є ні чим іншим, як певним чином організовані осередки середовища, що контактують між собою, і це створює ілюзію простору. Але, згідно з уявленнями Г. Лейбніца, простір, як і час, є чимось суто відносним: простір – порядком існування, а час – порядком послідовностей. Бо простір, з погляду можливості, означає порядок одночасних речей, оскільки вони існують спільно, не торкаючись їхнього специфічного способу буття. Коли бачать кілька речей разом, то усвідомлюють порядок, у якому речі перебувають по відношенню одна до одної (Лейбниц Г.В. Переписка с Кларком // Соч.: В 4 т. Т. 1. М. 1982. С.441-442). Отже, тільки наявність певного порядку викликає «відчуття» існування простору, яке й переросло в образ простору, який у фізиці набув значення параметру. Це корисно для побудови фізичної картини Світу, але не більше. Більш важливим є не той порядок, який ми спостерігаємо, а його зміни, викликані складними взаємодіями утворень різного походження та масштабу. Тому так звана «просторова перспектива» є минулим географії.  

 

Точка зору фізичної науки

Оскільки фізичні географи застосовують свій досвід у вивченні Землі, вони спостерігають за явищами, збирають дані та шукають розв’язки проблем або відповіді на запитання, які також цікавлять дослідників однієї чи кількох інших фізичних наук. Фізичні географи, які спеціалізуються на кліматології, діляться багатьма ідеями та інформацією з фізиками атмосфери. Географи ґрунтів вивчають деякі з тих же елементів і сполук, які аналізували хіміки. Біогеографи стурбовані середовищем, в якому живуть ті самі рослини та тварини, які класифікують біологи. Проте, незалежно від того, які питання постають і які б проблеми не вимагали вирішення, фізичні географи пропонують унікальні точки зору - просторову перспективу та цілісний підхід, який ретельно розглядає всі явища Землі, які можуть бути залучені. Фізичні географи стурбовані процесами, які впливають на фізичне середовище Землі в масштабах від глобального до регіонального та локального. Досліджуючи фактори, особливості та процеси, які впливають на навколишнє середовище, і дізнавшись, як ці елементи працюють разом, ми зможемо краще зрозуміти фізичну географію нашої планети, яка постійно змінюється. Ми також можемо оцінити важливість розгляду Землі в її цілісності як постійно функціонуючої системи.

Коментар: Немає фізико-географів, що спеціалізуються на кліматології, ґрунтознавстві, тваринному і рослинному світі, цим займаються кліматологи, ґрунтознавці, біологи, які, без географів, можуть використати «просторову перспективу»! Ще раз: географія вивчає не атмосферу, гідросферу, літосферу, світ біологічних організмів, людське суспільство, а те, що виникає завдяки їх взаємодії, комунікації. А це зовсім інша структура! Дивно виглядає вислів «ми зможемо краще зрозуміти фізичну географію нашої планети», наче це якесь матеріальне утворення! Можна говорити тільки про фізичну картину того Геосвіту, у якому ми живемо і частиною якого ми є!

Що стосується фізики, то це наука про найбільш загальні закони природи, про матерію, її структуру, рух і правила трансформації. Поняття фізики та її закони є основою всього природознавства. Вона є точною наукою. Фізика базується на створенні математичних моделей, що визначає її обмеження, бо такі явища, як біологічні, соціальні, географічні тощо, не можуть бути описані як суто фізичні з причини їх значної складності: у таких утвореннях панує комунікація між складовими, що є основою для виробництва інформації, а це те, що не описується фізичними моделями. Фізика підходить до моделювання шляхом виділення частин і встановлення фізичної взаємодії між ними, в той час, як складні утворення мають досліджуватись як цілісності, що існують завдяки комунікації.   

 

Земна система. Система – це будь-яка сутність, яка складається із взаємопов’язаних частин або компонентів, і аналіз систем надає фізико-географам ідеальні можливості для вивчення цих взаємозв’язків, оскільки вони впливають на особливості та середовище Землі. Земля, безсумнівно, відповідає цьому визначенню, тому що багато постійно мінливих змінних поєднуються, щоб наша рідна планета, система Земля, функціонувала так, як вона працює. Окремі компоненти системи, які називаються змінними, вивчаються або групуються разом, оскільки ці змінні взаємодіють одна з одною як частини функціонуючої одиниці.

Зміна в одному аспекті земної системи впливає на інші частини, і вплив цих змін може бути досить значним, щоб виявлятися в регіональних або навіть світових моделях, чітко демонструючи взаємозв’язки між цими змінними. Наприклад, наявність гір впливає на розподіл опадів, а коливання кількості опадів впливають на щільність, тип і різноманітність рослинності. Рослини, вологість і підстильна порода впливають на тип ґрунту, який утворюється на території. Характеристики рослинності та ґрунтів впливають на стік води з суші, приводячи до замикання кола, тому що кількість стоку є головним фактором ерозії потоків, яка зрештою може зменшити висоту гір. Багато подібних циклів діють, щоб змінити нашу планету, але система Землі є складною, і ці цикли та процеси діють із дуже різною швидкістю та протягом дуже різних проміжків часу.

 

Основні підсистеми Землі. Системи можна розділити на підсистеми, які є функціонуючими одиницями великої системи та демонструють міцні внутрішні зв’язки (наприклад, автомобіль має паливну систему, електричну систему, систему підвіски тощо). Розгляд системи Землі як системи, що складається з набору взаємозалежних підсистем, є основною концепцією розуміння фізичних наук. Система Землі складається з чотирьох основних підсистем (Рис. 1.9). Атмосфера - це газоподібна повітряна оболонка, яка огортає, закриває та ізолює Землю. Рухи та процеси в атмосфері створюють мінливі умови, які ми знаємо як погоду та клімат. Тверда Земля - форми рельєфу, гірські породи, ґрунти та мінерали - утворює літосферу. Води земної системи - океани, озера, річки, льодовики - утворюють гідросферу. Четвертий великий відділ, біосфера, складається з усіх живих істот: людей, інших тварин і рослин. Саме природа цих чотирьох основних підсистем і взаємодія між ними створюють і підживлюють умови, необхідні для життя на Землі. Наприклад, гідросфера забезпечує водопостачання для життя на Землі, включно з людьми, і забезпечує домашнє середовище для водних рослин і тварин. Гідросфера безпосередньо впливає на літосферу, оскільки вода, що рухається в потоках, хвилях і течіях, формує форми рельєфу. Він також впливає на атмосферу через випаровування, конденсацію та вплив температури океану на клімат. Вплив та інтенсивність взаємодії між підсистемами Землі не однакові всюди на нашій планеті, і саме ці варіації призводять до географічних закономірностей різноманітності навколишнього середовища. Серед цих чотирьох основних підсистем Землі існує багато інших прикладів перекриття. Ґрунт можна розглядати як частину літосфери, біосфери або гідросфери, оскільки ґрунт зазвичай містить мінерали, організми та воду (а також гази). Вода, що накопичується в рослинах і тваринах, є частиною як біосфери, так і гідросфери, а вода в хмарах є компонентом атмосфери, а також гідросфери. Той факт, що ми не можемо провести чіткі межі між цими поділами, підкреслює взаємозв’язок між різними компонентами системи Землі. Однак, як і машина, комп’ютер чи людське тіло, планета Земля є системою, яка добре функціонує лише

тоді, коли всі її частини (і підсистеми) працюють разом гармонійно.

Коментар: Форм рельєфу не існує, бо рельєф – це ментальний образ конфігурації топографічної поверхні місцевості! Можна говорити тільки про форми, краще, фігури, топографічної поверхні.

Люди формують у біосфері свою область дії – антропосферу, антропізовану біосферу планети, де біосфера є наслідком біотизації абіосфери!

Дивує вислів «біосфера, складається з усіх живих істот: людей, інших тварин і рослин»! Біосфера – це не сукупність тіл організмів, не біомаса, це біотизована абіотична геосфера Землі, складова її географічного середовища!  

Дивує вислів «Ґрунт можна розглядати як частину літосфери, біосфери або гідросфери» (а чому не атмосфери?)! Ґрунт – це особливе утворення, функція якого полягає у підтриманні родючості – властивості, яка не має відношення до літосфери, гідросфери чи атмосфери. 

 

Вплив на землю. Ми усвідомлюємо, що система Землі динамічна, реагує на безперервні зміни в своїх чотирьох основних підсистемах, і що ми можемо безпосередньо спостерігати деякі з цих змін - пори року, океанські припливи, землетруси, повені, виверження вулканів. Іншим аспектам нашої планети можуть знадобитися роки або навіть більше життя, щоб накопичити достатньо змін, щоб люди могли помітити їхній вплив. Довгострокові зміни на нашій планеті часто важко зрозуміти або передбачити з упевненістю. Доказ

и мають бути ретельно та науково вивчені, щоб визначити, що насправді відбувається та якими можуть бути потенційні наслідки (Рис. 1.10). Зміни цього типу включають зміни світового клімату, цикли посухи, поширення пустель, світове підвищення або зниження рівня моря, ерозію берегової лінії та значні зміни в річкових системах. Але розуміння змін на нашій планеті має вирішальне значення для існування людини. Зрештою, ми є частиною земної системи. Зміни в системі можуть бути спричинені природним шляхом або людиною, як і результатом комбінації цих факторів. Сьогодні велика частина занепокоєння щодо змін навколишнього середовища, таких як численні потенційні наслідки глобального потепління, зосереджена на зростаючому впливі людської діяльності на природні системи Землі. Отже, щоб зрозуміти нашу планету, ми повинні дізнатися про її компоненти та процеси, які змінюють або регулюють земну систему. Такі знання є найбільш цікавими для людства, оскільки вони взаємодіють із природними системами Землі та впливають на них, які утворюють середовище існування для всіх живих істот.

Коментар: Ще раз про систему планети: це тільки системний погляд на структуру і процеси, що спостерігаються на планеті! Не все піддається системному відображенню. Тому цінними є погляди Дж. Лавлока, підтримані Л. Маргуліс, що Земля як планета в цілому, її біосфера є певною мірою живим суперорганізмом - Геєю. Його попередником був Дж. Гаттон, «батько» сучасної геології, який ще у 1785 році висловив припущення про те, що Земля - це живий надорганізм, який має свої системи обміну речовин і дихання (що виражаються геологічними процесами, як, наприклад, ерозія). Найважливішим процесом у геосфері є виробництво інформації, що здійснюють актори, що дозволяє їм формувати когерентні функціональні режими.

 

Перспектива екологічної науки

Сьогодні ми регулярно чуємо розмови про навколишнє середовище та екологію, і ми стурбовані шкодою, яку завдає екосистемам діяльність людини. Ми також чуємо новини про катастрофи, спричинені такими бурхливими природними процесами, як землетруси, повені, торнадо чи жахливі наслідки цунамі в Південній Азії в 2004 році та урагану Катріна в 2005 році. Газети та журнали часто присвячують обговоренням цілі розділи цих та інших екологічних питань. Але про що ми насправді говоримо, коли вживаємо такі слова, як довкілля, екологія чи екосистема? У найширшому розумінні наше середовище можна визначити як наше оточення; він складається з усіх фізичних, соціальних і культурних аспектів нашого світу, які впливають на наше зростання, наше здоров’я та наш спосіб життя.

Коментар: Це добре, але чому автори, будучи географами, роблять акцент на екології? Екологи мають свою область інтересів, географи – свою!  

Середовища також є системами, оскільки вони функціонують через взаємозв’язки між багатьма змінними. Розуміння навколишнього середовища передбачає врахування широкого спектру факторів, характеристик і процесів, пов’язаних із погодою, кліматом, ґрунтами, гірськими породами, рельєфом, рослинами, тваринами, водою, людьми, а також те, як ці фактори взаємопов’язані та взаємодіють один з одним для створення середовища. Цілісний підхід фізичної географії є ​​перевагою в цьому розумінні, тому що потенційний вплив кожного з цих факторів необхідно розглядати не тільки окремо, але також з точки зору того, як вони впливають один на одного як частини екологічної системи.

Коментар: Середовища не є системами, їх можна представляти з системної точки зору! Що стосується цілісного підходу фізичної географії, поки що такого не проглядається! Більше того, фізичність розгляду явищ входить у протиріччя з цілісністю.

 

Вплив людини. Фізичні географи живо цікавляться процесами та взаємодіями в навколишньому середовищі, і вони приділяють особливу увагу взаємозв'язкам, які включають людей та їх діяльність. Значна частина людського існування протягом багатьох часів була результатом пристосувань, здійснених різними культурами, і змін, які вони наклали на своє природне оточення. Примітивні навички та технології зазвичай вимагають від людей більших пристосувань до навколишнього середовища. Чим складнішою є технологія культури, тим більший обсяг модифікації середовища вона припускає. Отже, взаємодія людини та навколишнього середовища є двостороннім зв’язком: середовище впливає на поведінку людини, а люди впливають на навколишнє середовище. Сьогодні задоволення потреб зростаючого населення чинить дедалі більший тиск на ресурси та навколишнє середовище нашої планети.

Так само, як люди взаємодіють із навколишнім середовищем, так само взаємодіють і інші живі істоти. Вивчення взаємозв’язків між організмами, тваринами чи рослинами, та їхнім середовищем є наукою, відомою як екологія. Екологічні відносини є складними, але природно збалансованими «мережами життя». Зміна природної екології спільноти організмів може мати негативні результати (хоча це не завжди так). Наприклад, заповнення або забруднення прибережних боліт може порушити природну екологію цих водно-болотних угідь. В результаті можуть бути знищені місця нересту риби, а кормові запаси деяких морських тварин і перелітних птахів можуть бути виснажені. Кінцевим продуктом певного впливу на навколишнє середовище може бути знищення цінних рослин і тварин. Діяльність людини завжди певним чином впливатиме на навколишнє середовище, але якщо ми розуміємо чинники та процеси, пов’язані з цим, ми зможемо мінімізувати негативний вплив.

Слово екосистема є скороченням екологічної системи. Екосистема - це спільнота організмів і зв’язки цих організмів один з одним і з навколишнім середовищем (Рис. 1.11). Екосистема є динамічною, оскільки її різні частини постійно змінюються. Наприклад, рослини ростуть, випадають дощі, тварини їдять, розвиваються ґрунти - усе це змінює середовище певної екосистеми. Оскільки кожен член екосистеми належить до середовища будь-якої іншої частини цієї системи, зміна в одній змінює середовище для інших. Оскільки ці компоненти реагують на зміни, вони, у свою чергу, продовжують змінювати середовище для інших. Зміна погоди, наприклад, від сонця до дощу, впливає на рослини, ґрунти, тварин. Однак сильний дощ може забрати ґрунт і поживні речовини для рослин, унаслідок чого рослини не зможуть добре рости, а тварини, у свою чергу, можуть не мати стільки їжі. Навпаки, додавання вологи в ґрунт може сприяти росту деяких рослин, збільшуючи кількість тіні під ними і таким чином не даючи іншим рослинам рости.

Концепція екосистеми (як і інші системні моделі) може бути застосована практично в будь-якому масштабі, від локального до глобального, у різноманітних географічних місцях і за будь-яких умов навколишнього середовища, які підтримують життя. Отже, ваше подвір’я, ставок на фермі, трав’яне поле, болото, ліс чи частина пустелі можна розглядати як екосистему. Екосистеми існують скрізь, де відбувається обмін матеріалами між живими організмами та де існують функціональні зв’язки між організмами та їх природним оточенням. Хоча деякі екосистеми, такі як озеро чи пустельний оазис, мають відносно чіткі межі, межі багатьох інших визначені не так точно. Як правило, зміна однієї екосистеми в іншу є неясною та перехідною, що відбувається поступово на відстані.

Коментар: І знову акцент уваги на екосистемах!

 

Система життєзабезпечення. Безумовно, найважливішим і унікальним атрибутом Землі є те, що вона є системою життєзабезпечення. На Землі природні процеси виробляють достатню кількість кисню; сонце взаємодіє з атмосферою, океанами та сушею для підтримки допустимих температур; а фотосинтез або інші безперервні цикли створення забезпечують нові запаси їжі для живих істот. Якщо важлива частина системи життєзабезпечення істотно змінюється або не працює належним чином, живі організми можуть більше не виживати. Космічні кораблі також можуть забезпечувати систему життєзабезпечення астронавтів, але вони залежать від Землі щодо прожитку, обслуговування та постачання найнеобхіднішого (Рис. 1.12). Наприклад, якщо в космічному кораблі буде вичерпано весь кисень, екіпаж всередині загине. Якщо космічний корабель не може контролювати належний температурний діапазон, його пасажири можуть згоріти або замерзнути. Якщо закінчаться запаси їжі, астронавти будуть голодувати. Крім надходження енергії від сонця, система Землі забезпечує необхідні компоненти навколишнього середовища та умови для існування життя, яке ми знаємо.

Отже, Земля складається з набору взаємопов’язаних компонентів, що діють у системах, життєво важливих і необхідних для існування всіх живих істот. Приблизно 40 років тому Бакмінстер Фуллер, видатний учений, філософ і винахідник, ввів ідею космічного корабля Земля - ідею про те, що наша планета - це система життєзабезпечення, яка переносить нас у космос. Фуллер також вважав, що знати, як працює Земля, важливо - справді, ці знання можуть знадобитися для виживання людини, - але люди лише повільно вивчають процеси, що відбуваються. Він порівняв цю інформацію з інструкцією з експлуатації, як інструкція з експлуатації автомобіля.

Для мене одна з найцікавіших речей у нашому космічному кораблі - це механічний транспортний засіб, як і автомобіль. Якщо у вас є автомобіль, ви розумієте, що ви повинні залити в нього масло і газ, і ви повинні залити воду в радіатор і піклуватися про автомобіль в цілому. Ви знаєте, що вам доведеться підтримувати машину в хорошому стані, інакше вона матиме проблеми та не працюватиме.

Коментар: Метафора автомобіля по відношенню до дуже складної геосфери є неприпустимим спрощенням!

Ми не розглядали наш космічний корабель Земля як цілісно сконструйовану машину, яку для постійного успіху необхідно розуміти й обслуговувати в цілому. . . є один надзвичайно важливий факт щодо космічного корабля Земля, а саме те, що до нього не прийшло жодної інструкції.

Р. Бакмінстер Фуллер Керівництво з експлуатації космічного корабля Земля

Сьогодні ми усвідомлюємо, що критичні частини системи життєзабезпечення нашої планети, природні ресурси, можуть бути зловживані, витрачені або виснажені, що потенційно загрожує функціонуванню планети Земля як системи життєзабезпечення людини. Викликає занепокоєння те, що люди можуть швидко виснажувати важливі природні ресурси, особливо ті, які потрібні для палива. Багато природних ресурсів на нашій планеті є невідновлюваними, а це означає, що природа не замінить їх, коли вони вичерпані. Вугілля та нафта є невідновлюваними ресурсами.

Коментар: У тому й питання, що людство виводиться на передній план, в той час, як, з географічної точки зору, це такий же àктор, як і інші! Я бачу тут антропоцентризм!

Коли невідновлювані ресурси, такі як це мінеральне паливо, зникнуть, альтернативні ресурси можуть бути менш бажаними або дорожчими. Одним із видів зловживання ресурсами Землі є забруднення, небажане або нездорове забруднення навколишнього середовища внаслідок діяльності людини (Рис. 1.13). Ми усвідомлюємо, що критично важливі ресурси, такі як повітря, вода і навіть земельні ділянки, можуть бути забруднені настільки, що стануть непридатними або навіть смертельними для деяких форм життя. Забруднюючи океани, ми можемо вбивати важливі види риб, можливо, дозволяючи менш бажаним видам збільшуватися. Кислотні дощі, спричинені забруднювачами атмосфери промисловими підприємствами та електростанціями, завдають шкоди лісам і вбивають рибу в прісноводних озерах. Забруднення повітря стало серйозною екологічною проблемою для міських центрів у всьому світі (Рис. 1.14). Однак деякі люди не усвідомлюють, що забруднюючі речовини часто переносяться вітрами та водними шляхами на сотні чи навіть тисячі кілометрів від їх джерела. У льодах Антарктиди знайдено свинець з вихлопних газів автомобілів, а також інсектицид ДДТ. Забруднення є всесвітньою проблемою, яка не обмежується політичними чи навіть континентальними кордонами.

У наш час здатність людини змінювати ландшафт зростає. Наприклад, століття тому взаємопов’язана екосистема річки Кіссіммі–озера Окічобі–Еверглейдс становила один із найпродуктивніших водно-болотних угідь на Землі. Але болота і повільна вода стояли на заваді розвитку міст і сільського господарства. Було побудовано складні системи канав і каналів, і з 1900 року половина з початкових 1,6 мільйонів гектарів (4 мільйонів акрів) Еверглейдс зникла (Рис. 1.15). Річка Кіссіммі була переведена в прямий рів, а водно-болотні угіддя вздовж річки були осушені. Дамби завадили воді в озері Окічобі стікати до Еверглейдс, а будівництво шосе ще більше порушило природні схеми дренажу.

Пожежі стали більш частими та більш руйнівними, а цілі біотичні спільноти були знищені через зниження рівня води. Під час надмірно вологих періодів частини Еверглейдс навмисно затоплюються, щоб запобігти переповненню дренажних каналів. В результаті тварини тонуть, а птахи не можуть відпочивати і розмножуватися. Популяція болотних птахів Південної Флориди скоротилася на 95% за останні сто років. Без природних очисних ефектів водно-болотних угідь якість води на півдні Флориди погіршилася; з нижчим рівнем води надходження солоної води є серйозною проблемою в прибережних районах.

Сьогодні за підтримки урядових установ вчені намагаються відновити хворі екосистеми південної Флориди. Існують масштабні плани, щоб дозволити річці Кіссіммі текти природним шляхом через її колишню заплаву, повернути сільськогосподарські угіддя у заболочені території та відновити схеми водного потоку через Еверглейдс. Проблеми південної Флориди повинні стати корисним уроком. Зміни природного середовища не можна вживати без серйозного розгляду всіх наслідків.

Рівняння людина – довкілля. Незважаючи на багатство ресурсів, доступних із повітря, води, ґрунту, мінералів, рослинності та тваринного світу на Землі, здатність нашої планети підтримувати зростаючу кількість людей може мати кінцеву межу, порогову кількість населення. Небезпечні ознаки вказують на те, що така межа колись може бути досягнута. Населення світу перевищило позначку в 6,7 мільярда, а за оцінками Організації Об’єднаних Націй до 2050 року становитиме понад 9 мільярдів людей, якщо поточні темпи зростання збережуться. Сьогодні більше половини людей у ​​світі змушені терпіти погані умови життя та недостатнє харчування. Основною проблемою сьогодні є розподіл продовольчих запасів, але в кінцевому підсумку, у довгостроковій перспективі, розмір людської популяції не може перевищувати екологічних ресурсів, необхідних для їх підтримки.

Хоча нашою нинішньою метою є вивчення фізичної географії, ми не повинні ігнорувати інформацію, наведену на Світовій карті щільності населення (всередині задньої обкладинки підручника). Карта показує розподіл людей по суші та ілюструє важливий аспект рівняння людини та довкілля. Розподіл населення світу дуже нерівномірний; люди живуть і швидко розмножуються в одних місцях, але не в інших. Однією з причин такого нерівномірного розподілу є відмінні можливості різноманітних середовищ Землі підтримувати велику кількість людей. Ми дізнаємося, що, подібно до життя на космічному кораблі, на Землі існують межі придатного життєвого простору, і ми повинні розумно використовувати наші землі. Придатна для використання земля є обмеженим ресурсом (Рис. 1.16). У пошуках придатного для життя простору ми час від часу будуємо будівлі в екологічно небезпечних місцях. Крім того, іноді ми садимо зернові культури на територіях, які погано підходять для сільського господарства, і водночас засипаємо першокласні сільськогосподарські угіддя для інших цілей.

Коментар: Тут треба ставити питання не про те, що «придатна для використання земля є обмеженим ресурсом», а про те, які площі і де людина може використовувати, щоб не довести геосередовище до незворотної зміни режиму функціонування! Такий підхід варто називати узгодженим та базуватися на концепції країни «Біосфера» (наприклад, [Ковалёв, 2009] та більш ранні публікації).

У цій книзі буде наголошено на стосунках між людьми та середовищем, у якому вони живуть. Географи чітко усвідомлюють, що природа або поведінка кожної зі сторін у відносинах може безпосередньо впливати на іншу. Однак, розглядаючи рівняння «людина–довкілля» та підтримання прийнятних стандартів життя людини для майбутніх поколінь, важливо зазначити, що середовище не змінює свою природу, щоб прийняти людей. Людям слід докладати більше зусиль, щоб змінити свою поведінку, щоб пристосуватися до обмежень і потенціалу земного середовища. Було сказано, що люди не є пасажирами на космічному кораблі Земля; швидше, вони екіпаж. Це означає, що ми несемо відповідальність за збереження власного середовища існування. Розташована на стику між Землею та людським існуванням, географія може багато чого запропонувати, щоб допомогти нам зрозуміти фактори, пов’язані з виконанням цієї відповідальності. Наукові дослідження, спрямовані на моніторинг навколишнього середовища, допомагають нам дізнатися більше про зміни на поверхні Землі, пов’язані з діяльністю людини. Усі жителі Землі повинні розуміти вплив своїх дій на складні екологічні системи нашої планети.

 

Моделі та системи

Оскільки фізичні географи працюють над описом, розумінням і поясненням часто складних особливостей планети Земля та її середовища, вони підтримують ці зусилля, як це роблять інші вчені, розробляючи уявлення про реальний світ, які називаються моделями. Модель - це корисне спрощення більш складної реальності, яке дозволяє передбачати, і кожна модель розроблена з певною метою. Наприклад, карти та глобуси є моделями - уявленнями, які надають нам корисну інформацію, необхідну для задоволення конкретних потреб. Моделі - це спрощені версії того, що вони зображують, створені для передачі найважливішої інформації про функцію чи процес без надмірної кількості деталей. Моделі є важливими для розуміння та прогнозування способу функціонування природи, і вони дуже відрізняються за рівнем складності. Сьогодні багато моделей створюються комп’ютером, оскільки комп’ютери можуть обробляти великі обсяги даних і виконувати математичні обчислення, які часто необхідні для побудови та відображення певних типів моделей.

Існує багато видів моделей (Рис. 1.17). Фізичні моделі - це суцільні тривимірні зображення, наприклад глобус або копія гори. Зображувальні/графічні моделі включають зображення, карти, графіки, діаграми та малюнки. Математичні/статистичні моделі використовуються для прогнозування таких можливостей, як розлив річок або зміни погодних умов, які можуть бути наслідком зміни клімату. Слова, мова та визначення термінів чи ідей також можуть слугувати моделями.

Іншим важливим типом є концептуальна модель - образи розуму, які ми використовуємо для розуміння нашого оточення та досвіду. Уявіть на хвилину (можливо, із закритими очима) образ, який породжує у вашій уяві слово гора (або водоспад, хмара, торнадо, пляж, ліс, пустеля). Чи можете ви детально описати характеристики цієї функції? Швидше за все, те, що ви «бачите» (концептуалізуєте) у своїй свідомості, є схематичним, а не деталізованим, але достатньо інформації, щоб передати розумове уявлення про гору. Це зображення є концептуальною моделлю. Для географів особливо важливим типом концептуальної моделі є ментальна карта, за допомогою якої ми думаємо про місця, маршрути подорожей і розподіл об’єктів у просторі. У багатьох дослідженнях психологи показали, що карти, уявні чи графічні, дуже ефективні для передачі великої кількості просторової інформації, яку мозок може розпізнавати, зберігати та мати до неї доступ. Спробуйте подумати про інші концептуальні моделі, які представляють середовище нашої планети або одну з його особливостей. Як ми взагалі можемо почати розуміти наш світ без концептуальних моделей, а з точки зору просторового розуміння, без ментальних карт?

Коментар: Ментальні карти характерні не тільки географам, і не тільки людям, це загальна властивість багатьох ссавців, що мають певні території полювання (наприклад, вовків, левів, мавп …).

 

Теорія систем

Якщо ви спробуєте подумати про Землю в її цілісності або зрозуміти, як працює частина земної системи, часто ви виявите, що факторів занадто багато, щоб це уявити. Наша планета надто складна, щоб за допомогою однієї моделі пояснити всі її компоненти навколишнього середовища та те, як вони впливають один на одного. Проте часто кажуть, що, щоб бути відповідальними громадянами Землі, ми повинні «мислити глобально, але діяти локально». Щоб почати розуміти Землю в цілому або зрозуміти більшість її екологічних компонентів, фізико-географи використовують потужну стратегію аналізу, яка називається теорією систем. Теорія систем припускає, що спосіб зрозуміти, як все працює, полягає в застосуванні такої стратегії:

1. Чітко визначте систему, яку ви вивчаєте.

Які межі (ліміти) системи?

2. Розбити визначену систему на складові частини (змінні).

Змінними в системі є або матерія, або енергія.

Які важливі частини та процеси задіяні в цій системі?

3. Спробуйте зрозуміти, як ці змінні пов’язані (або впливають, реагують або впливають) одна на одну.

Як частини взаємодіють одна з одною, щоб система працювала? Що станеться в системі, якщо частина зміниться?

Системний підхід є корисним інструментом для вивчення будь-якого рівня екологічних умов на Землі. Підсистеми, взаємодіючі частини системи Землі, також важливо враховувати. Атмосфера, гідросфера, літосфера та біосфера функціонують як підсистеми Землі. Організм людини - це система (Рис. 1.18), яка складається з багатьох підсистем (наприклад, системи дихання, системи кровообігу та системи травлення). Підсистеми також можна поділити на підсистеми тощо.

Географи часто ділять систему Землі на менші підсистеми, щоб зосередити свою увагу на розумінні певної частини цілого. Приклади підсистем, які досліджують фізико-географи, включають кругообіг води, кліматичні системи, штормові системи, системи потоків, систематичне нагрівання атмосфери та екосистеми. Великою перевагою системного аналізу є те, що його можна застосовувати до середовищ практично в будь-якому просторовому масштабі, від глобального до мікроскопічного.

Коментар: У тому й справа, що системний підхід вимагає виділення частини цілого, що цю цілісність руйнує. Це є суттєвим обмеженням!

 

Як працюють системи

По суті, світ «працює» за рахунок руху (або перенесення) матерії та енергії та процесів, пов’язаних із цими переміщеннями. Наприклад, як показано на рис. 1.19, сонячне світло (енергія) нагріває (процес) водну масу (матерію), і вода випаровується (процес) в атмосферу. Пізніше вода конденсується (переробляється) назад у рідину, а дощ (матерія) падає (процес) на сушу і стікає (процес) вниз по схилу назад до моря. У системній моделі географи можуть простежити рух енергії або матерії в систему (входи), їх зберігання в системі та їхні рухи з системи (виходи), а також взаємодію між компонентами всередині системи.

Закрита система - це система, в якій суттєва кількість речовини не перетинає її межі, хоча енергія може надходити та виходити із закритої системи (Рис. 1.20). Планета Земля, або система Землі як ціле, по суті, є закритою системою. За винятком метеоритів, які досягають поверхні Землі, виходу молекул газу або космічного корабля з атмосфери та кількох місячних каменів, привезених астронавтами, земна система по суті закрита для входу або виходу речовини. Гідросфера є ще одним хорошим прикладом закритої системи. Вода може існувати в системі у всіх трьох станах - рідкому, газоподібному або твердому льоду - і може бути перетворена з одного в інший стан багато разів, але в системі практично немає приросту або втрати води (немає виходу речовини).

Більшість підсистем Землі, однак, є відкритими системами, оскільки і енергія, і речовина вільно переміщуються через межі підсистем як входи та виходи. Потік є чудовою ілюстрацією відкритої підсистеми, в якій речовина та енергія у вигляді частинок ґрунту, уламків гірських порід, сонячної енергії та опадів надходять у потік, тоді як теплова енергія розсіюється в атмосферу та русло потоку. Вода та відкладення залишають потік там, де він впадає в океан або іншу стоячу водойму, а опади забезпечують надходження води в систему потоків.

Коли ми описуємо Землю як систему або як складний набір взаємопов’язаних систем, ми використовуємо моделі, які допомагають нам упорядкувати наше мислення про те, що ми спостерігаємо. Моделі також допомагають нам пояснити процеси, пов’язані зі зміною, підтримкою або регулюванням систем життєзабезпечення нашої планети. У наступних розділах ми будемо використовувати системну концепцію, а також багато інших типів моделей, щоб допомогти нам спростити та проілюструвати складні характеристики фізичного середовища.

 

Рівновага в земних системах

Частини, або змінні, системи мають тенденцію досягати рівноваги між собою та зовнішніми факторами, які впливають на цю систему. Якщо входи, що надходять у систему, збалансовані виходами, кажуть, що система досягла стану рівноваги. Більшість природних систем мають тенденцію до стабільності (рівноваги) щодо екологічних систем, і ми часто чуємо, що це називають «природним балансом». Це означає, що природні системи мають вбудовані механізми, які прагнуть врівноважити або пристосуватись до змін, не змінюючи систему різко. Популяції тварин - наприклад, оленів - природним чином пристосуються до харчових продуктів у своїх середовищах існування. Якщо рослинність, яку вони шукають, рідкісна через посуху, пожежу, перенаселення або вплив людини, олені можуть голодувати, зменшуючи популяцію. Менша популяція оленів може сприяти відновленню рослинності, і в наступному сезоні чисельність оленів може збільшитися. Більшість систем постійно дещо змінюються в той чи інший бік у відповідь на зовнішні умови. Ця зміна в діапазоні допуску називається динамічною рівновагою; тобто рівновага існує, але її підтримання вимагає пристосування до мінливих умов, подібно до того, як канатохідці коливаються вперед-назад і рухають руками вгору-вниз, щоб зберегти рівновагу. Однак динамічна рівновага також означає, що баланс не є статичним, хоча у довгостроковій перспективі зміни можуть накопичуватися. Водосховище, яке містить дамба, є хорошим прикладом рівноваги в системі (Рис. 1.21).

Взаємодії, які спричиняють зміни або коригування між частинами системи, називаються зворотним зв’язком. У системі діють два види зв'язків зворотного зв'язку. Негативний зворотний зв'язок, за допомогою якого одна змінна має тенденцію компенсувати іншу, створює природний протидіючий ефект, який, як правило, є корисним, оскільки він прагне допомогти системі підтримувати рівновагу (обернена залежність). Підсистеми Землі також можуть демонструвати послідовності позитивного зворотного зв’язку на деякий час, тобто зміни, які посилюють напрям початкової зміни (прямий зв’язок). Наприклад, кілька разів за останні 2 мільйони років на Землі спостерігалося значне зниження глобальної температури. Це охолодження атмосферної системи призвело до зростання великих крижаних покривів, льодовиків, які вкрили значні частини поверхні Землі. Масивні крижані покриви збільшили кількість сонячної енергії, яка відбивалася назад у космос від поверхні Землі, таким чином посилюючи тенденцію до охолодження та подальше зростання льодовиків. Результатом за значний період часу були позитивні відгуки. Але зрештою клімат став настільки холодним, що випаровування з океанів зменшилося, а покрив морського льоду розширився, перекриваючи постачання вологи до штормів, які живили снігом льодовики. Зменшення вологи є прикладом того, що називається порогом, умовою, яка змушує систему різко змінюватися, у цьому випадку призупиняючи позитивний зворотний зв’язок. Зменшення снігопадів призвело до того, що льодовики зменшилися, і клімат почав теплішати, таким чином почавши інший цикл.

Порогові значення - це умови, досягнення яких або перевищення (чи недотримання) може спричинити фундаментальну зміну в системі та способі її поведінки. Наприклад, землетруси не відбуватимуться, доки накопичене напруження не досягне порогового рівня, який перевершить міцність гірських порід, щоб протистояти руйнуванню. Пороги є загальними регуляторами системних процесів. Як інший приклад, удобрення рослини допоможе йому рости більше та швидше. Але якщо додавати все більше і більше добрив, чи цей позитивний зворотний зв’язок триватиме вічно? Забагато добрив насправді може отруїти рослину та спричинити її загибель. Перевищення або недотримання певних критичних умов (порогів) може кардинально змінити систему. Що стосується екологічних систем, важливе питання, на яке ми часто намагаємося відповісти, полягає в тому, скільки змін система може витримати, не зазнаючи різких або незворотних змін, особливо якщо зміна має негативні наслідки.

Щоб додатково проілюструвати, як працює зворотний зв’язок, розглянемо спрощений приклад - гіпотетичний сценарій того, що може статися, якщо спричинене людиною пошкодження озонового шару атмосфери продовжуватиметься без перешкод протидії людини. На рис. 1.22 показано цикл зворотного зв’язку - як цикл. Як правило, у природних системах загальним результатом циклу зворотного зв’язку є негативний зворотний зв’язок, оскільки послідовність змін служить для протидії напрямку змін у початковому елементі. Цей приклад має на меті показати вам, як думати про процеси та взаємодії на Землі, які функціонують як система. Однак спочатку ми повинні почати з деяких фактів:

1. Ми знаємо, що озоновий шар у верхніх шарах атмосфери захищає нас, блокуючи шкідливе ультрафіолетове (УФ) випромінювання з космосу, випромінювання, яке інакше може спричинити шкідливий рак шкіри та мутації клітин.

2. Ми також знаємо, що хлорфторвуглеці (CFC) і деякі споріднені хімічні речовини, які широко використовуються в кондиціонерах, можуть мігрувати у верхні шари атмосфери та викликати хімічні реакції, які руйнують озон.

Знаючи ці факти, майте на увазі, що цей приклад системи є спрощеним і представляє екстремальний сценарій. Насправді, протягом останніх 25 років було докладено серйозних зусиль, щоб звести до мінімуму або виключити використання фреонів у Сполучених Штатах та за кордоном. Сьогодні нові автомобілі та вантажівки продаються з кондиціонерами, у яких для охолодження салонів транспортних засобів використовується «озонозахисний» блок без CFC. Однак, оскільки замінний холодоагент, який використовується в багатьох із цих агрегатів, утворює газ, який може сприяти глобальному потеплінню, дослідження та розробки продовжують шукати більш безпечну альтернативу.

Системний аналіз дозволяє побачити, як вплинуть ці процеси змінних і допомагає нам відповісти на питання «що, якщо?» запитання. Наприклад, якщо фреони продовжать руйнувати озоновий шар, що станеться? Цикл зворотного зв’язку на малюнку 1.22 показує шість найважливіших факторів, пов’язаних із пошкодженням озонового шару фреонами. Кожен із цих факторів зв’язаний взаємодією зворотного зв’язку з наступною змінною в циклі.

Дотримуйтесь малюнку 1.22, починаючи з використання людиною фреонів у верхній частині діаграми, і простежте зворотні зв’язки.

1. Якщо кількість фреонів, що використовуються людьми, збільшується, кількість фреонів в атмосфері також збільшиться. Збільшення призводить до збільшення наступного фактора, тому це прямий (позитивний) зв’язок.

2. Збільшення фреонів в атмосфері призведе до зменшення озону в озоновому шарі. Тут збільшення призводить до зменшення наступного фактора, тому це зворотний (негативний) зв’язок між атмосферними фреонами та озоном.

3. Зменшення озону у верхніх шарах атмосфери призведе до зменшення кількості шкідливого ультрафіолетового (УФ) випромінювання, яке блокується озоновим шаром. Тут зменшення веде до зменшення; це пряма залежність, оскільки ефект зменшення посилюється.

4. Зменшення блокування шкідливого УФ-випромінювання призведе до збільшення кількості шкідливого УФ-випромінювання на поверхні Землі. Зменшення веде до збільшення, тому це обернена залежність.

5. Підвищення рівня УФ-випромінювання на поверхні Землі спричинить збільшення кількості раку шкіри у людей, що може бути смертельним. Збільшення веде до збільшення, тому це пряма залежність.

6. Збільшення раку шкіри у людей може призвести до змін політики, які зменшать викиди фреонів в атмосферу, створюючи негативний зворотний зв’язок відносно початкової змінної (пункт 1 вище) у циклі зворотного зв’язку.

Нарешті, залишаються деякі важливі питання: що, ймовірно, станеться з використанням фреонів людиною, якщо рак шкіри буде зростати? Чи будуть люди діяти, щоб вирішити проблему, чи ні? Яким буде потенційний результат у кожному випадку? За іронією долі, цикл негативного зворотного зв’язку є корисним для навколишнього середовища, оскільки він регулює систему через тенденцію до балансу. Петлі зворотного зв’язку в природі зазвичай не працюють протягом тривалого періоду часу на основі позитивного зворотного зв’язку, оскільки діють обмежувальні фактори навколишнього середовища (порогові значення), щоб повернути процес до стану рівноваги. Які інші приклади операцій зворотного зв’язку в природних системах?

Важливо пам’ятати, що системи є моделями, а отже, вони не тотожні реальності. Вони є продуктами людського розуму і є лише одним із способів дивитися на реальний світ. Вивчення різних підсистем Землі допомагає нам зрозуміти природні процеси, пов’язані з розвитком атмосфери, літосфери, гідросфери та біосфери. Моделі можуть навіть допомогти нам змоделювати минулі події або передбачити майбутні зміни. Але ми повинні бути обережними, щоб не плутати спрощені моделі зі складністю реального світу.

 

Фізична географія і ти

Характеристики фізичного середовища впливають на наше повсякденне життя. Принципи, процеси та перспективи фізичної географії надають ключі, які допомагають нам бути екологічно обізнаними, оцінювати екологічну ситуацію, аналізувати чинники та робити обґрунтований вибір серед можливих напрямків дій. Які екологічні переваги та недоліки конкретного будинку? Чи варто садити новий газон до чи після весняних дощів? Який вплив на навколишнє середовище можна очікувати від запропонованого торгового центру? Про які потенційні наслідки стихійних лих - повеней, зсувів, землетрусів, ураганів і торнадо - слід знати, де ви живете? Що ви можете зробити, щоб звести до мінімуму потенційні збитки для вашого домогосподарства від стихійного лиха? Що ви можете зробити, щоб переконатися, що і ви, і ваша сім’я були якомога більш підготовлені до природної небезпеки, яка може вразити ваш будинок?

Коментар: Знову дивує звернення авторів до екології! Не варто забувати, що екологія – це розділ біології, у неї свої перспективи!

Отже, очевидно, що вивчення фізичної географії та розуміння природного середовища, яке вона забезпечує, є цінними для всіх нас. Можливо, ви задавалися питанням, що люди з фізико-географічною освітою роблять на роботі? Які роботи вони займають? Фізична географія звучить цікаво й захоплююче, але чи можу я нею заробляти на життя?

Застосовуючи свої знання, навички та методи до проблем реального світу, фізико-географи роблять значний внесок у добробут людей і збереження довкілля. Фізико-географи наголошують на системі Землі, але також розглядають вплив людей на цю систему або вплив, який середовище може мати на людей і спосіб їхнього життя. Знання фізичної географії може допомогти нам аналізувати та вирішувати проблеми навколишнього середовища, наприклад, чи слід нам продовжувати будівництво атомних електростанцій, дозволити розробку нафти в морі чи осушити прибережні болота. Кожне з цих запитань може дати різну відповідь залежно від фізичної географії відповідного місця. У нещодавній публікації Міністерства праці США про вакансії, пов’язані з географією, зазначено, що люди в будь-якій сфері кар’єри, які мають справу з картами, розташуванням, просторовими даними або навколишнім середовищем, виграють від географічної освіти.

Коментар: Мати справу з картами, розташуванням, просторовими даними … не означає бути фізико-географом чи географом взагалі!

Нарешті, знання фізичної географії надає не тільки можливості для особистого збагачення та можливого працевлаштування, але й джерело вічної насолоди. Географія — це візуальна наука, і це насправді більше, ніж просто предмет. Географія - це спосіб дивитися на світ і спостерігати його особливості. Це включає в себе запитання про природу цих особливостей, а також оцінку їхньої краси та складності. Це заохочує вас шукати пояснення, збирати інформацію та використовувати географічні навички, інструменти та знання для вирішення проблем. Навіть якщо ви забудете багато фактів, розглянутих у цій книзі, вам будуть показані нові способи розглядати, бачити й оцінювати світ навколо вас. Подібно до того, як ви бачите картину по-іншому після курсу мистецтва, так само ви побачите заходи сонця, хвилі, шторми, пустелі, долини, річки, ліси, прерії та гори «освіченим оком». Знання географії треба зберегти на все життя. Ви побачите більшу різноманітність ландшафту, тому що вас навчать спостерігати за Землею по-іншому, з більшою усвідомленістю та глибшим розумінням.

Коментар: Гарні погляди, але ландшафт не характеризується різноманітністю, це характеристика структури і фізіографії денної (видимої) поверхні!

 

Отже, проблема з визначенням області дослідження географії, її структури, призначення залишається вкрай актуальною. Дуже важко відмовитись від штампів, сформованих у ХХ-му столітті, коли вважалося, що кліматологія, метеорологія, ґрунтознавство …, купа дивних напрямів на кшталт економічної, соціальної та їх гібрида, медичної, політичної тощо, як і картографія є дійсно географічними напрямами. Це пояснювалося тим, що область дослідження географії була розмита, що суттєво гальмувало її розвиток і участь у вирішенні складних проблем. Сьогодні все змінюється і будемо сподіватися, що незабаром географія отримає сильний поштовх, який відкриє їй перспективи у майбутнє.

 

Посилання:

Ковалёв А.П. Ландшафт сам по себе и для человека. Монография. Харьков: Бурун-книга, 2009.