7.5.Нуклеарные системы. Хорионы и сфрагиды

Обнаружение порядка всегда было и будет целью науки. На­чинается оно обычно созерцания - фиксации групп объектов или фигур неповторимо­го облика, например, картин родной природы, где сочетаются разные ландшафтные группировки. Затем, уже на стадии познавательной, наступает изучение существенных отношений и связей, в ходе ко­торого постепенно вырисовываются целостные по своему харак­теру объекты. Такие тенденции прослеживаются и в исследованиях Земли, где наряду с искусственно выделенными районами, ограничиваемыми по чисто внешним признакам индивидуальности той или иной области территории, ныне все чаще выделяют интегрированные еди­ницы. Они отличаются от искусственно выделенных тем, что имеют внутренние связи, которые объединяют части в целое. В искусственных единицах таковых или нет, или они не играют определяющей роли. Примером интегрированной единицы является, например, оазис в пустыне. Он отчасти един внутренними природными связями. Это наличие водотока, рельеф, почвенно-растительный покров субгумидного типа на фоне аридного ландшафта. Но часть связей являются искусственно созданными: арыки, рощи фруктовых деревьев, поля и огороды, также инфраструктура. Однако, эти искусственные связи могут закрепляться, если они не противоречат природным, и тогда происходит интегрирование искусственного с природным.

Оазис окружается микрозонами, в которых происходит преобразование природы. Это поля, пастбища, места заготовки древесины для топлива и т.п. Благодаря этому, он охватывается неправильными кольцами таких зон наподобие «колец Тюнена» в европейском гумидном земледельческом ландшафте. Таким образом, образуется нуклеарная (ядерная) система. Нуклеарная система – это такая локальная, региональная или планетарная структура, в центре которой находится ядро, окружённое с периферии субконцентрическими зонами.

Нуклеарной системой планетарного порядка служит сама Земля. Твёрдый земной шар окружён гидросферой и атмосферой, свойства которых диктуются ядром этой системы –земной твёрдью.

Субпланетарной ядерной системой является Антарктика. Её ядро – континент Антарктиды, диктующий свойства окружения: циркумантарктическое течение (течение Западных ветров), южная половина планетарного вихря в атмосфере, сточные ветры и все то, что отличает эту часть земной поверхности от её смежных частей. Строго говоря, каждый континент является ядром собственной нуклеарной сисмтемы. Правда, нередко эти ядра так близки, что окружающая их периферия сливается воедино, и тогда нуклеарная конструкция такой системы затушёвывается.

Региональной нуклеарной системой служит равнина, окружённая горами (Тибет) или горная страна. Нуклеарные системы, таким образом, могут иметь тектоно-геоморфологическое происхождение.

Локальные нуклеарные системы возникают вокруг любых особенностей, встречающихся в природе или созданных человеком. К описанию оазиса – характерной нуклеарной системы – добавим город, промышленный узел, рынок или комплекс торговых центров в современном городе, даже источник или колодец в пустыне. В каждом случае ядро такой нуклеарной системы – независимо от её пространственных масштабов – диктует структуру окружения и функциональные отношения с ним. Нуклеарные системы – не столько кирпичики мироздания, сколько медальоны или барельефы на его здании. Хотя А.Ю.Ретеюм¹⁸ придерживается мысли, что мир состоит из сложных объектов, имеющих один и тот же концентрический план строения, подобный архитектонике нашей планеты. Эти материальные, материально-идеальные и идеально-материальные образования он предложил называть хорионами (от греч.— страна, местность, край, пространство, промежуток вре­мени).

Для доказательства по аналогии этот учёный отметил обнотипное строение (ядерное – от наличия ядра и периферии) многих природных образований – от Сверхгалактики, объединяющей совокупность известных галактик вокруг ядра, до химических электрически заряженных частиц – ионов и ядер химических элементов. Поистине, природа малым числом средств создаёт немыслимое разнообразие форм и структур.

Но подойдём к географии. Наша цель – понять, как всё происходит, если ядро – это природное образование. В биоценологии и биоэкологии известно понятие растения-эдификатора. Это вид растения (напр., дуба обыкновенного), который создаёт, по выражению лесоведа Г.Ф.Морозова, «целое общежитие не только расти­тельных, но и животных форм».

Многовековые наблюдения за взаимодействием разных видов привели через ряд обобщений к заключению о существовании плеяд, или консорций, как биотического ансамбля, объединённого центральным видом организмов, популяцией или особью. В экологии зафиксирована средообразующая роль отдельных организмов, прежде всего выс­ших растений. Например, экологическая среда в лесу отличается от среды соседнего поля или пустоши более благоприятным для растений микроклиматом и режимом увлажнения.

В ходе физико-географических исследований в разных регионах найдены мно­гочисленные территориальные и аквальные сочетания ком­понентов живой и неживой природы (урочища, ландшафты и т. д.), приуроченные к определённым массам минерального ве­щества с характерным рельефом. Постепенно раскрывается конструктивное значение водных и воздушных масс у земной поверхности. Известна подобная же роль речных долин – недаром люди к ним тянутся. Речные долины создают полузамкнутые миры со своей средой и специфическими флорой и фауной: бассейн реки представляет собой природный ком­плекс нуклеарного типа, в котором ядро – это своего рода трубка.

Идет изучение рядов почв и сообществ, сформированных по­верхностным стоком на склонах. Здесь образуется сопряжённый ряд фаций – катена. В катене наблюдается нисходящий поток воды и рыхлого вещества, микрозональность растительности и характерные ландшафтно-геохимические сопряжения.

Пространственно-временные отношения отражаются понятиями сукцессии (по Ф. Е. Клементсу), факторально-динамических рядов и эпифаций (по В. Б. Сочаве и др.).

Способность отдельных вещественно-энергетических начал упорядочивать вокруг себя среду может, по мнению Ретеюма, рассматри­ваться как географический закон.

Знакомство с центральной частью любой реальной системы раскрывает концентрическое строение, обусловленное центро­стремительными и центробежными тенденциями. Концентрич­ность обнаруживается уже в телах литосферы, но достаточно хорошо известна по горизонтальному и вертикальному расслоению тел атмосферы и гидро­сферы.

Концентричность чрезвычайно характерна для срединных ча­стей большинства антропогенных систем. Высшая форма её про­явления закономерно обнаруживается в очагах цивилизации — городах, где она сложилась уже на ранней стадии развития.

Таким образом, налицо явное подобие внутреннего устройства центров си­стем, материальных и идеальных. Это естественно, ведь природа и человек — взаимоотражения. Как заметил Б. Рассел, где суще­ствует взаимодействие, «там должна быть во многом одна и та же структура и в причине, и в действии.

С социально-экономической точки зрения, безусловно, суще­ствуют образования, охватывающие население, хозяйство и при­роду, которые возникли благодаря разделению труда и товаро­обмену и устроены по единой схеме: «центр — периферия». Такой единый план строения реализуется не толь­ко в чисто геометрических соотношениях (идеаль­но в форме кругов Тюнена и шестиугольников Кристаллера). Он выражает общие структурно-организационные свойства объектов, сохраняющиеся и тогда, когда в роли центра выступают рассредоточенные в про­странстве и во времени, но сомкнутые для окружающей среды человеческие начала (рис. 7.2).

Р ис. 7.2. Модель сложной нуклеарной геосистемы городской агломерации (фрагмент). На этом рисунке показано центральное ядро системы (например, крупный город). Он оказывает влияние (стрелы) на иерархию городов, формирующуюся вокруг него (показан один сектор системы). И он, и каждый элемент этой системы является ядром (разного порядка), которое создаёт свое «поле тяготения» (показано извилистыми линиями и стрелами, замыкающимися на него ). Происходит структуроформирование (ядра, показанные крапом, и мелкие, зачаточные ядра в юго-восточном углу рисунка). Таким образом, множество ядер создают собственные нуклеарные структуры, соподчиняясь между собой по степени влияния на периферию. Изображение взято из книги А.Ю.Ретеюма, истолковано автором пособия.

Неоднократное соприкосновение тел порождает цепное ветвление, при котором мощность пото­ков прогрессирующе убывает. Поэтому, в частности, число тро­фических уровней в сообществах не может быть большим и обычно не превышает 5—6. В иерархии населённых мест может быть и меньшее число уровней иерархии. На рисунке их четыре. А.Ю.Ретеюм считает возможным констатировать универсальность структуры и органи­зации образований, наделённых центром, который играет двоя­кую и троякую роль: начальной основы, упорядочивающей серд­цевины и конечной вершины. Он приводит, для доказательства универсальности своего видения действительности, ряд сходно устроенных объектов:

- народы с их этниче­скими системами, включающими орудия труда, жилища, возде­лываемые растения и домашних животных, предметы культуры и т.д. (Гумилев, 1971);

- пневматосфера – область вещества, вовлеченного в круговорот культуры и отличающийся особой стойкостью (Флоренский, 1937)

- ноосфера: по Терьяру де Шардену, «в силу качеств и биологических свойств мысли мы оказываемся в уникальной точке, в узле, господствующем над целым участком космоса, от­крытым в настоящее время для нашего опыта». Хорионы рас­сматриваются как нуклеарные, т. е. ядерные, системы. Функции ядра — очага и фокуса в этих системах — выполняют тело, рос­сыпь, поле, волна, огонь, а в человеческой культуре – знак или идея. Здесь, в ядре, сосредоточены относительно большая масса, энергия и (или) информация. Ядро окружено более или менее сплошными оболочками и связано с разветвлёнными субсистемами, т. е. подчинёнными хорионами.Цепная реакция, непрерывно или периодически поддержи­ваемая импульсами со стороны ядра геосистемы, морфологиче­ски предстаёт в виде последовательности тел, величина которых прогрессирующе уменьшается к периферии. Этот важный фено­мен отражает галактическая модель земных хорионов. Она по­казывает только две главные последовательности (или два ру­кава) , порождённые первостепенными трансляционными и транс­позиционными эффектами. Например, для системы моренного холма это будут эффекты закрепления (биоты на его поверх­ности) и рассредоточения (атмосферных осадков), для системы реки в условиях умеренного или тропического климата — эффекты поглощения (стока во время половодья) и собирания (дренирования подзем­ных вод), для системы рудника — эффекты пропускания (руды для обогащения и переработки) и преобразования (пустых по­род в отвалы) (рис. 7.3).

Рис. 7.3.Схема техногенной горнорудной системы (пояснения в тесте). По А.Ю.Ретеюму.

Сила воздействия ядра на расстоянии от него быстро убы­вает, что на соответствующей территории или акватории выра­жается геотоном, который условно делится на зоны или опять же иерархизуется. В качестве примера, взята структурно-динамическая модель техногенной геосистемы горнорудного хориона. Видно, что рудник , являясь ядром хориона, формирует последовательно еще 2 яруса иерархии, спаянные воедино нисходящим потоком вещества (см. рис. 7.2).

Системы земных хорионов разнообразны. Некоторое представление об этом может дать беглый обзор генетических групп.

На земной поверхности сосредоточены гелиогенные системы (от греч. Гелиос – Солнце). К гелиогенам относятся прежде всего хорионы, существующие бла­годаря растениям, водорослям и дробянкам, способным к фото­синтезу. Крупнейшая и сложнейшая из таких гелиогенных систем — биосфера, поддерживаемая хлорофиллсодержащим веществом. К гелиогенным принадлежат хорионы, где облуче­ние приводит в движение центральные массы косного вещества: вихри в атмосфере и т.п.

Многие гелиогены расходуют потенциальную энергию масс воды, запасённую работой солнечных лучей против силы тяже­сти при испарении и переносе. Таковы, скажем, речные, лавин­ные и ледниковые хорионы, питающиеся атмосферными осад­ками. Представители другого класса тратят энергию, достав­ляемую как стоком, так и течениями в самих озёрах и внутрен­них морях. Так работают тропические циклоны (ураганы, тайфуны). В качестве энергоносителя выступают и массы воздуха, но в первую очередь – водяной пар, поглотивший солнечную энергию.

Эндогенные источники обеспечивают энергией собственно гравигенные хорионы, группирующиеся в два типа. Геосистемы первого типа обладают минеральным ядром, вещество которого находится в упорядоченном движении под влиянием гравитационного поля планеты. Речь идёт и о сползании рыхлого материала по склону, и об изостатическом погружении глыб земной коры, и о конвекции в мантии Земли, и о расхождении и столкновении литосферных плит. Примеры таких хорионов даны на рис. _____________________

Геосистемы второго типа связаны с потоками флюидов из недр. Энергия расплавов и растворов при подъёме в земной коре генерирует множества эффектов, начиная от контактного метаморфизма, сооружения вулканов и перемещения литосферных плит и кончая образованием розовых облаков, синтезом аминокислот и вегетацией чрезвычайно узкоспециализированных хемосинтезирующих организмов в оазисах вблизи глубоководных холодных и горячих источников на дне океана. Каждое такое множество эффектов составляет теллурогенную систему. Эти системы воссоздают разные моменты движения (рис. 7.4).

Р ис. 7.4. Пассивная (А) и активная (Б) окраины Евразийской плиты, связанные с её абсолютным и относительным движением:

1 – плита (наземная часть) и её приграничная зона на суше; 2 - подводная часть плиты и приграничной зоны; 3 – котловины; 4 — поднятия на дне океана; 5 — Тихоокеанская плита; 6 — складчатые сооружения; 7 — участки альпийской складчатости; 8 — пространство Евразийской плиты; 9 – конвергентная граница плиты; 10 – разломы; 11 – вулканы; 12 – застывшая лава; 13 - пояс сжатия (по В. А. Апродову).

вещества в оболочках Земли, обусловленного, в конце концов, гравитационными силами. Все они генетически связаны и в совокупности составляют наибольшую теллурогенную систему — саму планету.

Существуют еще и хорионы, рождённые влиянием Луны. К их числу принадлежат системы заливов и дельт, где воды подвержены приливам и отливам.

Меняя пространственно-временные границы исследования, можно видеть, как материя течёт и принимает форму тех или иных хорионов под действием электромагнитного и гравитационного полей Солнца, Земли и Луны.

Знание основных черт строения геосистем позволяет перейти к рассмотрению особенностей их действия (функционирования). Предстоит выяснить порядок сцепления механизмов и взаимопереходов в последовательностях явлений (рукавах), начинающихся у границы ядра.

Разветвлённую цепную реакцию, поддерживаемую центром системы, можно изучать поэтапно. Удобно оперировать поня­тием «очередь». Процессы и продукты непосредственного влия­ния ядра образуют следствия 1-й очереди, следствия следствий 1-й очереди порождают следствия 2-й очереди, те дают следст­вия 3-й очереди и т. д. Например, лесная полоса в степи умень­шает скорость ветра — следствие 1-й очереди; ветрозащитный эффект влечёт за собой накопление снега на полях — следствие 2-й очереди; насыщение почвы влагой при таянии снежного шлейфа — следствие 3-й очереди; дополнительная влага, будучи использована посевами, обеспечивает прибавку урожая — след­ствие 4-й очереди. В приведённом случае, разумеется, каждая причина сопряжена с несколькими следствиями. Так, лесная по­лоса задерживает движение не только воздуха, но и спор взве­шенных в нем ржавчинных грибов, остатков ядохимикатов и пестицидов в склоновом стоке, она привлекает птиц и млеко­питающих, улучшает восприятие ландшафта людьми и т. п.

При анализе и синтезе причинно-следственных связей тре­буется большая и кропотливая работа, осложняемая медленным течением процессов и сосуществованием множества хорионов и сфагид на одной и той же территории (акватории). Они бывают:

• с однотипными телами одного размера,

• с однотипными телами разной величины,

• с однотипными телами в неодинаковых средах,

• с разнотипными телами в однородной среде.

Сфагида. Если в какой-то момент ядро геосистемы неизбежно прекращает своё существование, то хорион становится сфрагидой (от греч. – печать, оттиск, по Эратосфену).

Типичный пример сфрагиды — проявление в при­роде, хозяйстве и расселении в Европе системы по­кровного оледенения, которого давно нет. Но оно прослеживается по изменениям рельефа, структуры поверхностного стока, распределению почвы и особенностям растительного покарова, который всё это интегрирует. Даже в структуре поселений ледниковой и внеледниковой провинций на Русской равнине есть различия, т.е. все названные свойства территории влияют на быт ихозяйственный уклад.

Иногда грань между хорионом и сфрагидой бывает очень подвижной, и её трудно установить. Например, понижение, периодически заполняющееся водой, окружено микрозонами растительности, которая «помнит» существование временного водоёма даже тогда, когда его нет. Это пример перехода хориона (водоём, окружённый микрозонами) в сфагиду (микрозоны есть, водоёма (ядра) нет.