Основні типи руху геосистем

ДИНАМІКА

ГЕОГРАФІЧНОЇ

ОБОЛОНКИ

Найважливіша властивість матеріальних об'єктів — рух. Основа руху — здатність матеріальних об'єктів довколишнього світу взаємодіяти між собою. Рухи відбуваються безперервно, до них належать зміни та взаємодії всіх форм. Кожний фізико-географічний процес — це сукупність багатьох фізичних, хімічних і біологічних процесів. Але навіть у сумі вони не дають змоги зрозуміти закономірності динаміки та розвитку ландшафтів (геосистем) і географічної оболонки в цілому. Це пов'язане з тим, що геосистемам (як і іншим складним системам) властиве виникнення нових якостей внаслідок взаємодії різнорідних елементів, тому пояснення динаміки лише через фізичні, хімічні та інші окремі процеси не є повним. Як уже зазначалося, цю властивість називають емерджентністю (див. гл. 2, 3).

Основні типи руху геосистем

У географічній оболонці можна виділити основні типи руху.

Розвитком називають процес, який приводить до необоротних і спрямованих змін у системі.

Необоротність полягає в нездатності системи повертатися в стан, який вона вже пройшла в розвитку структури і життєво важливих (або таких, що визначають її стан) параметрів.

Спрямованість полягає в набутті системою нових рис, що спричиняють її подальше ускладнення і через те — все більшу відмінність від початкового стану й оточення.

Розвиток є найскладнішим різновидом рухів систем, котрі існують протягом тривалого часу. На відміну від інших рухів, у процесі розвитку відбувається нашарування тих впливів на систему та наслідків її протидії зовнішнім чинникам, котрі мали місце протягом тривалого часу й певною мірою спричинялися глобальними перебудовами — як то змінами співвідношень площ суходолу й моря, кліматом, зледенінням тощо. Саме процес розвитку є складним і неоднозначним рухом, де трапляються випадковості (наприклад, падіння космічного тіла на Землю або щось подібне), циклічні зміни, пов’язані з орбітальними складовими рухів — галактичною, навколосонячною, сезонною, добовою плинністю, і, нарешті, власні коливання (або автоколивальні процеси), що виникають у складній системі через взаємодію багатьох механізмів саморегулювання та інерційність її складових (наприклад, величезну теплову інерцію льодовика й Світового океану).

Крім того, розвиток не є по суті детермінованою поведінкою системи, як решта простіших рухів. Це процес, що охоплює історію природи, частиною якої є географічна оболонка.

На рис. 6.1 наведено загальне уявлення про процес розвитку, що має складний характер. Загальний напрям розвитку називають найчастіше трендом, що означає тенденцію, законність. Це позначено стрілкою вгору. Точки траєкторії руху, де процес міг обрати той чи інший із двох можливих напрямків (траєкторій), називають біфуркацією. Нарешті, в кожний момент руху він має складну спрямованість.

Розвиток закріплюється в структурі системи.

Динамікою називають такі процеси, зміни в системі, котрі реакцією на зовнішні чинники. На відміну від розвитку, динаміка складається з оборотних змін, тобто вона структурно не закріплюється в системі.

Найзвичнішими прикладами динаміки є сезонні або ж добові циклічні зміни. Але поряд із циклічними, трапляються і поступові зміни, що не спричиняють, однак, необоротності: це, наприклад, прогрівання повітря над теплою підстильною поверхнею.

Зауважимо: динамічні процеси дещо відстають від дії чинника, що їх зумовив. Відставання характеризує інерційність елемента динамічної системи.

Процеси динаміки поєднують систему з довколишнім середовищем, бо надають їй властивості адекватно реагувати на зовнішні зміни. Такий процес називають адаптацією до зовнішнього середовища.

Поряд із динамікою та певною мірою на її тлі відбуваються ще деякі процеси, що лише недавно дістали назву функціонування.

Функціонування — дотримання системою під час енерго-масообміну з середовищем основних параметрів, що її визначають (параметрів функціонування). Здатність до цього є властивістю, притаманною системі відповідно до її природного статусу.

Нагадаємо всім відомий параметр — температуру тіла людини. Всі знають з власного досвіду, що відхилення навіть на десяті частки градуса вже болісно сприймаються організмом, а всього 5-градусне відхилення температури від норми — смертельне. А в деяких нижчеорганізованих істот такі коливання малопомітні. Це приклад, що характеризує значення певного параметра як мірила організації системи.

Функціонування геосистем полягає в тому, що в них у разі постійної взаємодії з середовищем (у тому числі з іншими системами) зберігається стан динамічної рівноваги, тобто сталого співвідношення основних параметрів, що регулюють усі процеси.

Функціонування проявляється в умовах плинного надходження сонячної енергії, нерівномірності океанічної та атмосферної циркуляції, вологообігу, перетворення мінеральної речовини і прирощення біомаси. Якби не «механізм», що забезпечує функціонування — умови на Землі безперервно б змінювалися. Чим складніша геосистема, тим складніший і гнучкіший механізм забезпечення функціонування (який за аналогією з системою життєзабезпечення високоорганізованих живих організмів називають гомеостазисом).

Гомеостазис — це здатність системи підтримувати на певному рівні параметри, що визначають функціонування. Стосовно геосистем гомеостазис іноді називають геостазисом, аби відрізнити геосистеми від живих істот.