Platuminis ir vertikalusis geografinis zoniškumas

Ar kada nors susimąstėte, kodėl keliaudami iš šiaurės į pietus matome taip dramatiškai besikeičiančią gamtą? Kodėl Suomijoje ošia spygliuočių miškai, Lenkijoje – plačialapių, o Graikijoje auga alyvmedžiai? Kodėl kopiant į aukštą kalną papėdės pievas keičia miškai, o vėliau – uolos ir sniegynai, primenantys Arktį?

Šie pokyčiai nėra atsitiktiniai. Mūsų planeta turi savotišką tvarką – gamtinę sistemą, kuri tarsi sluoksniais ar juostomis apgaubia visą Žemės rutulį. Ši tvarka vadinama geografiniu zoniškumu. Tai vienas iš fundamentalių geografijos dėsnių, paaiškinančių, kodėl tam tikri augalai, gyvūnai, dirvožemiai ir net žmonių gyvenimo būdas būdingi konkrečioms planetos vietoms.

Šioje pamokoje leisimės į virtualią kelionę aplink pasaulį ir į kalnų viršūnes. Išsiaiškinsime, kodėl egzistuoja šis „dryžuotumas“ ir koks yra jo pagrindinis variklis. Suprasime du pagrindinius zoniškumo tipus:

1. Platuminis zoniškumas, kuris priklauso nuo atstumo iki pusiaujo.
2. Vertikalusis (aukštuminis) zoniškumas, kuris priklauso nuo aukščio virš jūros lygio.

Pažinę šį dėsnį, gebėsite ne tik atpažinti skirtingas pasaulio ekosistemas, bet ir suprasti jų trapumą bei sąsajas su klimatu, o tai ypač svarbu globalios klimato kaitos akivaizdoje.

Kad suprastume, kodėl egzistuoja geografinis zoniškumas, turime atsakyti į esminį klausimą: kodėl ties pusiauju visada karšta, o ties ašigaliais – amžinas įšalas? Atsakymas slypi ne atstume iki Saulės, o dviejuose veiksniuose: Žemės rutulio formoje ir jos ašies polinkyje.

Saulės spindulių kritimo kampas

Įsivaizduokite, kad Saulės energija yra prožektoriaus šviesa. Jei prožektorių nukreipsite statmenai į sieną, gausite ryškų, koncentruotą šviesos skritulį. Bet jei tą patį prožektorių pakreipsite ir šviesite į sieną kampu, šviesos dėmė išsisklaidys didesniame plote, ir kiekvienas sienos taškas gaus mažiau šviesos (energijos).

Lygiai tas pats vyksta su Saule ir Žeme.

• Prie pusiaujo Saulės spinduliai krinta į Žemės paviršių beveik stačiu (90°) kampu. Dėl to tas pats energijos kiekis koncentruojasi mažame plote, stipriai jį įšildydamas.
• Artėjant link ašigalių Saulės spinduliai krinta vis mažesniu, smailesniu kampu. Tas pats energijos kiekis pasiskirsto daug didesniame plote, todėl kiekvienas kvadratinis metras gauna gerokai mažiau šilumos. Be to, spinduliams tenka keliauti per storesnį atmosferos sluoksnį, todėl daugiau energijos atspindima ir išsklaidoma.

Šis nevienodas Žemės paviršiaus įšilimas yra pagrindinė visos planetos klimato sistemos, vėjų ir vandenynų srovių varomoji jėga, kuri tiesiogiai lemia platuminį zoniškumą.

Dabar, kai suprantame pagrindinę zoniškumo priežastį, galime leistis į kelionę per pagrindines geografines juostas ir jų gamtines zonas. Kiekvienoje juostoje skiriasi ne tik temperatūra, bet ir kritulių kiekis, o šie du veiksniai lemia, kokie dirvožemiai susidarys ir kokia augalija bei gyvūnija ten klestės.

Žemiau pateiktoje lentelėje apžvelgsime šią dėsningą kaitą. Atkreipkite dėmesį, kaip keičiasi miškų tipai, kaip jie virsta pievomis, o galiausiai – dykumomis ar tundra. Taip pat stebėkite, kaip kartu keičiasi ir dirvožemių savybės – nuo nederlingų, greitai išplaunamų atogrąžose iki derlingiausių pasaulyje stepių juodžemių.

Platuminis zoniškumas apima tūkstančius kilometrų, tačiau labai panašų gamtos zonų pasikeitimą galime pamatyti vos per kelis kilometrus, kopdami į aukštą kalną. Tai vadinama vertikaliuoju, arba aukštuminiu, zoniškumu.

Kodėl kalnuose šąla?

Pagrindinė priežastis, kodėl kylant aukštyn darosi šalčiau, yra oro slėgio mažėjimas. Žemės paviršiuje oras yra tankus, nes jį slegia visas aukščiau esantis oro stulpas. Kylant aukštyn, oro stulpas virš mūsų mažėja, todėl slėgis krinta. Dėl mažesnio slėgio oro molekulės gali laisviau judėti ir išsisklaidyti – šis procesas (adiabatinis plėtimasis) naudoja energiją, todėl oras vėsta. Vidutiniškai temperatūra nukrenta apie 0,65 °C kas 100 metrų aukščio.

Taigi, kopimas į kalną yra tarsi pagreitinta kelionė nuo pusiaujo link ašigalio. Kalno papėdėje gali plytėti atogrąžų miškas, o viršūnėje – stūksoti ledynai.

Vertikaliojo zoniškumo pavyzdys: Andų kalnai ties pusiauju

Panagrinėkime, kaip keičiasi gamta kopiant Andų kalnais Ekvadore. Kadangi šie kalnai yra ties pusiauju, čia galime pamatyti didžiausią vertikaliųjų juostų įvairovę.

Svarbu atsiminti, kad vertikaliųjų juostų rinkinys priklauso nuo kalnų geografinės platumos. Pavyzdžiui, Alpėse (vidutinėse platumose) nebus „Tierra Caliente“ juostos – kalnų papėdėje augs platžialapių miškai, panašūs į esančius aplinkinėse lygumose.

Jei pažiūrėtume į realų pasaulio gamtinių zonų žemėlapį, pamatytume, kad jų ribos nėra idealiai tiesios linijos, einančios išilgai platumų. Zoniškumo dėsnį veikia ir jį modifikuoja keletas galingų veiksnių, kurie sukuria regioninius klimato ir gamtos ypatumus.

Kodėl gamtinių zonų ribos vingiuoja?

1. Vandenynų srovės. Šiltosios ir šaltosios vandenynų srovės veikia kaip milžiniška planetos „šildymo ir vėsinimo sistema“. Pavyzdžiui, šiltoji Golfo srovė atneša šilumą į Vakarų Europą. Dėl jos Norvegijos pakrantės, esančios toje pačioje platumoje kaip ir ledu sukaustyta Grenlandija, neužšąla, o Didžiojoje Britanijoje gali augti palmės. Taigi, srovės „išstumia“ gamtinių zonų ribas toliau į šiaurę arba pietus.

2. Sausumos ir vandenyno pasiskirstymas. Vanduo įšyla ir atvėsta lėčiau nei sausuma. Dėl to žemynų gilumoje klimatas yra žemyninis: su karštomis vasaromis ir labai šaltomis žiemomis. Tuo tarpu vandenynų pakrantėse klimatas yra jūrinis: su vėsesnėmis vasaromis ir švelnesnėmis žiemomis. Todėl toje pačioje platumoje Eurazijos gilumoje plyti stepės ir dykumos, o Vakarų Europos pakrantėse – drėgni plačialapių miškai.

3. Vyraujantys vėjai ir kalnų grandinės. Kalnai veikia kaip barjerai oro masėms. Kai drėgnas oras, atneštas nuo vandenyno, pasiekia kalnų grandinę, jis yra priverstas kilti aukštyn. Kildamas jis vėsta, drėgmė kondensuojasi ir iškrenta krituliais priešvėjiniame šlaite. Persiritęs per kalnagūbrį, oras jau būna sausas ir leisdamasis žemyn sušyla. Todėl pavėjiniame šlaite susidaro „lietaus šešėlis“ – labai sausa teritorija. Puikus pavyzdys – Himalajai, kurie sulaiko musonų nešamą drėgmę, todėl jų pietiniuose šlaituose veši miškai, o į šiaurę nuo jų plyti sausas Tibeto plokščiakalnis.

Nors geografinis zoniškumas yra gamtos dėsnis, per pastaruosius kelis šimtmečius žmogus tapo galinga geologine jėga, gebančia keisti ir naikinti ištisas gamtines zonas. Šis poveikis vadinamas antropogeniniu.

Kaip žmogus keičia gamtines zonas?

• Žemės ūkis. Tai bene labiausiai gamtines zonas pakeitęs veiksnys. Derlingiausių dirvožemių zonos – vidutinių platumų stepės (juodžemiai) ir plačialapių miškai (rudžemiai) – buvo beveik ištisai paverstos dirbamais laukais. Šiaurės Amerikos prerijos, Eurazijos stepės šiandien yra pasaulio „duonos aruodai“.
• Miškų kirtimas. Atogrąžų miškai masiškai kertami dėl vertingos medienos ir norint atlaisvinti plotus ganykloms bei plantacijoms (pvz., aliejinių palmių). Vidutinių platumų miškai buvo iškirsti dar anksčiau, kuriantis miestams ir plečiantis žemės ūkiui.
• Urbanizacija. Miestų plėtra ir infrastruktūros (kelių, geležinkelių) tiesimas sunaikina natūralias buveines ir suskaido ekosistemas, trukdydamas gyvūnų migracijai.
• Dykumėjimas (dezertifikacija). Dėl netinkamo ūkininkavimo (per intensyvaus ganymo, drėkinimo) sausringose srityse, pavyzdžiui, savanų ir pusdykumių pakraščiuose, naikinama skurdi augalija, o dirvožemis yra nualinamas ir paverčiamas dykuma.

Klimato kaita – nematomas ribų perstūmimas

Globalinis atšilimas verčia gamtines zonas judėti. Mokslininkai pastebi, kad klimato juostos ir su jomis susijusios gamtinės zonos pamažu slenkasi link ašigalių.

• Taiga plečiasi į tundrą. Šylant klimatui, medžiai gali augti vis toliau šiaurėje, išstumdami tundros augaliją. Tai kelia grėsmę amžinojo įšalo stabilumui.
• Dykumos plečiasi. Dėl dažnėjančių sausrų Sacharos dykuma kasmet pasislenka į pietus, užimdama Sahelio regiono (pusdykumių ir savanų) teritorijas.
• Kalnų ledynai traukiasi. Šylant klimatui, nyksta „snieguotoji žemė“ (Tierra Nevada) kalnuose, o žemesnės juostos kyla aukštyn.

Šie pokyčiai ne tik keičia pasaulio žemėlapį, bet ir kelia milžinišką grėsmę biologinei įvairovei, nes daugelis rūšių nespėja prisitaikyti prie taip greitai kintančių sąlygų.