Сложно судить о том, что следует считать великим теоретическим открытием в географии. Однако вряд ли можно спорить о значении таких достижений, как определение размеров и наиболее точной формы нашей планеты, познание ее общей структуры и взаимодействия отдельных частей между собой. Сюда относится учение о геосферах.
Идея существования сфер небесных и земных относится к временам доисторическим и сохранилась в мифах некоторых народов, живущих в разных концах света: в Сибири и Австралии, в экваториальной Африке и Центральной Америке. Значит, люди с давних пор задумывались не только о непосредственном своем окружении, но и о всем Мироздании.
Возможно, мысль о многослойных небесах появилась в результате наблюдений за видимым движением звездного небосвода, Солнца, Луны, а также облаков, расположенных на разных высотах. О слоях каменных можно было догадаться, разглядывая обрывы рек или оврагов. Нельзя сбрасывать со счета и проницательность, воображение, интуицию людей. Часто поэтический взгляд на природу бывает плодотворней, чем упрощенный и формальный узконаучный подход. Для крупных научных обобщений необходим, помимо обширных знаний, творческий порыв и яркое воображение. Не случайно ученого, который первым разработал концепцию земных сфер, называли геопоэтом.
«Эпитет «геопоэт», – писал академик В. А. Обручев, – является почетным. В общении с природой – величайшим поэтом – Зюсс черпал вдохновение, облекая свои научные труды в художественную форму…»
Австрийский геоморфолог и геолог Эдуард Зюсс первым сумел мысленно охватить взглядом всю Землю, с ее океанами, материками, атмосферой и подземным таинственным миром. В 1875 году Э. Зюсс предложил выделять: атмосферу (воздушную оболочку), гидросферу (природные воды), литосферу (от греческого «литос» – камень) – твердую земную кору, ниже которой, по его мнению, расположена магмасфера, где горные породы находятся в расплавленном или пластичном состоянии.
В XX веке благодаря геофизическому зондированию земных недр выяснилось, что сплошной магматической сферы нет, хотя на глубинах порядка 100–200 км каменные массы находятся преимущественно в пластичном, ослабленном состоянии. Эта оболочка получила сначала название тектосферы (от греческого «тектос» – оплавленный), а затем укоренился другой термин – астеносфера (от греческого «астенос» – слабый, непрочный).
В начале XX века английский океанолог Джон Мёррей обобщил: «Глядя на нашу землю… мы можем видеть духовным оком, что она состоит из концентрических сфер, или слоев вещества в газообразном, жидком и твердом или «сверхтвердом» состоянии. Им дали название геосфер, а именно: атмосферы, гидросферы, литосферы, биосферы, тектосферы и огромной центросферы… Взаимодействием этих геосфер с энергией, получаемой из внутренних и внешних источников, можно объяснить все существующие на поверхности нашей планеты явления».
Однако разделение планеты на оболочки – это лишь первое приближение к реальности. Например, магнитосфера или ионосфера, находящаяся на границе воздушной сферы и космического пространства, образует так называемые радиационные пояса, сжатые со стороны Солнца (под напором солнечных излучений) и вытянутые в противоположном направлении. Асимметрично расположена гидросфера: воды Мирового океана сосредоточены преимущественно в том полушарии, где находится Тихий океан.
Земная кора тоже распределена неравномерно. По составу она разделяется на океаническую, более тяжелую и менее мощную, и континентальную. На это одним из первых указал Мёррей. Тем самым удалось выяснить принципиальное отличие прибрежных, или внутренних, морей от океанов, которое заключается в строении и составе земной коры, подстилающей толщу воды.
Дно морей сложено земной корой континентального типа с разнообразными осадочными породами, достигающими большой мощности (десятки километров) и метаморфическими, измененными в глубоких недрах (преимущественно гранитного состава). Дно океанов сложено своеобразной корой океанического типа с тонким однообразным осадочным слоем и плотными массивами горных пород преимущественно базальтового состава.
Среди геосфер Зюсс, а затем Мёррей выделили совершенно особенную, являющуюся средой обитания для живых организмов и местом взаимодействия воздушной, водной и каменной оболочек. Они назвали ее биосферой. Само по себе указание на существование такой сферы еще нельзя считать великим географическим открытием. Но последующая разработка этой идеи имела колоссальное значение для наук о Земле, в первую очередь для географии и экологии.