ერთიანობა და მთლიანობა გეოგრაფიული გარსის ერთ-ერთი ის უმთავრესი კანონზომიერებათაგანია, რომელიც გამოვლინდება მისი ყველა კომპონენტის ისეთ ურთიერთკავშირსა და დამოკიდებულებაში, როდესაც ნებისმიერი მათგანის მცირეოდენი ცვლილებაც კი იწვევს მთელი გარსის ერთიანობის დარღვევას. ამავე დროს არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ გეოგრაფიული გარსი არ არის კომპონენტთა მექანიკური ნაზავი, არამედ ესაა ხარისხობრივი და რაოდენობრივი სპეციფიური ნიშან-თვისებების მატარებელი სხეული, რომელიც ვითარდება ერთიანად და მთლიანად. ეს უკანასკნელი კი განპირობებულია ენერგიის და ნივთიერებათა უწყვეტი მიმოქცევით, რომელშიც
ჩართულია მისი ყველა კომპონენტი: ლითოსფერო, ჰიდროსფერო, ატმოსფერო, ბიოსფერო თავისი განვითარების ნოოსფეროს ეტაპით. ლითოსფეროში მიმდინარე ნივთიერებათა ცვლა მოიცავს მთელ ჰიპერგენეზის ზონას. მასში არსებული ქიმიური ელემენტები მონაწილეობს დიდ წრებრუნვაში, რომელიც განვითარების სხვადასხვა სტადიას განიცდის ზედა მანტიის ღრმა ფენებიდან, ვიდრე
ლითოსფეროს ზედაპირამდე. დედამიწის ზედაპირზე მაგმური ქანი ექვემდებარება გამოფიტვას. გამოფიტვის პროდუქტები ჩაიტანება ოკეანეებსა და ზღვებში და ასე წარმოიქმნება დანალექი ქანების მძლავრი შრეები. ისინი თანდათანობით იძირება სიღრმეში და მაღალი ტემპერატურისა და წნევის პირობებში გარდაიქმნება მეტამორფულ ქანებად. გალღობისას ისევ წარმოიქმნება მაგმა, რომელიც ხელსაყრელი პირობების შექმნისას ისევ დედამიწის ქერქის ზედა ჰორიზონტებში შეიძლება მოხვდეს.
ატმოსფეროში ნივთიერებისა და ენერგიის წრებრუნვა წარმოდგენილია ზოგადი ცირკულაციის სახით, აგრეთვე პლანეტარული მასშტაბის ჰაერის ნაკადების მოძრაობით.
ამასთანავე, ატმოსფეროს ზოგადი ცირკულაციის ფონზე იქმნება რეგიონული და ადგილობრივი მიმოქცევებიც. ჰიდროსფეროში მიმდინარეობს წყლის დიდი და პატარა წრებრუნვა; კერძოდ ოკეანეში იგი წყლის მასების ჰორიზონტული და ვერტიკალური გადაადგილებითაა გამოვლენილი. ამასთანავე ხმელეთის წყლებიც აქტიურადაა ჩართული ნივთიერების და ენერგიის მიმოცვლაში. იქმნება მდინარეთა კალაპოტები, ტბები, ჭაობები, მყინვარები, მიწისქვეშა წყლების სხვადასხვა სიღრმის და ტიპის ჰორიზონტები, რომლებშიც განთავსებული წყალი გარკვეულ დროს ოკეანეებსა და ზღვებში ჩაედინება და კვლავ მოხვდება დიდ თუ
მცირე წრებრუნვაში. გეოგრაფიული გარსის ერთიანობა და მთლიანობა განსაკუთრებით მკვეთრად ჩანს ბიოსფეროში, რომელშიც სხვადასხვა ტემპერატურისა და წნევის ქვეშ უწყვეტად მიმდინარეობს ნივთიერებათა და ენერგიის გაცვლა და მოძრაობა, ხორციელდება ნებისმიერ აგრეგატულ მდგომარეობაში მყოფი სხეულების მასიური გადატანა. წრებრუნვები განსხვავდება თავისი სირთულით. ერთში მიმდინარეობს ნივთიერებათა მექანიკური გადაადგილება (ატმოსფეროს ზოგადი ცირკულაცია, ოკეანური დინებები); მეორეში შეიმჩნევა ნივთიერებათა აგრეგატული ცვლილება (წყლის მიმოქცევა); მესამეში კი მიმდინარეობს ქიმიური გარდაქმნა (ფოტოსინთეზი).
გეოგრაფიული გარსის ბუნებრივი სისტემის ერთიანობა იმდენად მტკიცე და უდაოა, რომ ის საყოველთაო ხასიათს ატარებს: გეოგრაფიული გარსის ყოველი კომპონენტი, მთავარი იქნება ის თუ შექმნილი, (რელიეფი, ნიადაგი, წყლები, ორგანული
სამყარო და ა.შ.) არსებობს და ვითარდება თავისი კანონებით, მაგრამ ეს პროცესები არც ერთ კომპონენტში იზოლირებულად არ მიმდინარეობს, რადგან ისინი მჭიდრო ურთიერთკავშირშია. ეს კავშირები მყარია, და ერთიანობა კი ყოვლისმომცველი, რადგან
ერთი რომელიმე კომპონენტის შეცვლა, ყველა დანარჩენის შეცვლას იწვევს. საბოლოოდ კი ადრინდელისგან რადიკალურად განსხვავებული გეოგრაფიული მოვლენებისა და პროცესების მიმდინარეობას ეთმობა ადგილი. მთელი სისტემის შეცვლის მასშტაბურობა სხვადასხვაა და მისი ცალკეული შემადგენელი ნაწილების მასშტაბზეა დამოკიდებული. განსხვავებულია გეოგრაფიული გარსის საგნებისა და მოვლენების ცვლილებათა ინტენსივობა და დინამიურობაც, მაშინაც კი, როდესაც ეს ერთი და იგივე საგანს ან მოვლენას ეხება, აღნიშნულ განსხვავებას გეოგრაფიული გარემოს ადგილობრივი თავისებურებები განაპირობებს; ასე მაგ.:იმის მიხედვით, თუ როგორი ჰავის პირობებში და რომელ გეოგრაფიულ სარტყელში მოხვდება, ერთი და იგივე ჯიშის მცენარე განსხვავებული ტემპით და ინტენსივობით ხარობს და იზრდება, ისიც ცნობილია, რომ ხე-მცენარეები ტროპიკებში უფრო სწრაფად იზრდება, ვიდრე ზომიერ სარტყელში.
ცოცხალი ორგანიზმების ატმოსფეროს, ჰიდროსფეროსა და ლითოსფეროსთან ურთიერთზემოქმედების შედეგად მიმდინარეობს ენერგიისა და ნივთიერების ბიოლოგიური აქტიური წრებრუნვა. გეოლოგიური ციკლების შესახებ მეცნიერული თეორია ვ. ვერნადსკიმ განავითარა. იგი წერდა: დედამიწის ქერქის მატერიის უმეტესი ნაწილი იმყოფება მუდმივ მოძრაობაში, მიგრაციაში და ქმნის შექცევად და ჩაკეტილ ციკლს. მათი აღდგენა ზედაპირზე მზის ენერგიის და ცოცხალი ორგანიზმების მიერ ხდება. ხოლო სიღრმეში ატომგულური ენერგიის საშუალებით. დედამიწის გრანიტოვანი გარსი ვერნადსკის აზრით, სწორედ „წარსულის ბიოსფეროს“ ოლქია. ენერგიისა და
ნივთიერების ბიოლოგიური წრებრუნვა ორი ურთიერთსაწინააღმდეგო პროცესისაგან შედგება: მზის ენერგიის მეშვეობით არაცოცხალისაგან ცოცხალი ორგანიზმები წარმოიქმნება. საპირისპიროდ მიმდინარეობს ცოცხალი ორგანიზმების, ორგანული
ნივთიერებების დაშლა და მათი მინერალებად გარდაქმნა. პირველ პროცესს ფოტოსინთეზი ეწოდება. ესაა ბუნებრივი, რთული პროცესი,
რომელიც ყოველწლიურ წრებრუნვაში ბიოსფეროს უდიდეს მასას ითრევს და განსაზღვრავს ჟანგბადის პოტენციალის სიდიდეს. იგი არის მზის ენერგიით განპირობებული ქიმიური რეაქცია , რომელშიც მწვანე მცენარეულობის ქლოროფილი მონაწილეობს. რეაქციის შედეგად წყლისა და ნახშირორჟანგის სინთეზით, წარმოიქმნება ორგანული ნივთიერება და გამოიყოფა თავისუფალი ჟანგბადი. ამ რეაქციის უმარტივეს ორგანულ პროდუქტს გლუკოზა წარმოადგენს.
ფოტოსინთეზს აწარმოებს ხმელეთის მცენარეულობა, მტკნარი წყლის წყალმცენარეები და ოკეანის პლანქტონი. ფოთოლში წარმოქმნული ორგანული ნივთიერებები მიეწოდება ღეროსა და ფესვებს, სადაც სინთეზში ჩაერთვება ნიადაგიდან მიღებული მინერალური ნაერთები: აზოტის, გოგირდის, კალიუმის, კალციუმის, ფოსფორის მარილები. საინტერესოა, აღვნიშნოთ, რომ 10 მლნ. წლის განმავლობაში
ფოტოსინთეზში გადამუშავდა წყლის მასა, რომელიც მთელი ჰიდროსფეროს მოცულობის ტოლია. 6-7 წლის განმავლობაში შთაინთქმება და ახლდება ატმოსფეროში არსებული მთელი ნახშირორჟანგი, ხოლო 4 000 წლის მანძილზე – ატმოსფეროს მთელი „მსუბუქი“
ანუ მცენარეული ჟანგბადი. დაძაბულობა ხაზს უსვამს იმ ფაქტს, რომ ბიოსფეროში არსებობის განმავლობაში მსოფლიო ოკეანის წყლის მასა წრებრუნვაში 300-ჯერ მოხვდა, ხოლო ატმოსფეროს ჟანგბადი არანაკლებ მილიონჯერ.
როგორც ზემოთ უკვე აღვნიშნეთ, ორგანული მასის წარმოქმნის პარალელურად მიმდინარეობს საპირისპირო პროცესი: ამ მასის ხრწნა და დაშლა. მცენარეების და ცხოველების სუნთქვის შედეგად იხრწნება რთული ორგანული შენაერთები და გარდაიქმნება უმარტივეს მინერალურ ნაერთებად. პროცესი ძირითადად მიკროორგანიზმების მეშვეობით წარიმართება. სწორედ მათი დახმარებით იშლება ნივთიერება მინერალების უმარტივეს ელემენტებად, ამ დროს გამოთავისუფლდება და გარემოს გადაეცემა ფოტოსინთეზის დროს დაგროვილი და გამოყენებული ენერგია; ე.ი. ბიოლოგიური წრებრუნვის მეშვეობით მზის ენერგია გარდაიქმნება ქიმიური,
მექანიკური, სითბური სახის ენერგიებად და გეოგრაფიულ გარსში მიმდინარე პროცესების უმეტესი ნაწილის ენერგიის წყაროდ იქცევა.
ნივთიერებათა ბიოლოგიური წრებრუნვა არ არის ჩაკეტილი. ორგანიზმების კვდომისას ნიადაგში ბრუნდება არა მარტო ის ელემენტები, რაც მისგან იქნა წაღებული, არამედ ახალი, თვით მცენარის მიერ შექმნილი. ნიადაგში დარჩენის, ,ან დანალექი ქანების წარმოქმნის შემდეგ, ზოგიერთი ნივთიერება საკმაოდ დიდი ხნით ეთიშება წრებრუნვას. ორგანული ნივთიერებების წარმოქმნა და დაშლა – ურთიერთსაწინააღმდეგო, მაგრამ ერთმანეთისგან განუყოფელი პროცესებია; რომელიმე მათგანის დაჩქარება ან გამოკლება
დაუყოვნებლივ მიგვიყვანს სიცოცხლის გაქრობამდე. თუ მხოლოდ ორგანული ნივთიერებების დაგროვება მოხდება, მაშინ ატმოსფეროს აღარ ექნება ნახშირორჟანგი; ლითოსფეროს – ფოსფორი, გოგირდი, კალიუმი; თანმიმდევრულად ფოტოსინთეზი შეწყდება და მცენარეები განადგურდება. რაც მთელი ცოცხალი სამყაროს განადგურების საწყისი გახდება; მეორე მხრივ, თუ ხრწნის პროცესი გაიზრდება მთელი ორგანული მასა სწრაფად დაიშლება მინერალურ ნაერთებად და სიცოცხლე ამჟამადაც შეწყდება. გეოგრაფიული გარსის ჩამოყალიბება განაპირობა ბიოსფეროს, ატმოსფეროს, ლითოსფეროსა და ჰიდროსფეროში ნივთიერებისა და ენერგიის უდიდესი რაოდენობის
უწყვეტმა წრებრუნვამ. ურთიერთზემოქმედების შედეგად ცვლილება განიცადა პირველადმა გარსებმა რადგან შეიცვალა მათი შემადგენლობა, შეიძინა რა ახალი ნიშან–თვისებები, მოხდა მათი ტრანსფორმაცია. მცენარეული სამყაროს ფართოდ გავრცელებამდე ატმოსფეროში ჟანგბადის დაგროვება მანტიის დეგაზაციის შედეგად შედარებით ნელა მიმდინარეობდა და ისიც მინერალების ჟანგვაზე იხარჯებოდა. როგორც კი ოკეანეში გაჩნდა ფოტოსინთეზატორი მცენარეულობა, ჟანგბადის დაგროვების პროცესი დაჩქარდა.
ცოცხალი ორგანიზმები ქმედით მონაწილეობას იღებენ აზოტის მიმოქცევაში. მაღალგანვითარებული და დიდი მცენარეები მას მხოლოდ ”ფიქსირებულს”, ანუ მათთვის მისაწვდომ შენაერთებში გადაყვანილს ითვისებენ. პროცესს ხელს უწყობს ნიადაგში არსებული აზოტფიქსატორი ბაქტერია. ფიქსირებული აზოტის წყაროდ ითვლება პარკოსანი მცენარეებიც: ლობიო, სოიო, ბარდა და სხვა. ცხოველები აზოტს მცენარეული საკვებიდან იღებენ; ატმოსფეროს კვლავ უბრუნდება აზოტი, რომელიც დენიტრიფიკატორი ბაქტერიების დახმარებით ორგანული ნივთიერებების ხრწნის შედეგად წარმოიქმნება.
CO2-ის მიგრაცია ორი გზით მიმდინარეობს. ნახშირორჟანგი ხმელეთზე შთაინთქმება ფოტოსინთეზატორი მცენარეებით დღისით, მზის ენერგიის საშუალებით და გამოიყოფა სხვა ცოცხალი ორგანიზმების და ღამით იგივე მცენარეების მიერ; ნახშირორჟანგი ათასობით ან მილიონობით წლების განმავლობაში ქვანახშირში, ტორფში, საწვავ ფიქლებში შეიძლება განამარხდეს, რომელთა გამოყენების შემდეგ ისევ წრებრუნვაში მოხვდება.
ნაწყვეტი დედამიწათმცოდნეობიდნ