Часть II человек в биосфере
Хозяйственная деятельность человека вносит дисгармонию в естественные циклы вещества и энергии. Благодаря значительному энергетическому вкладу в производственные процессы движение веществ ускоряется. Наряду с их физическим перемещением создаются новые химические соединения. И в том и в другом случае антропогенные потоки вещества оказывают дестабилизирующее влияние на природные экосистемы. Эффект антропогенного загрязнения окружающей среды приобрел во второй половине XX в. глобальное значение.
А. Учение о биосфере
Особая роль в развитии учения о биосфере - оболочке Земли, строение и организованность которой обусловлены жизнедеятельностью организмов, - принадлежит В. И. Вернадскому (1960). По его утверждению, биосфера - планетарное явление космического характера. Мысль о жизни как о космическом явлении, пишет Вернадский, существовала уже давно. В конце XVII в. голландский ученый X. Гюйгенс в книге "Космотеорос", переведенной в России по инициативе Петра I, сделал следующее научное обобщение: "жизнь есть космическое явление, в чем-то резко отличное от косной материи". Вернадский назвал это обобщение "принципом Гюйгенса".
Глава 6 феномен идей в.И. Вернадского
После нескольких лет гражданской войны, полной экономической разрухи, уже с конца 20-х гг. намечается бурный взлет творческой мысли в России, ведущую роль в котором играла интеллигенция, сохранившая свой духовный потенциал и перенесшая его в новое общество. Этот парадокс, заключавшийся в том, что несмотря на преследования и физическое уничтожение интеллигенции, Россия в 30-е гг. вышла на передовые рубежи мировой науки, объясняет известный русский генетик В. С. Кирпичников.
В дореволюционной России наука была связана в основном с университетами. Отбор на университетские кафедры студентов был очень строгим. Высокое качество преподавания сопровождалось возможностью стажировки по окончании университета в самых лучших научных лабораториях за рубежом. В европейских странах существовали даже специальные русские научно-технические центры.
Обстановка высокой требовательности к студентам и молодым специалистам, широкие возможности контактов с крупнейшими европейскими учеными, свободное владение несколькими иностранными языками - все это обусловило появление в России в предреволюционные годы "могучей кучки" ученых. Среди биологов (экологов) и географов можно назвать таких выдающихся деятелей науки, как И. П. Павлов, К. А. Тимирязев, А. Н. Северцов, Н. М. Книпович, В. Л. Комаров, В. Н. Сукачев, Г. Ф. Морозов, Л. С. Берг, Г. Н. Высоцкий и другие. В их числе был и великий энциклопедист XX в. В. И. Вернадский.
В. И. Вернадский в студенческие годы в Петербурге был учеником В. В. Докучаева, которого справедливо называют основоположником современной физической географии. Докучаев первым в конце XIX в. отметил присущую географии потребность синтезировать знания частных наук для комплексного изучения природы земной поверхности. Приведем его слова, подытоживающие достижения естествознания XIX в. и намечающие новые задачи географии: "Не подлежит сомнению, что познание природы - ее сил, стихий, явлений и тел - сделало в течение XIX столетия такие гигантские шаги, что само столетие нередко называют веком естествознания, веком натуралистов. Но всматриваясь внимательнее в эти величайшие приобретения человеческого знания..., нельзя не заметить одного весьма существенного и важного недочета— Изучались, главным образом, отдельные тела - минералы, горные породы, растения и животные - и явления, отдельные стихии - огонь (вулканизм), вода, земля, воздух, в чем, повторяем, наука и достигла Удивительных результатов, но не их соотношение, не та генетическая, вековечная и всегда закономерная связь, какая существует между силами, телами и явлениями, между мертвой и живой природой, между растительными, животными и минеральными царствами, с одной стороны, и человеком, его бытом, и даже духовным миром - с другой. А между тем именно эти соотношения, эти закономерные взаимодействия и составляют сущность познания естества, ядро истинной натурфилософии - лучшую и высшую прелесть естествознания".
Небольшая книга Вернадского вышла в свет в 1926 г. Он написал ее в возрасте 63 лет. Понимание идей Вернадского пришло только в 60-е гг. нашего столетия. Оно крепло по мере осознания человечеством угрозы экологического кризиса. Решение глобальных экологических проблем невозможно без понимания законов, управляющих живыми организмами в биосфере.
Вернадский раскрывает ведущую роль живых организмов в трансформации солнечной энергии и преобразовании веществ, слагающих наружные оболочки Земли: "По существу, биосфера может быть рассматриваема как область земной коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию, - пишет Вернадский, - лучи Солнца обуславливают главные черты механизма биосферы... Солнцем в корне переработан и изменен лик Земли, пронизана и охвачена вся биосфера".
Живое вещество, по словам Вернадского, выполняет космическую функцию, связывая Землю с космосом: "Вещество биосферы благодаря им (солнечным лучам - К. П.) проникнуто энергией; оно становится активным, собирает и распределяет в биосфере полученную в форме излучений энергию, превращает ее в конце концов в энергию в земной среде свободную, способную производить работу... Лик Земли ими меняется, ими в значительной мере лепится. Он не есть только отражение нашей планеты, проявление ее вещества и ее энергии - он одновременно является и созданием внешних сил космоса".
Вернадский подчеркивает, что, используя солнечную энергию, живое вещество выполняет гигантскую химическую работу. Поскольку речь идет о преобразовании живыми организмами земных веществ, Вернадский назвал эти процессы биогеохимическими: "Жизнь захватывает значительную часть атомов, составляющих материю земной поверхности. Под ее влиянием эти атомы находятся в непрерывном, интенсивном движении. Из них все время создаются миллионы разнообразнейших соединений. И этот процесс длится без перерыва десятки миллионов лет..."
Остановимся на изложении ключевых положений учения о биосфере, используя работы не только Вернадского, но и современных авторов: 1) определим понятие "биосфера", 2) рассмотрим функции живого вещества и 3) сформулируем закон сохранения (бережливости).