Страница 4 из 37
Сходство минералов с живыми организмами отмечается и другими исследователями. А книга Я.Е. Гегузина так и называется «Живой кристалл». В ней автор прямо говорит: «Люди, посвящающие свою жизнь кристаллу, часто воспринимают его живым… Вспомните поэтическую прозу поэта камня академика А.Е. Ферсмана, разговаривающего с обломком минерала как с живым существом, которое умеет прятаться от зоркого глаза искателя, а в ответ на обиду или несправедливость менять окраску — розовую на черную» (1987, с. 5).
И как не привести здесь проникновенное четверостишие Тютчева:
Исследования минералогов последних лет подтвердили существование общих фундаментальных законов, согласно управляющих различными царствами природы. И глубоко прав был В.И. Вернадский, когда говорил, что «условия зарождения кристалла позволят выяснить нам общие физические основы, отвечающие форме законов, обусловливающих явления зарождения организма, т. е. жизни» (1979, с. 153).
Сходство биологического и минерального с неизбежностью доказывает, что познать окружающий нас мир и найти общий язык с ним можно, только опираясь на принципы единства всего существующего и на понимание живых организмов и самого человека как части биосферы. На это со всей определенностью указывал В.И. Вернадский, отмечавший, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны. В настоящее время мы имеем основания утверждать, что сама биосфера и вся Земля могут рассматриваться как глобальный организм, в котором все его компоненты постоянно взаимосвязаны и выполняют вполне конкретные функции, существенное нарушение которых приводит к дискомфорту планетарного организма и его болезни.
Последующие разделы книги посвящены изложению разрабатываемого нами учения об экологических функциях биосферы и почвенного покрова как узла планетарных связей. Именно знакомство с этими функциями убеждает нас в справедливости исходной посылки: Земля — единый организм.
«Кровь» Земли
В свое время выдающийся гидролог и почвовед Г.Н. Высотский назвал воду, содержащуюся в почве, ее кровью. С полным основанием мы можем именовать гидросферу нашей планеты кровью Земли. Сейчас уже однозначно доказано, что вода в жидкой и газообразной фазах оказывается главным действующим «лицом», приводящим в движение планетарнобиосферный организм и определяющим взаимодействие его различных компонентов.
Именно знакомясь с тем, как контактирует водная оболочка с другими составляющими биосферы (почвой, нижними слоями атмосферы, земной корой, живым веществом — совокупностью организмов планеты), мы убеждаемся в том, что все существующее на Земле завязано в одно целое. Особенно тесна связь водного и воздушного океанов. Поэтому охарактеризуем прежде всего основные атмосферные функции гидросферы, обратив внимание вначале на климатоформирующую роль водной оболочки, в первую очередь Мирового океана.
Удивительно, но факт, что, хотя воздушная оболочка Земли находится ближе к нашему светилу, аккумуляция солнечного тепла и последующая трата его на метеоролические процессы осуществляются главным образом гидросферой, а не атмосферой. Так, вклад Мирового океана в содержание тепла в воздухе примерно в 120 раз больше вклада самой атмосферы. Объясняется это просто: солнечное тепло поглощают и воздух, и вода, но общая масса водной оболочки во много раз больше воздушной. К тому же у воды сама способность аккумулировать тепло (ее теплоемкость) в 4 раза выше, чем у воздуха. Поэтому не случайно, что общее количество солнечной энергии, накапливаемой в течение года океаном, измеряется колоссальной величиной — 29,7 * 1019 ккал, что составляет почти 80 % всей радиации, достигающей поверхности Земли (36,5 * 1019 ккал). В результате Мировой океан оказался главным аккумулятором солнечного тепла на планете — в нем содержится 76–1022 ккал тепла, что многократно больше того количества тепловой энергии, которое ежегодно поступает от Солнца на Землю (Кан, 1982).
Гидросфера Земли определяет не только общую энергетическую подзарядку воздушной оболочки. От нее тесно зависят многие Конкретные метеорологические явления: осадки, облачность, перемещения воздушных масс и др. Воздушная среда, и прежде всего ее надокеаническая часть, вносит определяющий вклад и в возникновение экстремальных явлений. Ярким примером могут служить мощные тропические циклоны. Установлено, что циклоны средней силы только за сутки выделяют энергию, равную примерно 5*109 Дж, что эквивалентно энергии 500 тыс. атомных бомб, сброшенных на Хиросиму и Нагасаки. За 10 дней существования такого циклона высвобождается энергия, достаточная для удовлетворения энергетических потребностей такой страны, как США, в течение 600 лет (Кан, 1982).
Природа тропических циклонов достаточно сложна, но одной из важных причин их зарождения оказывается повышенная температура верхнего слоя океана, определяющая количество пара, поступающего в атмосферу.
В отношении воздушной оболочки гидросфера выполняет еще одну важную функцию — она оказывается одним из регуляторов ее газового состава и во многом определяет содержание в воздухе кислорода, углекислого газа и других летучих компонентов. И опять на первое место по влиянию выходит Мировой океан, который, в частности, способствует сохранению оптимального содержания CO2 в атмосфере. Дело в том, что морская вода в состоянии связывать значительную часть избыточного количества углекислоты, в результате чего CO2 в океане оказалось в 60 раз больше, чем в атмосфере. Для благополучия биосферы данная способность океана имеет исключительное значение. Ведь если произойдет, например, двукратное увеличение CO2 в воздушной оболочке, то средняя температура поверхности Земли может вследствие парникового эффекта повыситься на 2–4 °C, что вызовет сильнейшее глобальные изменения климата. Произойдут таяние льда, подвижка природных зон и другие негативные явления.
Такая мрачная перспектива весьма реальна, если человечество не обуздает свой безумный норов. Но, увы, пока этого не происходит. По-прежнему в атмосферу в результате хозяйственной деятельности поступает избыток CO2 и других парниковых газов, а поверхность водной оболочки сильно загрязняется, что затрудняет ее нормальный газообмен с атмосферой. Масштабы загрязнения весьма значительны. Ежегодно в океан попадает порядка 6 млн т нефти и нефтепродуктов. А достаточно 25 млн т нефти, чтобы вся поверхность Мирового океана могла покрыться пленкой в одну десятую микрона (Залогин, 1983).
Водная оболочка играет значительную роль в эволюции атмосферы.
Появление сотни миллионов лет назад воздушной среды с высоким содержанием кислорода было связано вначале с фотосинтетическими морскими организмами, жизнедеятельность которых в течение многих миллионов лет способствовала накоплению огромных запасов кислорода в атмосфере и появлению в ней защитного озонового экрана. И сейчас эти организмы одни из основных поставщиков кислорода в атмосферу.
Не менее значительно и впечатляюще влияние воды на формирование почвенной оболочки (педосферы) и каменной оболочки (литосферы), в связи с чем обособляются педосферные и литосферные функции гидросферы. Среди этих функций выделяются размельчение, растворение и перемещение водными потоками веществ почвенной и каменной оболочек. Масштабы данных процессов поразительны. Достаточно сказать, что, по данным А.П. Лисицына, только реками ежегодно выносится с континентов более 25 млрд т вещества, мобилизованного на водоразделах. Кроме того, значительный объем работы по перемещению, измельчению и растворению твердого вещества выполняет Мировой океан за счет размывания берегов, донной эрозии, переотложения находящихся в нем осадков и др.