reforef.ru 1 ... 46 47 48 49

БИОСФЕРА
В первой половине XX века география как наука землеописания столкнулась с неожиданной принципиальной трудностью: она стала терять объект своих исследований.

Делать новые открытия, описывая неведомые прежде земли и воды, стало практически невозможно. Все более или менее крупные территории и акватории нашей планеты были уже исследованы с географической точки зрения.

Что же в таком случае считать главным объектом современной географии? Или она исчерпала себя как единая дисциплина и превратилась в разрозненные конкретные науки о климате, реках, озерах, болотах, морях, рельефе и прочих природных земных объектах?

Такие вопросы вставали перед географами. К этому времени разделение и дробление наук зашло так далеко, что специалисты в смежных областях порой перестали понимать и интересоваться достижениями друг друга. Казалось, что единая география перестала существовать. Дополнительную сложность привнесло появление так называемой экологии человека, возникшей на основе биоэкологии и посвященной острой проблеме взаимодействия общества с окружающей средой.

Короче говоря, пришло время выяснить, что считать основным объектом географии XX века. И тут выяснилось, что к традиционной физической географии пришла пора добавлять химическую, изучающую распространение и динамику химических элементов и соединений в ландшафтах и в целом на планете. Возникла новая область знаний — геохимия, одними из основателей и разработчиками которой были замечательные отечественные ученые В.И. Вернадский и А.И. Ферсман. Она существенно дополнила комплекс наук о Земле.

Поиски географами своего объекта привели к ситуации казусной, если не сказать нелепой. Было предложено таковым объектом считать географическую оболочку. Столь странное понятие, ничего по сути не проясняя, давало лишь иллюзию объяснения, тавтологию: география изучает географическую оболочку, а географическая оболочка — это объект, изучаемый в географии. (Прямо по Чехову: «…какое правление в Турции? Известно какое… турецкое…») Что же это за такая особенная «землеописательная» оболочка? В чем ее основные особенности?


Сейчас, в начале XXI века, образованному человеку ясно, что речь идет о биосфере — среде жизни. Но полвека назад это понятие еще только входило в обиход естествоиспытателей. Один из крупнейших русских советских географов Л.С. Берг писал в 1943 году:

«Не приходится распространяться о том, что понятие биосферы имеет важнейшее значение для географа. К биосфере относятся земные оболочки, в изучении которых наиболее заинтересован географ: атмосфера (точнее, тропосфера), гидросфера, верхняя часть суши (литосферы). В биосфере разыгрываются физические и биологические процессы, оказывающие существеннейшее влияние на все стороны жизни человека».

Может показаться, будто открытие биосферы — нечто само собой разумеющееся и не относящееся к великим географическим достижениям. Такое впечатление обманчиво. Понимание огромного значения живых организмов в жизни всех приповерхностных оболочек Земли — воздушной, водной и каменной — пришло далеко не сразу. Лишь в XIX веке благодаря трудам замечательных географов: немцев Александра Гумбольдта, Фридриха Ратцеля и Карла Риттера, француза Элизе Реклю, русского Василия Васильевича Докучаева. Об изменении природной среды ландшафтом, человеком обстоятельно писал американец Георг Марш.

Первый не очень определенный общий обзор биосферы дал в конце XIX века австрийский геоморфолог и геолог Эдуард Зюсс. Однако из его текста трудно определить, имел ли он в виду только совокупность живых организмов и почв («пленку жизни») или всю среду обитания, включая тропосферу, гидросферу и верхнюю часть земной коры. Английский океанолог Джон Меррей в начале XX века предложил такое определение:

«Биосфера. Где только существует вода или, вернее, вода, воздух и земля соприкасаются и смешиваются, обыкновенно можно найти жизнь в той или иной из ее многих форм. Можно даже всю планету рассматривать как одетую покровом живого вещества. Давши нашему воображению немного больше свободы, мы можем сказать, что в пределах биосферы у человека родилась сфера разума и понимания, и он пытается истолковать и объяснить космос, мы можем дать этому наименование психосферы».


Создать основы учения о биосфере удалось Владимиру Ивановичу Вернадскому в небольшом, но очень емком, насыщенном идеями и фактами труде «Биосфера» (1926). Он писал об «особой охваченной жизнью оболочке», которая закономерно развивается на границе планеты с космической средой.

Показательно, что эпиграфом к сугубо научному очерку «Биосфера в космосе» он взял начало стихотворения Ф. Тютчева:
Невозмутимый строй во всем,

Созвучье полное в природе…
Ученый старался раскрыть именно гармоничное сочетание природных процессов, определяющее существование и развитие области жизни, где взаимодействуют три геосферы и живое вещество. Познание таких закономерностей, изучение строения и динамики биосферы — это и есть наиболее общая глобальная задача географии как единой науки.

Во второй половине XX века учение о биосфере постепенно (увы, слишком медленно) стало занимать место в центре естествознания, и прежде всего наук о Земле — геологических и географических. Изучение биосферы явилось в значительной степени и открытием объекта современной географии. Потому что в геологии охват геосфер значительно более широкий в пространстве (литосфера) и времени (миллиарды лет геологической истории). Ее объект, можно сказать, биогеосфера, включающая глубокие недра планеты.

Казалось бы, в общих чертах все прояснилось, в дальнейшем остается только кропотливо анализировать отдельные детали биосферы и всю ее целиком как природный объект, с которым в настоящее время происходят значительные перемены в связи с глобальной технической деятельностью человека. Однако в действительности биосфера все еще остается для нас Терра Инкогнита — Землей Неведомой. Одну из проблем сформировал сам Вернадский:

«Как мог образоваться этот своеобразный механизм земной коры, каким является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующей в течение сотен миллионов лет геологического времени, мы не знаем. Это является загадкой, так же как загадкой в общей схеме наших знаний является и сама жизнь».


Но это лишь одна из проблем, причем не самая принципиальная. Вернадский много раз писал о геологической вечности жизни. Целый ряд ученых и философов считали жизнь таким же обязательным качеством Мироздания, как пространство, время, энергия, материя, движение (и разум?). До сих пор остается в силе принцип живое — от живого. Несмотря на все ухищрения биохимиков и немалые затраты сил и средств, так и не удалось искусственно синтезировать даже примитивный организм из «неживой материи». Проблема происхождения жизни, возможно, просто некорректно поставлена, вернее было бы говорить о сущности и эволюции жизни.

Возникает другой вопрос: можно ли считать биосферу живым организмом, а не просто совокупностью взаимодействующих геосфер?

Вернадский сначала писал о механизме биосферы. Но с годами предпочел другое определение: организованность биосферы, ясно давая понять, что речь идет об организме, а не механизме.

По его словам: "Организм фактически, реально неотделим от биосферы. В нашей жизни мы непрерывно несем ее с собою, ибо являемся неразрывной и неотделимой частью биосферы. Слово «механизм» поэтому научно удобно отбросить, говоря не только о живом организме, но и о среде жизни — биосфере.

Надо приспособлять в биосфере атомную модель мира к организму, а не к механизму".

Область жизни имеет все признаки живого организма: она активно преобразует солнечную энергию, перерабатывает минеральные массы земной коры, синтезирует сложные химические соединения из простых, осуществляет обмен веществ.

Правда, как витающее в космосе тело биосфера не способна размножаться, скажем, дроблением. Но она рассеивает в окружающее пространство пыльцу и споры растений. А одно из творений биосферы — человек — посылает из ее недр космические аппараты к другим небесный телам. Есть все основания говорить о космической функции биосферы как аккумулятора солнечной энергии и развивающейся сверхсложной системе, способной создавать себе подобные. Это — космический организм.


И тогда возникает еще один вопрос, до сих пор в науке даже не поставленный: можно ли считать биосферу не только живым, но и разумным организмом?

Положительный ответ вполне вероятен уже потому, что устроена биосфера значительно сложнее, чем организм человека или его головной мозг (хотя говорить о мозге вне всего организма и его окружения можно только абстрактно или как о бессмысленном сгустке нейронов и глиальных клеток).

Мы обычно сопоставляем более сложное устройство нервной системы с более высоким интеллектом. Следовательно, если биосфера находится на более высоком уровне организованности, чем человек, и она его сотворила, то почему бы не считать ее разумным космическим телом? Быть может, прав был антрополог и философ Тейяр де Шарден, когда писал о мудром Духе Земли? Или — Платон, считавший Вселенную живым организмом.

Возможно, новый интеллектуальный рывок географических наук в XXI веке будет связан именно с изучением биосферы как живого и разумного космического организма. Такой неожиданный путь исследований открывает учение Вернадского о биосфере. Быть может, только на этом пути удастся нам осмыслить связь места и роли человека с земной природой и научиться жить в гармонии с ней.

Вспомним о том, какое продолжение имеет приведенный выше отрывок из стихотворения Федора Тютчева:
Лишь в нашей призрачной свободе

Разлад мы с нею сознаем.

Откуда, как разлад возник?

И отчего же в общем хоре

Душа не то поет, что море,

И ропщет мыслящий тростник?

На эти вопросы поэт ответил в другом своем стихотворении. Оно адресовано в немалой степени современным ученым, которые даже вечно живую цветущую биосферу в своих узко ограниченных научных работах явно или неявно предполагают мертвым телом. Хотя их задача — научиться понять хотя бы малую долю мудрости Земли.

Не то, что мните вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик —

В ней есть душа, в ней есть свобода,

В ней есть любовь, в ней есть язык…

ГОРИЗОНТЫ КОСМОГЕОГРАФИИ
Крупные географические достижения нередко были связаны с техническим прогрессом. Небольшой навигационный прибор — компас — позволил совершать протяженные маршруты в открытом море. Надежные суда позволили завершить освоение Мирового океана, подводные аппараты — проникнуть в его глубины. Воздухоплавание открыло новые страницы в истории освоения и познания атмосферы…

В октябре 1957 года Советский Союз запустил на околоземную орбиту первый искусственный спутник Земли. С той поры русское олово «спутник» стало международным. Его впервые в смысле околоземного искусственного тела использовал Ф.М. Достоевский в романе «Братья Карамазовы»: черт рассуждал о запущенном в околоземное пространство топоре. Однако, к счастью, спутники не превратились в оружие убийства, а стали мощным инструментом в изучении земных и космических объектов.

12 апреля 1961 года в первое космическое путешествие отправился гражданин СССР Юрий Гагарин. «Поехали!» — лихо сказал он, возносясь в космическое пространство. Ему довелось первому из людей увидеть нашу планету из космоса. Правда, полет его продолжался всего 108 минут и в географическом отношении ничего нового не принес. Однако был проторен путь к дальнейшим небывалым доселе исследованиям Земли, а затем и других планет Солнечной системы.

21 июля 1969 года американские астронавты Нейл Армстронг и Эдвин Олдрин стали первыми землянами, посетившими другую планету — Луну. Затем последовали другие межпланетные перелеты, на Землю доставляли все больше лунных горных пород (оказавшихся не слишком отличающимися от земных). Автоматические космические станции стали вычерчивать вокруг Земли свои траектории, а некоторые отправлялись в дальние маршруты к Меркурию, Марсу, Венере и к другим планетам, а также к их спутникам.


Возникли странные названия наук: география и геология Луны, геоморфология Марса, геохимия Венеры… Можно сказать, стали оформляться космогеография и космогеология. Но ведь Гея — это наша Земля, и на первый взгляд для космических объектов это слово не подходит. Но почему-то не появились лунология, марсология (о венерологии в этом ряду и говорить нечего). Так получилось стихийно и, как выясняется, вполне справедливо. Потому что познание других планет мы осуществляем с наших земных позиций, на основе наших земных наук.

В настоящее время космогеография развивается в двух магистральных направлениях.

Первое: исследования Земли из космоса.

При этом добывается много новой информации о нашей планете; уточняются топографические и геологические карты, осуществляется экологический мониторинг (наблюдения за крупными экологическими катастрофами, аномалиями, загрязнением и разрушением природной среды). Важную роль играют метеорологические спутники, позволяющие, в частности, прослеживать пути циклонов, тайфунов.

Иногда говорят, что спутники помогают находить месторождения полезных ископаемых. Это явное преувеличение. Поиски и разведка месторождений — комплексные непростые работы, в которых материалы космических наблюдений могут служить лишь в качестве дополнительных материалов. Но в ряде случаев из космоса, действительно, удается разглядеть такие природные объекты, которые на земной поверхности порой остаются незамеченными. Это относится к так называемым кольцевым структурам. Об этом писал ученик Вернадского К.П. Флоренский, один из пионеров космогеографии и космогеологии: «Среди важных процессов, которые ранее не привлекали серьезного внимания геологов, следует назвать процессы ударного кратерообразования, типичного для Луны, Меркурия, Марса и его спутников. Несомненно, что и для Земли в догеологический этап ее развития роль этих процессов была значительной». Правда, сравнительно быстро выяснилось, что кольцевых структур на Земле очень много и они различны как по размерам (до тысяч километров в диаметре), так и по происхождению. Но в любом случае перед учеными открылись новые проблемы и объекты исследований.


Второе: исследования космических тел с Земли.

Один из первых опытов применения знаний о Земле для изучения других планет относится к XVIII веку. В трактате М.В. Ломоносова «О слоях земных» сопоставляются черты рельефа нашей планеты и ее спутника. (Кстати, Ломоносов первым доказал существование атмосферы на Венере.)

Позже было отмечено сходство вулканов Земли и Луны. Были высказаны предположения о том, что темные пятна на Луне определяются базальтовыми излияниями, а красноватый цвет Марса — широким распространением пустынь. И та и другая гипотезы подтвердились при непосредственном изучении этих небесных тел.

Подлинной планетой вулканов оказалась Ио — ближайший спутник Юпитера, размером чуть больше Луны. Серия снимков с космической станции «Вояджер-1» позволила обнаружить на Ио гигантские облака вулканических выбросов, огромные кальдеры, далеко протянувшиеся лавовые потоки.

Рекордсмен Солнечной системы по размерам вулканических сооружений — Марс. Здесь находится группа уникальных вулканов. Кальдера одного из них — Арсии — образует правильную окружность диаметром 125 км. Высота горы Олимп (тоже вулкана) в несколько раз превосходит соответствующие земные образования: более 24 км (по некоторым данным — 27 км).

Сравнительные характеристики планет представляют для исследователей ценный материал для познания природы. Вот, к примеру, сведения о вулканах. Почему высочайшие вершины на Марсе примерно в три раза превышают высочайшие земные горы? Ведь сам по себе Марс по размерам значительно уступает Земле.

Судя по всему, именно в этом и заключается причина. Масса Марса втрое меньше земной. Следовательно, и сила притяжения, гравитации, на Марсе также втрое меньше. Это позволяет горам достигать рекордных высот.

Ну а почему так происходит? Почему гравитация мешает земным горам расти?


К сожалению, ученые пока еще не удосужились решить эту загадку. Но, по-видимому, объяснение такое. Под большим давлением и при воздействии высоких температур горные породы на определенных глубинах (преимущественно в слое астеносферы на глубине 50—100 км) находятся в пластичном состоянии. Под тяжестью вышележащих толщ они начинают «расползаться». Гора вздымается до тех пор, пока силы разрушения, эрозии не будут уравновешены силами поднятия, а также с процессом растекания. Последний тем сильнее, чем выше гора. И если на Марсе давление горы на свое основание при прочих равных условиях втрое меньше, чем на Земле, то и возвышаться марсианский гигант будет втрое выше земного. Вид Земли со стороны Луны

Мы обсудили только немногие примеры тех новых задач, которые ставит перед исследователями космогеография, посвященная сравнительному изучению небесных тел нашей Солнечной системы. Она, в частности, помогает нам лучше понять жизнь родной Земли. Поэтому с полным основанием можно считать создание этой отрасли знания одним из великих географических открытий.
(c) Вече, 2001

Спасибо, что скачали книгу в бесплатной электронной библиотеке RoyalLib.ru

Написать рецензию к книге

Все книги автора

Эта же книга в других формата


1

2


3


4


5


6


7


8



<< предыдущая страница