Рудольф Баландин
100 великих загадок географии
Наша планета – живая?
Если Земля инертное небесное тело, мы имеем полное право распоряжаться с ней так, как нам удобно и выгодно. «Мы молодые хозяева Земли». Дано нам высшей силой (как сказано в Торе и Ветхом Завете): «Плодитесь и размножайтесь, и наполняйте землю, и обладайте ею…»
Создав могучую технику, человек стал покорителем земной природы, владыкой планеты, независимым самодержавным царём животных и растений. Такое мнение возникает благодаря глобальным моделям, пусть даже и умственным. Человечество в философии, а затем и в географии стали привычно представлять в образе Титана (у философа Томаса Гоббса – Левиафан). Его деятельность выглядит как процесс, порождённый его волей и желанием. Хотя в действительности это стихийный процесс, вызванный появлением на планете новой биотехнической силы.
Начав использовать тягловых животных, люди резко увеличили свой энергетический потенциал. Это был период технической цивилизации. Он чётко виден на схеме ступеней роста энергетической эволюции Техносферы. Следующие этапы: использование водяного колеса (Средневековье), паровой машины, ракеты.
На каждом этапе энергетические возможности техногенеза увеличивались в десятки, а затем в сотни и тысячи раз. Разве человек контролировал эти процессы? Планировал их? Нет.
Биосфера живёт по своим законам, благодаря которым был создан человек. Никакой он не титан. Развивается цивилизация стихийно, а не по его воле и разуму. Отдельные люди в разных странах делали научные открытия, изобретения, создавали механизмы, машины. Всё это рано или поздно становилось достоянием общества. Тут более подойдёт образ муравейника. (Философ А.А. Зиновьев написал антиутопию «Глобальный человейник».)
Идея живой Земли (выше – Бог) по аббатисе Хильдегарде Бингенской (ХII в.)
В центре человек-микрокосм: «Он несёт в себе небеса и землю, в нём сокрыты все вещи»
Сложные технические системы, промышленные комплексы подчинили себе людей. Недаром начались бунты луддитов, крушивших машины. О каком человеке-титане может идти речь?
В отличие от муравья индивидуальный человек способен осмысливать свои действия. Насколько он свободен? В своей квартире, на работе, в транспорте надо подчиняться жёстким правилам. С детства воздействуют на нас внешние силы. Каждый из нас входит в явные или незримые сообщества семьи, друзей и знакомых, организаций, данной страны. Свободен бомж, лицо без определённого места жительства – несчастный изгой.
Мифологический образ человека-титана дробится на мелкие части, образуя единую фигуру лишь в воображении мыслителя. Глобальный человейник раздирают противоречия. Единым целым он предстаёт лишь как обезличенный фактор глобального техногенеза. А у этого стихийного процесса свои законы.
На планете Земля в реальной глобальной модели, а не поэтической человечество действует как фактор техногенеза. Оно стихийно создаёт и укрепляет механизм Техносферы, который подавляет и подчиняет себе организм Биосферы, существовавший миллиарды лет.
Именно – глобальный организм.
Английский географ Д. Стоддарт в статье «Организм и экосистема как модели географически систем» вспомнил о том, что немецкие натуралисты ХIХ века проводили аналогию нашей планеты с живым организмом. В 1920 году американский географ С.Р. Драйер высказался решительно: «Сама Земля является организмом, а география изучает её анатомию, физиологию и психологию».
Выходит, Земля не только живая, но и одухотворённая. Как это понимать? Художественный образ? Аллегория?
…Некогда Землю обожествляли, считали её матерью всего живого. Как писал американский этнограф Э. Тэйлор, Мать-земля – одна из великих мифологических личностей. Индейцы Южной Америки при землетрясении говорили, что это Мать-земля пляшет, повелевая им танцевать. Команчи, индейцы Северной Америки, обращались к земле как к матери. Так полагали многие племена Африки, Азии, Европы.
Славяне издавна называли Землю матушкой, а Солнце – батюшкой. Человек, по словам Джордано Бруно, «сын Отца-Солнца и Земли-Матери». То же можно сказать обо всех обитателях нашей планеты.
В Средние века Землю сравнивали с живым организмом. Реки – артерии, вулканы – нарывы; в земных недрах – жилы (название это сохранилось в геологии), по которым течёт горючая подземная кровь – нефть. Землетрясения происходят потому, что вздрагивает живая планета…
Эти поэтические взгляды быстро забылись, когда Галилей, Ньютон и другие учёные создали классическую механику. Эта наука помогала строить механизмы и машины, выражать в формулах падение камней и полёт планет… Многое на свете подчиняется законам механики.
Люди стали рассматривать Мироздание как необычайно сложный и тонко выверенный механизм, подобный заводной игрушке или часам. На эту мысль наводит строгое размеренное движение небесных тел. Солнечные часы были первыми хронометрами. Французский философ XVIII века Ламетри написал смелый трактат «Человек – машина». Там, к примеру, сказано: «Человеческое тело – это самостоятельно заводящаяся машина, живое олицетворение беспрерывного движения». Мысль интересная, но вызывает недоумение. Какая машина сама заводится? В какой машине внутреннее вещество всегда находится в беспрерывном движении? Почему мёртвая машина приравнивается к живому организму? Или между живыми и неживыми телами нет никакого различия?
Отвечая на подобные вопросы, учёные пришли к мнению, что неживой механизм и живой организм отличаются принципиально. Французский биолог и геолог Жорж Кювье назвал организм «вихрем атомов». Надо добавить: устойчивая и чрезвычайно тонко устроенная система атомных вихрей, способная к саморазвитию и саморегуляции.
Но организмы обитают не в космическом пространстве, не сами по себе. Они являются частью земной природы. А она – механизм или организм?
Школьные учебники внедряют в юные умы принцип разделения природы на живую и мёртвую. К живой относят животных и растений, грибы и микробы, а к мёртвой – моря и реки, равнины и горы, воздух и облака, планеты и звёзды. Но если в мире господствует мёртвая материя, какой смысл жизни человека? Как говорится, из праха вышел и прахом станешь. Да и все живые организмы – результат случайных соединений атомов…
Остаётся в силе эмпирическое обобщение: живое – от живого. Нет ни одного факта, опровергающего этот принцип. Даже если удастся когда-нибудь синтез организма, это будет достижением человека, его ума и воли. То есть и в таком случае живое и разумное синтезирует живое существо.
Обитатели Земли рождены в лоне Биосферы. Значит, Землю следует считать живым глобальным организмом.
Такой вывод нелеп с позиций биологии. В какую категорию организмов отнести планету? Животное, растение, гриб, одноклеточное? Или это особая разновидность организмов космической среды?
Логично считать механизмом инертную (косную) систему с принудительной динамикой, лишённую внутреннего обмена веществ и возможности самостоятельно развиваться, а также порождать живые существа.
Организм имеет противоположные свойства. Суть жизнедеятельности, как отметил Ф. Энгельс, в «постоянном самообновлении химических составных частей».
О различии живых и неживых тел писал Жан Батист Ламарк в начале ХIХ века («Философия зоологии»). Организм индивидуален и не сводится к индивидуальности слагающих его молекул. Он состоит из разных частей, в каждой из которых свои молекулы. В нём взаимодействуют жидкости, газы и твёрдые вещества. Все его части подчинены целому организму и действуют в этом отношении целенаправленно.
Земная область жизни Биосфера обладает всеми этими свойствами. Правда, планета находится в полной гравитационной зависимости от своей звезды. Но из этого ещё ничего не следует. Растения не двигаются по своей воле, хотя живут и дают жить животным. Биосфера абсолютно зависима от солнечной энергии. То же относится к любым живым организмам.
В Биосфере идёт постоянный интенсивный обмен веществ между воздушной, водной и каменной оболочками. Солнечная энергия аккумулируется в разных формах – глобальный фотосинтез! – усложняя минералы и горные породы, увеличивая их разнообразие при участии живых существ.
Земные организмы возникли в пределах области жизни. Значит, именно она – божественная Гея! – сотворила их. Они так же, как она, осуществляют обмен веществ, впитывают солнечную энергию, развиваются.
«Между неживыми, или неорганическими, телами и телами живыми существует огромная разница, глубокий разрыв, – писал французский биолог Жан Батист Ламарк. – Эти два рода тел настолько далеки один от другого, что ни одно неорганическое тело не может быть сближено даже с самым простым живым телом». Уточним: простых живых организмов, в отличие от кристаллов, не бывает. Даже те, которых называют простейшими, сложней любой технической системы. Ламарк назвал биосферой сферический живой организм. Множество простейших имеют округлую форму. Они возникли на заре геологической истории, сохраняя сходство с Биосферой Земли.
Постоянное обновление, сложные превращения энергии и информации, круговороты веществ, творческая эволюция (сопряжённая с деградацией и вымиранием ряда видов) – вот характерные особенности живых организмов, от микробов до Биосферы.
Почему миллиарды лет шло развитие белковых форм? Ответ в общем виде: потому что они – порождение живого глобального организма. Живое творит жизнь. Мёртвая механическая система на это не способна.
Более полутора столетия назад русский геолог Г.Е. Щуровский писал: «Все части органических тел, составляя целое, живут, а будучи отделены от него, умирают. Так минералы, взятые порознь, оторванные от своего целого, от материка, представляются нам массами вещества без жизни, без движения, нередко без физиономии, определённо выраженной. Но те же минералы в совокупности со своим целым, в материке, выказывают жизненные действия… Мировая жизнь горит и в безмолвном бытии минерала».
В нашем организме тоже присутствуют минералы, а то и камни; отдельные молекулы не являются живыми организмами. Но все они вместе образуют невероятно (именно – невероятно!) сложную систему, которая не может возникнуть благодаря сочетанию случайных событий.
Получается так, будто в науку вернулись средневековые вымыслы о живой Земле. Но теперь этот организм представляют иначе.
Глубинные каменные сферы – наша надёжная опора – вряд ли выдерживают сравнение с живым организмом. При огромных давлениях и температурах в них затруднено движение веществ и почти прекращаются химические реакции (или мы о них не имеем представления).
Между внешними и глубинными геосферами находится земная оболочка, в которой происходит постоянный, интенсивный, сложно организованный обмен веществ. Это – Биосфера. Она обладает всеми признаками живого организма. В ней обитают, с ней взаимодействуют и являются её органичной частью многообразные живые существа.
Биосфера делает нашу планету живой, одухотворённой. Есть мнение, что она обладает разумом. Но этот вопрос уводит нас далеко за пределы географии. Его мы коснёмся в эпилоге.
Где граница Биосферы?
Многие народы предполагали существование слоёв небесных и земных. Эта догадка на тысячелетия опередила научные представления о геосферах.
Как можно догадаться о небесных слоях? Наблюдая облака. Они нередко выстраиваются в несколько ярусов. Подсказку о слоях земных дают крутые обрывы рек и морей, горных склонов. Здесь нередко обнажаются различные слои.
На бубнах шаманов встречаются изображения небесных и подземных ярусов, куда во время камланий – ритуальных молений – отправлялась странствовать душа колдуна (как ему казалось и как верили его соплеменники). В сказках северного народа манси упоминаются три неба и трёхъярусное подземелье.
Древние инки насчитывали до тринадцати небесных и до девяти подземных сфер. В Коране пророк Мухаммед описал шесть ужасных адских бездн и семь райских небесных сводов, волею Аллаха поднятых ввысь. (Поэтому говорят: человек от радости находится на седьмом небе.)
Средневековый итальянский поэт Данте в «Божественной комедии» рассказал о путешествии в глубинные круги ада, где томятся и страдают души грешников, а также к высотам рая – обители праведников и ангелов.
В XIX веке идея о сферах планеты стала оформляться как научная теория или, точнее, эмпирическое обобщение. Оно основано на бесспорных фактах: слоистая воздушная оболочка, Мировой океан и воды наземные и подземные, почвы, слои горных пород. Но это, можно сказать, поверхностный взгляд. По физическим признакам и химическому составу анатомия Земли выглядит так:
• центральное ядро и обволакивающая его мантия;
• каменная оболочка (литосфера), включающая земную кору;
• водная оболочка (гидросфера), охватывающая все воды планеты;
• воздушная оболочка (атмосфера), состоящая из тропосферы, стратосферы и ионосферы, или термосферы;
• радиационные пояса, магнитосфера.
Кроме того, выделяются три комплексные оболочки, охватывающие несколько взаимодействующих геосфер:
• морозная (криосфера), преходящая из атмосферы в ледники, вечную мерзлоту и морские льды;
• область жизни (Биосфера);
• область человеческой деятельности (Техносфера).
Все геосферы находятся в гармоничном единстве. Они взаимодействуют между собой слабо или активно, косвенно или непосредственно.
Земля – единое целое. Вместе с тем она – покорная спутница Солнца, которое щедро одаривает её энергией своих животворных лучей. Благодаря этому на планете миллиарды лет развивались живые существа, происходили чудесные изменения лика Земли.
Совместными усилиями Земли и Солнца, геосфер и живых организмов был создан род человеческий, а там и появились на свет мы с вами.
Можно было бы сказать, что география изучает геосферы. Но она лишь упоминает о глубоких недрах планеты. Нередко пишут: география изучает географическую оболочку. Тавтология! В таком случае геология изучает геологическую оболочку, астрономия изучает астрономические объекты, химия – химические соединения…
На мой взгляд, более корректно такое определение: географические науки изучают строение и жизнь Биосферы (физическая география) и Техносферы (экономическая география).
Летопись жизни на Земле непрерывна; Биосфера развивалась миллиарды лет
В начале прошлого века английский океанолог Дж. Мёррей писал: «Биосфера. Где только… вода, воздух и земля соприкасаются и смешиваются, обыкновенно можно найти жизнь, в той или иной из многих её 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».
Если иметь в виду современное распространение живых существ, то пределы области жизни установить несложно. Организмы заселяют всю гидросферу, включая дно глубочайших океанических впадин. В атмосфере они поднимаются до границы стратосферы.
Споры бактерий и плесневых грибков, пыльца растений встречаются в стратосфере, на высоте 30–35 км. Судя по всему, они способны выходить в космическое пространство. Но это вряд ли можно считать расширением биосферы, ибо активной жизни нет даже в стратосфере.
Живые организмы пронизывают почву и определяют её особенности. В земную кору они проникают неглубоко. Некоторые бактерии живут на глубинах до 3–4 км. Таковы пределы биосферы с современной точки зрения.
Другая картина получается, если взглянуть на область жизни, исходя не из нашего обыденного опыта, а из масштабов пространства и времени планеты. Жизнь Биосферы длится без перерыва несколько миллиардов лет. За этот срок земная кора много раз обновлялась, перемещались материки. Всё это определяет существование не отдельных организмов, а Земли как планеты.
Классическая биосфера (с маленькой буквы), о которой много и ёмко писал В.И. Вернадский, выделена по формальному признаку, без учёта взаимодействия геосфер в геологической истории. Пришла пора отказаться от такого взгляда, ограниченного современными рамками.
Если иметь в виду живую планету, а не только существование отдельных организмов, пределы Биосферы (с большой буквы) следует значительно расширить. Она как живой глобальный организм осуществляет обмен веществ со всеми тремя оболочками (атмосфера, гидросфера, литосфера) и с живыми организмами. В недра планеты она проникает до мантии, в атмосферу – до озонового слоя, возникшего благодаря фотосинтезу бактерий и растений.
Значит, Биосфера простирается до высоты 40–70 км и до глубин 15 км на океанских равнинах до 80–90 км на континентах. Её границы значительно более обширные, чем принято считать. Это и есть подлинная область жизни Земли.
Глобальный обмен веществ
Из космоса на Землю постоянно поступают главным образом мелкие пылевидные частицы общей массой от десятков тысяч до десятков миллионов тонн. В среднем – около 1 миллиона т. Для планеты эта величина ничтожна. Живые организмы ежегодно перерабатывают во много тысяч раз больше вещества, чем его поступает из космоса.
В Биосфере источником разнообразных атомов и молекул является почти исключительно литосфера. Некоторые вещества поступают из мантии планеты, но доля их вряд ли значительно больше, чем масса космической пыли, метеоритов.
Извне к нам льются потоки энергии в виде солнечных излучений.
Обмен веществ в области жизни происходит примерно так же, как в нашем организме: разнообразными большими и малыми круговоротами атомов и молекул. Так взаимодействуют газы атмосферы, природные воды гидросферы, минералы и горные породы земной коры с живыми организмами.
«Вечно идёт обмен атомами между воздухом и землей, – писал академик А.Е. Ферсман. – Подвижные атомы кислорода внедряются из воздуха в организмы; молекулы угольной кислоты (углекислого газа) разлагаются растениями, создавая постоянный круговорот углерода, а в глубине Земли, стремясь вырваться к поверхности, кипят огненные расплавы тяжёлых пород…
Всё живёт вокруг нас. И чем больше наша наука овладевает природой, тем шире раскрывается перед ней действительная картина всех движений окружающего нас мирового вещества».
Подобные движения в Биосфере невероятно сложны. Когда мы говорим, например, о круговороте воды на Земле, то имеем в виду простейшие схемы. Ведь он дробится на бесчисленные большие и малые круговороты, охватывает мельчайшие ручейки и родники, лужи, капельки тумана, пар, который выдыхаем мы, жидкость, движущуюся от корней дерева к листьям и там испаряющуюся, росинку на цветке…
При этом происходят химические превращения воды, а потому её круговороты являются частью химических круговоротов тех атомов, которые в ней растворяются, из неё осаждаются, переходя в минералы, живые организмы.
Учёные внимательно изучают ход круговоротов отдельных веществ, рисуют соответствующие схемы. Эти исследования важны для сельского хозяйства и охраны здоровья людей. Ведь в почвах, воде, воздухе могут накапливаться вредные вещества, наносящие ущерб здоровью (радиоактивные элементы, тяжёлые металлы, ядовитые соединения).
Некоторые ландшафты, напротив, обеднены химическими элементами, необходимыми для жизнедеятельности. От этого тоже могут страдать растения, животные, люди. Например, недостаток йода нарушает обмен веществ, вызывает увеличение щитовидной железы.
Обмен веществ в Биосфере (простейшая схема)
В XX веке возникла новая отрасль знаний, изучающая химические особенности природных зон и отдельных территорий: геохимия ландшафта, у истоков которой стояли В.В. Докучаев, А.Е. Ферсман, В.И. Вернадский, Б.Б. Полынов.
Воздух и вода, почвы и живые организмы испытывают животворное воздействие солнечных излучений, которые приводят в движение атмосферу и гидросферу, определяют жизнь Биосферы.
Обмен веществ у конкретных животных или растений длится недолго. Его прерывает смерть. Только простейшие, бактерии теоретически бессмертны: они не стареют, а дробятся надвое.
Причина «естественной» смерти не вполне выяснена. Понятно, что она завершает жизнь многоклеточных организмов, значит, это «плата за сложность». Ведь когда взаимодействуют миллиарды разнообразных клеток в пределах одного организма и каждая из них сама по себе сложнейший организм, возникает вероятность «сбоя» группы клеток, что со временем может сказаться на всём организме.
Иначе говоря, организм рождается, растёт, развивается, стареет и умирает. У Биосферы обмен веществ со временем не слабел, а, напротив, делался всё интенсивнее. Возрастало количество и разнообразие осадков, скоплений угля, нефти, различных других минералов. Это происходило не равномерно, а циклами, волнами, но общее направление было, что называется, прогрессивным. Главную роль в этом играла деятельность живых организмов (по А.Е. Ферсману – биогенез).
Наиболее наглядный пример – эволюция растений и животных, развитие нервной системы, мозга (цефализация – от греческого слова, означающего «голова»). Несмотря на вымирание огромного числа видов, на периодические стрессы Биосферы во время ледниковых периодов, она вновь развивалась, усложнялась, процветала…
Так было до определённого момента, с которого началось нечто подобное её старению – совсем недавно по геологическим масштабам времени. С Биосферой происходит что-то неладное. Хотелось бы надеяться, что это всего лишь тяжёлая болезнь, которую удастся преодолеть.
Дело в том, что за последние 10–15 тысячелетий на планете всё быстрее деградируют ландшафты и вымирают животные. Таковы результаты глобальной технической деятельности людей, которую А.Е. Ферсман назвал техногенезом.
Можно возразить: люди воздвигают города, создают сельскохозяйственные угодья, разводят животных, высаживают деревья, орошают сухие земли и осушают болота. Но вместе с тем вырубаются леса, что означает полысение Земли. Всё шире распространяются проплешины пустынь. Не замыкаются геохимические круговороты, а это – нарушение обмена веществ в организме Биосферы, серьёзное заболевание…
В конце XVIII века французский натуралист Бюффон восклицал: «Как отвратительна эта умирающая природа! Это я, только я один могу сделать её приятной и живой: осушим эти болота, оживим эти мёртвые воды, заставим их течь, сделаем из них ручьи, каналы… Своим искусством человек раскрывает то, что она таила в лоне своём: сколько неведомых сокровищ, сколько новых богатств!»
Чуть позже иначе высказался Жан-Батист Ламарк: «Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания».
Кто более прав? Ответ помогает понять суть деятельности людей на планете и подумать о смысле бытия человека. Как меняется Биосфера? Она превращается в Ноосферу, где торжествует разум и научная мысль, или в Техносферу, где господствует техника? Ответ на этот вопрос нам предстоит обсудить в конце книги.
