Следы былых биосфер, или Рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологическо

Знаменитый американский ботаник Фриц В. Вент, с которым мне посчастливилось встречаться на XII Международном ботаническом конгрессе в Ленинграде, как-то подсчитал, что современное население земного шара потребляет в 1000 раз больше пищи и сырья, нежели их может дать девственная природа нашей планеты. Иными словами, человечество уже повысило продуктивность биосферы на три порядка. Но и это не предел — расчеты показывают, что она может быть увеличена еще в 7—10 раз. Теоретической основой решения этой проблемы является учение В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере, так созвучное со словами его любимого поэта — Федора Ивановича Тютчева:

Следует, однако, оговориться, что идеи В. И. Вернадского о ноосфере пока еще далеки от повсеместного и полного внедрения в жизнь. Известный американский эколог Дж. Э. Хатчинсон писал в 1970 г.: «Под ноосферой Вернадский понимал сферу разума, которая должна прийти на смену биосфере, сфере жизни. К сожалению, за четверть века, прошедшую после этих слов, мы могли убедиться в том, насколько неразумными были почти все изменения, внесенные человеком в биосферу. И все же предсказанный Вернадским переход — в его глубочайшем смысле — единственный выход для человечества, продолжающего укорачивать свою жизнь на миллионы лет».

Действительно, еще не так давно человечество чисто потребительски относилось к природе, пренебрежительно окрестив ее окружающей средой. Природа представлялась резервуаром неисчерпаемых возможностей, неким объектом «покорения». Но «как могу я, человек, покорять природу, если сам я есть не что иное, как ее разум, ее мысль? В нашем быту это выражение «покорение природы» существует лишь как рабочий термин, унаследованный из языка дикарей. Энгельс, Вернадский, Циолковский разъяснили нам подлинную суть этого явления», — взволнованно писал Николай Заболоцкий.

Сегодня человечество начинает осознавать, что «покорение природы» может привести лишь к катастрофе. В то же время человечеству, чтобы существовать, неизбежно приходится влиять на биосферу, перестраивать ее. Поэтому необходимо найти какой-то компромисс между «покорением» природы и «невмешательством» в нее.

Поискам конструктивного решения современной экологической проблемы посвящена международная программа «Человек и биосфера». В ее рамках составляются научно обоснованные прогнозы изменения биосферы и разрабатываются рекомендации, направленные на обеспечение разумной хозяйственной деятельности человека, которые будут сочетать материальное благополучие людей с нормальным функционированием биосферы. Наша страна активно участвует в разработке этой программы.

Трудным путем идет человечество к осознанию своей роли в биосфере и своей ответственности за нее. Однако этот путь неизбежен, и разум должен победить. Вспомним вещие слова Вернадского: «Цивилизация культурного человечества — поскольку она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере, — не может прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее геологически, сложившейся организованности биосферы» [25].

Глава вторая. Живое вещество

В книге «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения» Вернадский поставил вопрос о типах вещества, слагающих биосферу [26]:

«Вещество ее (биосферы. — А. Л.) состоит из семи глубоко разнородных природных частей, геологически не случайных.

Во-первых, из совокупности живых организмов, живого вещества, рассеянного в мириадах особей…

Во-вторых, мы имеем дело с веществом, создаваемым и перерабатываемым жизнью… с биогенным веществом, источником чрезвычайно мощной потенциальной энергии (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и т. д.). Живые организмы в нем после его образования геологически малодеятельны.

В-третьих, мы имеем вещество, образуемое процессами, в которых живое вещество не участвует: косное вещество, твердое, жидкое и газообразное…

Четвертая часть — это биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамические равновесные системы тех и других. Таковы вся океаническая и почти вся другая вода биосферы, нефть, почва, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль…

В-пятых, вещество, находящееся в радиоактивном распаде в форме немногих относительно прочных радиоактивных элементов… Мы здесь имеем дело с химическими элементами сложного изотопного состава, проникающими все вещество биосферы и идущими вглубь на глубину, нам неизвестную…

С другой стороны, все вещество биосферы и, по-видимому, только биосферы, проникнуто шестой формой вещества — рассеянными атомами, которые непрерывно создаются из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений…

Наконец, седьмым типом земного вещества является вещество космического происхождения…» (курсив везде Вернадского. — А. Л.).

Во второй главе книги мы рассмотрим типы вещества, распространенные в биосфере, обращая особое внимание на живое вещество.

Н. Б. Вассоевич, рассматривая классификацию типов вещества по Вернадскому, отметил, что логически она не является безупречной, так как выделенные категории вещества частично перекрывают друг друга (например, вещество космического происхождения одновременно является и косным). С другой стороны, печальный опыт человечества, приобретенный уже после смерти В. И. Вернадского, научил нас, что радиоактивные изотопы (например, стронций‑90) накапливаются живыми организмами и, следовательно, могут входить в состав как живого, так и косного вещества. Что же касается «биокосного вещества», то его нельзя рассматривать в качестве особого типа вещества, поскольку оно, по определению Вернадского, состоит из двух веществ — живого и косного. Следовательно, по своему характеру это не единое вещество, а динамическая система, что подчеркивает и сам Вернадский (этот вопрос подробнее мы рассмотрим в главе пятой).

Свою классификацию видов вещества в биосфере В. И. Вернадский строил по нескольким параметрам:

а) по характеру самого вещества (живое или косное);

б) по характеру исходного вещества (выделяются биогенное вещество и косное вещество, в образовании которого жизнь не участвует);

в) по признаку радиоактивности (выделяется вещество, находящееся в радиоактивном распаде);

г) по степени дисперсности молекулярной структуры (выделяется вещество, представленное рассеянными атомами);

д) по признаку земного или внеземного происхождения (выделяется вещество космического происхождения).

Попытаемся в матричной форме представить генетическую классификацию типов вещества биосферы. В качестве классификационных выберем три основных параметра: а) характер вещества: живое или неживое; б) градации по исходному материалу: образовавшееся из живого вещества — биогенное и образовавшееся из неживого вещества — абиогенное; в) признак земного или внеземного происхождения (табл. 1). Радиоактивность и степень дисперсности молекулярной структуры в качестве параметров классификации опускаем.

Таблица 1

Типы вещества биосферы Земли