Реферат: Человек и биосфера
РЕФЕРАТ
на тему:
«Человек
и
биосфера.» Санкт –Петербургский институт
Управления и права
Факультет менеджмента
Реферат
по дисциплине:
Концепция современного естествознания.
Выполнила: Долженкова Д.В.
Преподаватель:
Даринская Ю.А.
г. Санкт-Петербург
2000 г.
Современный мир отличается необычайной сложностью и противоречивостью
событий, он пронизан противоборствующими тенденциями, полон сложнейших
альтернатив, тревог и надежд.
Конец XX века характеризуется мощным рывком в развитии
научно-технического прогресса, ростом социальных противоречий, резким
демографическим взрывом, ухудшением состояния окружающей человека
природной среды.
Поистине наша планета никогда ранее не подвергалась таким физическим и
политическим перегрузкам, какие она испытывает на рубеже XX - XXI веков.
Человек никогда ранее не взимал с природы столько дани и не оказывался
столь уязвимым перед мощью, которую сам же создал.
Что же несет нам век грядущий - новые проблемы или безоблачное будущее?
Каким будет человечество через 150, 200 лет? Сможет ли человек своим
разумом и волей спасти себя самого и нашу планету от нависших над ней
многочисленных угроз?
Эти вопросы, несомненно, волнуют многих людей. Будущее биосферы стало
предметом пристального внимания представителей многих отраслей научного
знания, что само по себе может быть достаточным основанием для выделения
особой группы проблем.
Человечество резко прогрессирует. Миллион лет назад человек почти ничем
не отличался от животного. Он существовал благодаря природе, она щедро
делилась с ним своими дарамии и никто не мог предположить, что спустя
несколько столетий человек станет единственным решающим фактором во
взаимоотношениях с природой.
100 тысяч лет назад человек осваивает огонь и создаёт
примитивные приспособления, которые можно назвать орудиями труда. 10
тысяч лет назад человек осваивает земледелие; это значительно меняет его
жизнь. Возникшие на плодородных почвах, в теплом климате, на берегах
больших рек и теплых морей Древние Цивилизации не очень стремились к
научно-техническому прогрессу, им не приходилось бороться с жестким
климатом севера, чтобы выжить. Но окрепшие в борьбе с суровыми
природными условиями северные государства разрушили более слабые,
неподготовлнные к трудностям южные. Природа сыграла свою роль в истории
образования государств. Но это время прошло. Климатические и другие
природные условия перестали глобально влиять на существование
цивилизаций. Тысячу лет назад уже произошло много всего: уже существуют
государства, существует наука в зачаточном виде.
100 лет назад - человек достиг многого: наука значительно окрепла,
сделано множество открытий, выделилось товарное производство и свободное
предпринимательство. Научно – технический прогресс научил человека
использовать природные ресурсы максимально, но к сожалению, не научил
охранять и беречь природу.
В наше время трудно говорить о влиянии человека на природу, хотя
человечество все еще страдает от стихийных бедствий, климатические
условия все еще влияют на промышленную направленность стран.
XX-й век - гимн развитию. Как только его не называли: и атомным веком и
ракетным. Действительно, это чудо-век, век колоссальных открытий и
колоссальных заблуждений. В начале века Эйнштейн создаёт своё
бессмертное творение и навсегда вносит себя в список физиков под номером
1 и в то же время идет первая мировая война, заканчивающаяся в России
революцией.
В 30-е годы создаётся квантовая физика, которая впоследствии перевернёт
не только представления о мире но и сам мир.
II-я мировая война - это водораздел эпохи. После 2-й мировой
войны человеческая цивилизация совершает бросок во всём. В 70-е
появились первые электронные вычислительные машины, компьютеры.
Последнее десятилетие XX века - стремительное развитие персональных
компьютеров и Интернет.
Мы входим в XXI век, в III-е тысячелетие. Что ждет нас, нашу
цивилизацию?
1. Уровни организации живой материи.
Все живые организмы, населяющие нашу планету, существуют не сами по
себе, они зависят от окружающей среды и испытывают на себе ее
воздействия. Это точно согласованный комплекс множества факторов
окружающей среды, и приспособление к ним живых организмов обуславливает
возможность существования всевозможных форм организмов и самого
различного образования их жизни.
Экология (от греческого oikos - жилище, местообитание) - наука,
изучающая взаимосвязи живых организмов в природе: организацию и
функционирование популяций, биогеоценозов и биосферы в целом; законы
«здорового» состояния как нормы и основы существования жизни.
Живая природа представляет собой сложно организованную, иерархичную
систему. Выделяют несколько уровней организации живой материи.
1.Молекулярный. Любая живая система проявляется на уровне взаимодействия
биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, полисахаридов, а также
других важных органических веществ.
2. Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица размножения
и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных форм
жизни нет, а существование вирусов лишь подтверждает это правило, т.к.
они могут проявлять свойства живых систем только в клетках.
3.Организменный. Организм представляет собой целостную одноклеточную или
многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному
существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и
органов, специализированных для выполнения различных функций.
4.Популяционно-видовой. Под видом понимают совокупность особей, сходных
по структурно-функциональной организации, имеющих одинаковый кариотип и
единое происхождение и занимающих определенный ареал обитания, свободно
скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство,
характеризующихся сходным поведением и определенными взаимоотношениями с
другими видами и факторами неживой природы.
Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом
обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В
этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные
преобразования.
5.Биогеоценотический. Биогеоценоз - сообщество, совокупность организмов
разных видов и различной сложности организации со всеми факторами
конкретной среды их обитания - компонентами атмосферы, гидросферы и
литосферы.
6.Биосферный. Биосфера - самый высокий уровень организации жизни на
нашей планете. В ней выделяют живое вещество - совокупность всех живых
организмов, неживое или косное вещество и биокосное вещество (почва).
1.1. Популяции, сообщества, экосистемы. Принципы их организации.
Популяцией называют группу особей одного вида, обладающих способностью
свободно скрещиваться и неограниченно долго поддерживать свое
существование в определенном местообитании. Популяция - это некоторое
единство, которое определяется общностью занимаемой особями территории
(или акватории), а также общностью их происхождения, сходством строения
и поведения. Например: все особи, обитающие в небольшом озере, или все
деревья одного вида в лесу.
Наиболее близким по значению к значению термина «популяция» является
понятие «племя». Следовательно, популяции состоят из одинаковых
организмов, совместно населяющих определенные участки и связанных между
собой различными взаимоотношениями, которые обеспечивают им устойчивое
существование в данной природной среде.
Слово «популяция» происходит от латинского «популюс» - народ, население.
Экологическую популяцию, таким образом, можно определить как население
одного вида на определенной территории.
Члены одной популяции оказывают друг на друга не меньшее взаимодействие,
чем физические факторы среды или другие обитающие совместно виды
организмов. В популяциях проявляются в той или иной степени все формы
связей, характерные для межвидовых отношений, но наиболее ярко выражены
мутуалистические (взаимно полезные) и конкурентные. Во всех случаях в
популяциях действуют законы, позволяющие таким образом использовать
ограниченные ресурсы среды, чтобы обеспечить оставление потомства.
Достигается это в основном через количественное изменение населения.
Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать
свою численность.
Сообщество (биоценоз) - не просто сумма образующих его видов, но и
совокупность взаимодействий между ними. Как и популяция, сообщество
имеет собственные свойства, проявляющиеся только при изучении его
самого, как, например, видовое разнообразие, структура пищевой сети,
биомасса, продуктивность. Одна из главных задач экологии - выяснить
взаимосвязи между свойствами и структурой (составом) сообщества, которые
проявляются независимо от того, какие виды входят в него.
Каждый организм живет в окружении множества других организмов, вступает
с ними в самые разнообразные отношения, как с отрицательными, так и с
положительными для себя последствиями и в конечном счете не может
существовать без этого живого окружения. Связь с другими организмами -
необходимое условие питания и размножения, возможность защиты, смягчения
неблагоприятных условий среды, а с другой стороны - это опасность ущерба
и часто даже непосредственная угроза существования индивидуума. Всю
сумму воздействий, которую оказывают друг на друга живые существа,
объединяют под названием биотические факторы среды.
Непосредственно живое окружение организма составляет его биоценотическую
среду. Представители каждого вида способны существовать лишь в таком
живом окружении, где связи с другими организмами обеспечивают им
нормальные условия жизни. Иными словами, многообразные живые организмы
встречаются на земле не в любом сочетании, а образуют определенные
сожительства или сообщества, в которые входят виды, приспособленные к
совместному обитанию. Группировки совместно обитающих и взаимно
связанных организмов называют биоценозами (от латинского bios - жизнь,
cenos - общий). Приспособленность членов биоценоза к совместной жизни
выражается в определенном сходстве требований к важнейшим абиотическим
условиям среды и закономерных отношений друг с другом.
Масштабы биоценотических группировок организмов очень различны, от
сообществ подушек лишайников на стволах деревьев или разлагающегося пня
до населения целых ландшафтов: лесов, степей, пустынь и т.п.
Экосистема - это любое сообщество живых существ вместе с его физической
средой обитания, функционирующее как единое целое.
Рассмотрение экосистемы важно в тех случаях, когда речь идет о потоках
вещества и энергии, циркулирующих между живыми и неживыми компонентами
природы, о динамике элементов, поддерживающих существование жизни, об
эволюции сообществ. Ни отдельный организм, ни популяцию, ни сообщество в
целом нельзя изучать в отрыве от окружающей среды. Экосистема, по сути,
это то, что мы называем природой.
Экосистема - понятие очень широкое и применимо как к естественным
(тундра, океан), так и к искуственным комплексам (аквариум). Поэтому для
обозначения элементарной природной экосистемы экологи также используют
термин "биогеоценоз".
Биогеоценоз - исторически сложившаяся совокупность живых организмов
(биоценоз) и абиотической среды вместе с занимаемым ими участком
земельной поверхности (биотопом). Граница биогеоценоза устанавливается
по границе растительного сообщества (фитоценоза) - важнейшего компонента
биогеоценозов.
Итак, биогеоценоз - это составная часть природного ландшафта и
элементарная биотерриториальная единица биосферы.
Все природные экосистемы связаны между собой, и вместе образуют живую
оболочку Земли, которую можно рассматривать как самую большую
экосистему, которая называется биосферой.
.
4. Биосфера и ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости,
биопродуктивность.
4.1. Структура биосферы.
Биосфера включает в себя: живое вещество, образованное совокупностью
организмов; биогенное вещество, которое создается в процессе
жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть,
торф, известняки и др.); косное вещество, которое формируется без
участия живых организмов; биокосное вещество, представляющее собой
совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических
процессов (например, почвы).
Косное вещество биосферы.
Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают
невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит
примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и ограничена слоем
озона, который задерживает губительные для жизни коротковолновую часть
ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут
существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере
земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана - до
10-11 км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что
обусловлено температурой земных недр и условием проникновения воды в
жидком состоянии[3].
Атмосфера.
Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших
количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние
атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и
биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для
биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород,
используемый для дыхания и минерализации мертвого органического
вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон,
экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения.
Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере
благодаря вулканической деятельности, а кислород - в результате
фотосинтеза.
Гидросфера.
Вода - важнейший компонент биосферы и один из необходимых факторов
существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в
Мировом океане, который занимает около 70% поверхности земного шара и
содержит 1300 млн. км3. Поверхностные воды (озера, реки) включают всего
0,182 млн. км3, а количество воды в живых организмах составляет всего
0,001 млн. км3. Значительные запасы воды (24 млн. км3) содержат ледники.
Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид
углерода. Их количество широко варьирует от температуры и присутствия
живых организмов. Диоксида углерода, содержащегося в воде, в 60 раз
больше, чем в атмосфере. Гидросфера формировалась в связи с развитием
литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла
большое количество водяного пара.
Литосфера.
Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в
почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва
включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород,
и органические вещества - продукты жизнедеятельности организмов.
Живые организмы (живое вещество).
Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах
распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах
гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь
сосредоточена главным образом на поверхности Земли, в почве и в
приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в
2,43х1012т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2%
представлена зелеными растениями и 0,8% - животными и микроорганизмами.
Напротив, в океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных
и микроорганизмов - 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена главным
образом на суше. Суммарная биомасса океана составляет всего 0,03х10 12
т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих на Земле.
В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная
закономерность. Из общего числа видов 21% приходится на растения, но их
вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов -
беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых десятая часть -
млекопитающие. Масса живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от
косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в
геохимических процессах. Вещества и энергию, необходимую для обмена
веществ, организмы черпают из окружающей среды. Ограниченные количества
живой материи воссоздаются, преобразуются и разлагаются. Ежегодно,
благодаря жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около
10% биомассы.
4.2. Эволюция биосферы.
Все компоненты биосферы тесно взаимодействуют между собой, составляя
целостную, сложно организованную систему, развивающуюся по своим
внутренним законам и под действием внешних сил, в том числе космических
(солнечного излучения, гравитационных сил, магнитных полей Солнца, Луны
и др. небесных тел)
По современным представлениям, развитие безжизненной геосферы, т.е.
оболочки, образованной .веществом Земли, происходило на ранних стадиях
существования нашей планеты, миллиарды лет назад. Изменения облика Земли
были связаны с геологическими процессами, происходившими в земной коре,
на поверхности и в глубинных слоях планеты и находили проявление в
извержениях вулканов, землетрясениях, подвижках земной коры,
горообразовании. Такие процессы происходят и сейчас на безжизненных
планетах солнечной системы и их спутниках - Марсе, Венере, Луне.
С возникновением жизни (саморазвивающихся устойчивых форм) сначала
медленно и слабо, затем все быстрее и значительнее стало проявляться
влияние живой материи на геологические процессы Земли.
Деятельность живого вещества, проникшего во все уголки планеты, привела
к возникновению нового образования - биосферы - тесно взаимосвязанной
единой системы геологических и биологических тел и процессов
преобразования энергии и вещества. Размеры преобразований,
осуществляемых живой материей, достигли планетарных масштабов,
существенно видоизменив облик и эволюцию Земли.
Так, например, в результате процесса фотосинтеза - деятельности зеленых
растений, образовался современный газовый состав атмосферы, в ней
появился кислород. В свою очередь на активность фотосинтеза существенно
влияет концентрация углекислого газа в атмосфере, наличие влаги и тепла.
Почва является целиком результатом деятельности живого вещества в косной
(неживой) среде. Решающая роль в этом процессе принадлежит климату,
топографии, деятельности микроорганизмов и растений и материнским
породам. Биосфера, возникнув и сформировавшись 1-2 млрд. лет назад (к
этому времени относятся первые обнаруженные остатки живых организмов),
находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.
В биосфере, как в любой экосистеме, происходит круговорот воды,
планетарные перемещения воздушных масс, а также биологический
круговорот, характеризующийся емкостью - количеством химических
элементов, находяшихся одновременно в составе живого вещества в данной
экосистеме, и скоростью - количеством живого вещества, образующегося и
разлагающегося в единицу времени. В результате на Земле поддерживается
большой геологический круговорот веществ, где для каждого элемента
характерна своя скорость миграции в больших и малых циклах. Скорости
всех циклов отдельных элементов в биосфере теснейшим образом сопряжены
между собой.
Установившиеся за многие миллионы лет круговороты энергии и вещества в
биосфере самоподдерживаются в глобальных масштабах, хотя локальные
(местные) изменения структуры и особенностей отдельных экосистем
(биогеоценозов), составляющих биосферу, могут быть значительными.
Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось по
безжизненным пространствам планеты, занимая все потенциально доступные
для жизни места, изменяя их и превращая в места обитания. И уже в
древние времена различные жизненные формы и виды растений, животных,
микроорганизмов, грибов заняли всю планету. Живое органическое вещество,
можно найти и в глубинах океана, и на вершинах самых высоких гор, и в
вечных снегах Приполярья, и в горячих водах источников вулканических
районов.
Такую способность к распространению живого вещества В.И.Вернадский
назвал «всюдностью жизни».
Эволюция биосферы шла по пути усложнения структуры биологических
сообществ, умножения числа видов и совершенствования их
приспособляемости. Эволюционный процесс сопровождался увеличением
эффективности преобразования энергии и вещества биологическими
системами: организмами, популяциями, сообществами.
Вершиной эволюции живого на Земле явился человек, который как
биологический вид на основе многочисленных изменений приобрел не только
сознание (совершенную форму отображения окружающего мира), но и
способность изготавливать и использовать в своей жизни орудия труда.
Посредством орудий труда человечество стало создавать фактически
искусственную среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты
питания, машины и многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила
в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной природной движущей
силой.
4.2.3. Биосфера и человек. Ноосфера.
Первая созданная человеком культура-палеолит (каменный век) -
продолжалась примерно 20-30 тысяч лет. Она совпадала с длительным
периодом оледенения. Экономической основой жизни человеческого общества
была охота на крупных животных: благородного и северного оленя,
шерстистого носорога, осла, лошадь, мамонта, тура. На стоянках человека
каменного века находят многочисленные кости диких животных -
свидетельство успешной охоты. Интенсивное истребление крупных травоядных
животных привело к сравнительно быстрому сокращению их численности и
исчезновению многих видов. Если мелкие травоядные могли восполнить
потери от преследования охотниками высокой рождаемостью, то крупные
животные в силу эволюционной истории были лишены этой возможности.
Дополнительные трудности возникли вследствие изменения природных условий
в конце палеолита. 10-12 тысяч лет назад наступило резкое потепление,
отступил ледник, леса распространились в Европе, вымерли крупные
животные. Это создало новые условия жизни, разрушило сложившуюся
экономическую базу человеческого общества. Закончился период его
развития, характеризовавшийся только использованием пищи, т.е. чисто
потребительским отношением к окружающей среде.
В следующую эпоху - эпоху неолита (новый каменный век) - наряду с
охотой, рыбной ловлей и собирательством все большее значение приобретает
процесс производства пищи. Делаются первые попытки одомашнивания
животных и разведения растений, зарождается производство керамики. Уже
9-10 тысяч лет назад существовали поселения, среди остатков которых
обнаруживают пшеницу, ячмень, чечевицу, кости домашних животных - коз,
свиней, овец. Развиваются зачатки земледельческого и скотоводческого
хозяйства. Широко используется огонь и для уничтожения растительности в
условиях подсечного земледелия, и как средство охоты. Начинается
освоение минеральных ресурсов, зарождается металлургия.
Рост населения, качественный скачок в развитии науки и техники за
последние два столетия, и особенно в наши дни, привели к тому, что
деятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющей
силой дальнейшей эволюции биосферы. Возникли антропоценозы (от
греческого anthropos - человек, koinos - общий, общность) - сообщества
организмов, в которых человек является доминирующим видом, а его
деятельность-определяющей состояние всей системы. В.И.Вернадский считал,
что влияние научной мысли и человеческого труда обусловили переход
биосферы в новое состояние - ноосферу (сферу разума). Сейчас
человечество использует для своих нужд все большую часть территории
планеты и все большие количества минеральных ресурсов.
Впервые глубоко обосновал единство человека и биосферы Вернадский.
Согласно современным представлениям, биосфера - это своеобразная
оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть
вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими
организмами.
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхние
горизонты литосферы. Продукты жизнедеятельности живых существ относятся
к весьма подвижным веществам, которые перемещаются в пространстве далеко
за пределы обитания организмов. Поэтому естественно, что распределение
живых организмов более ограничено в пространстве, чем вся биосфера в
целом.
Возникновение жизни и биосферы представляют собой проблему современного
естествознания. Постепенное развитие живого вещества в пределах
биосферы, к переходу ее в ноосферу. Термин «ноосфера» был предложен в
1927 году французским математиком и философом Э.Леруа. «Noos» -
древнегреческое название человеческого разума.
Под ноосферой понимают сферу взаимодействия природы и общества.
Ноосфера - новое эмоциональное состояние биосферы, при котором разумная
деятельность человека становится решающим фактором ее развития. Для
ноосферы характерно взаимодействие человека и природы: связь законов
природы с законами мышления и социально-экономическими законами.
Географическая среда - та оболочка Земли, которая воздействует на
условия жизни, производства, культуры, быта людей. Ноосфера - оболочка
Земли на которую воздействуют производство, культура, быт людей; сюда
относятся и бывшие погребенные слои Земли, изменившиеся под влиянием
прошлых антропогенных воздействий, не включенные в нынешнюю
географическую среду. Ноосфера отражает планетарное воздействие
общественного производства на верхние оболочки Земли; не все эти
изменения входят непосредственно в географическую среду. Разрушение
озонового слоя органическими растворителями и хладагентами уже идет, по
элементом географической среды еще не стало, поскольку пока не влияет на
производство, культуру, формы общения людей. Это - факт ноосферы, а не
географической среды.
Ноосфера, по Вернадскому, требует качественно иного подхода: глобального
управления планетарными процессами по единой разумной воле. Этот путь
ведет к идеям социалистического планового общества без частной
собственности, без воин.
Ноосфера сформировалась на Земле в результате воздействия или отражения
божественного разума, духа. Примерно так понимал ноосферу Тейлор де
Шарден, но не так - Вернадский. Вот что он написал, обосновывая
зарождение и появление понятия ноосферы: "Впервые в истории человечества
интересы народных масс - всех и каждого - и свободной мысли личности
определяют жизнь человечества, являются мерилом его представлений о
справедливости. Человечество, взятое в целом, становится мощной
геологической силой. И перед ним, перед его мыслью и трудом становится
вопрос о перестройке биосферы в интересах свободного мыслящего
человечества как единого целого.
Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого,
приближаемся, и есть "ноосфера".
В наши дни особую актуальность приобретает учение Вернадского о переходе
биосферы в ноосферу, что может послужить основой фундаментальных
исследований экологических проблем. С гениальной прозорливостью
Вернадский предвидел научно-техническую революцию ХХ века со всеми ее
последствиями для биосферы. Именно в познании закономерностей развития
биосферы и лежит ключ к разумному природопользованию.
Прежде чем вплотную заняться изучением геохимии биосферы, Вернадский еще
в 1913 году совершенно определенно, кратко, чрезвычайно интересно и
содержательно охарактеризовал геохимическую деятельность человечества.
Он писал: "В последние века появился новый фактор, который увеличивает
количество свободных химических элементов, преимущественно газов и
металлов, на земной поверхности. Фактором этим является деятельность
человека".
Продолжая деятельность живого вещества, человек осуществляет такие
химические реакции, которых не было раньше на Земле. Выделяется в чистом
виде железо, олово, свинец, алюминий, никель и многие другие химические
элементы.
Количество добываемых и выплавляемых человеком металлов достигает
колоссальных размеров и возрастает с каждым годом. Еще более значительна
добыча горючих полезных ископаемых.
При горении каменного угля и другого топлива идет образование углерода,
азота и других продуктов. Это побочные, бессознательно осуществляемые
процессы. К числу их относится и развитие некоторых видов
микроорганизмов, сопровождающие деятельность человека.
"Еще большее влияние оказывает человек полным изменением лика Земли,
которая производится им во все больших и больших размерах по мере
развития культуры и распространения влияния культурного человечества.
Земная поверхность превращается в города и культурную землю и резко
меняет свои химические свойства.
Изменяя характер химических процессов и химических продуктов, человек
совершает работу космического характера. Она является с каждым годом все
более значительным фактором в минеральных процессах земной коры и мало-
помалу меняет их направление" (В.И.Вернадсеий).
Вернадский настойчиво подчеркивал связь планетных и космических
процессов. Он писал: "В нашем столетии биосфера получает совершенно
новое понимание. Она выявляется как планетарное явление космического
характера. Человечество как живое вещество неразделимо связанно с
материально-энергетическими процессами определенной геологической
оболочки Земли - с ее биосферой. Оно не может физически быть от нее
независимым ни на одну минуту". Здесь очевидно стремление научной мысли
найти единство естественно-природных и социально-исторических процессов,
увидеть и проанализировать ход воздействия. В этих целях Вернадский
выделил так же особый этап в развитии биосферы, связанной с социальной
деятельностью человека.
Вернадский писал: "Мы присутствуем и жизненно участвуем в создании в
биосфере нового геологического фактора, не бывалого в ней по мощности.
...Создание ноосферы из биосферы есть природные явления, более глубокое
и мощное в своей основе, чем человеческая история ...".
Мы обязаны совершенно иначе относиться к природе: не бороться с ней, как
это было в недавнем прошлом, не умиляться и не идеализировать
"добродетельное" доцивилизованное равновесие человека с природой, а
последовательно улучшать свои взаимоотношения вместе с нею,
способствовать совершенствованию механизма этой гигантской машины.
Вернадский рассматривал биосферу как одну из геосфер, как геологическую
оболочку, а не так, как это упрощенно понимают некоторые даже видные
ученые - лишь как живую пленку планеты, то есть "свободное" от
геологического прошлого и физической среды собрание живых организмов.
Важно понять и представлять нерасторжимую сопряженность живого вещества,
как выражался Вернадский, со всеми вещественными структурами Земли.
Твердая оболочка планеты и сейчас, и всегда была связана с биосферой.
Совершенно неверно ее разделение на несколько биосфер, она всегда была
единой потому, что биосферный процесс на Земле никогда не прерывался.
Нельзя отходить от геологического понимания биосферы и соответственно
геологического значения человеческого разума. Это уже совершенно новое
понимание управляющей планетарной роли человечества.
Человек - вершина космической эволюции: "С появлением на нашей планете
одаренного разумом живого существа планета переходит в новую стадию
своей истории. Биосфера переходит в ноосферу".
Труд человека, то есть основная форма его жизнедеятельности, есть в
первую очередь взаимодействие его с природой. Человек проявляет эту свою
способность не столько в качестве источника энергии или массы, сколько в
виде специфического регулятора, возбуждающего действие одной силы
природы против другой. Именно здесь возникает и проявляется "хитрость
разума".
“Лик планеты - биосферы - химически резко меняется человеком сознательно
и главным образом бессознательно. Меняются человеком физически и
химически воздушная оболочка суши, все ее природные воды. В результате
роста человеческой культуры ХХ веке все более резко стали меняться (
химически и биологически ) прибрежные моря и части океана. ...Сверх того
человеком создаются новые виды и расы животных и растений.”
" Научная мысль человечества работает только в биосфере и в ходе своего
проявления в конце концов превращает ее в ноосферу, геологически
охватывает ее разумом.
Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней
впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и
должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни,
перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше.
Ноосфера - последнее из многих состояний эволюции биосферы в
геологической истории - состояние наших дней".
В действительности существует лишь одна последовательность:
биосфера-ноосфера, а механизмы, пути в космических, глобальных и
региональных масштабах могут быть многочисленные и самые разнообразные.
Сегодня преобразование биосферы в промышленных, аграрных и других целях
осуществляется различно и не только в результате технического
вмешательства человека. Например, все возрастающее число заповедных зон
Земли есть важный элемент современного периода превращения биосферы в
ноосферу.
Учение о ноосфере намечает пути использования и развития природных сил в
интересах человека, роста производительности общественного производства,
рационального природопользования, сохранения и развития здоровья
населения. Таким образом, интересы человечества легли в основу концепции
Вернадского.
Классические научные представления и их дальнейшее развитие в
современном естествознании со всей ясностью указывают, что человечество
становится все более мощной геологической силой, кардинальным образом
преобразующей биосферу, поверхность планеты околоземное космическое
пространство. Но тем самым человечество берет на себя ответственность за
продолжение и регулирование многих важнейших биосферных процессов и
механизмов.
На сегодняшний день деятельность человека достигла глобальных масштабов
воздействия на биосферу, изменяя круговорот веществ, водный баланс
планеты, оказывая сильное влияние на почвы, растительность и животный
мир. Антропогенная деятельность создала новые токсические источники
загрязнения биосферы, что в конечном счете может создать угрозу
существования самого человека.
Взаимоотношения Человека и Природы носят сложный характер и нуждаются в
тщательном и полном изучении. Успехи человечества в потреблении
природных ресурсов зависят от познания законов природы и умелого их
использования. Человечество как часть природы может существовать только
в постоянном взаимодействии с ней, получая все необходимое для жизни.
Человечеству для своего дальнейшего существования необходимо заботиться
о сохранении окружающей среды. И для этого требуются обширные знания в
области экологии и широкое применение их во всех отраслях своей
деятельности.
Следует сказать и о значении таких проблем, как укрепление здоровья
человека, а также борьба с хроническими заболеваниями, патологическим
старением, освоение новых экстремальных районов планеты и космоса,
совершенствования существования человека в земных условиях. Сейчас
актуальны проблемы пресной воды, чистого воздуха, зеленого покрова
планеты, загрязнения окружающей среды, приближение к критическим
пределам использования невостребованных рудных и энергетических
ресурсов.
Человечество не может делать все что заблагорассудится. Оно ограничено в
своих действиях, ибо человеческая история - не сумма случайностей. В
основных своих чертах она закономерна и направлена.”
В геологической истории биосферы перед человеком открывается огромное
будущее, если он поймет это и не будет употреблять свой разум и свой
труд на самоистребление" (В.И.Вернадский).
Но важен для нас факт, что идеалы нашей демократии идут в унисон со
стихийным геологическим процессом, с законами природы, отвечают
ноосфере.
Вернадскому была ясна социальная природа ноосферы. В 1925 году в статье
"Автотрофность человечества" он писал: "В биосфере существует великая
геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой
обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе,
представлениях научных или имеющих научную основу. ... Эта сила есть
разум человека, устремленная и организованная воля его как существа
общественного". " Биосфера ... переходит в новое эволюционное состояние
- в ноосферу, перерабатывается научной мыслью социального человечества".
Можно смотреть поэтому на наше будущее уверенно. Оно в наших руках и мы
его не выпустим"!
Ноосфера в конце ХХ века: прогнозы и реалии
Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания? Труды
В.И.Вернадского позволяют более обоснованно ответить на поставленный
вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых для
становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия:
Заселение человеком всей планеты.
Резкое преобразование средств связи и обмена между странами.
Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли.
Начало преобладания геологической роли человека над другими
геологическими процессами, протекающими в биосфере.
Расширение границ биосферы и выход в космос.
Открытие новых источников энергии.
Равенство людей всех рас и религий.
Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней
политики.
Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных,
философских и политических построений и создание в государственном строе
условий, благоприятных для свободной научной мысли.
Продуманная система народного образования и подъём благосостояния
трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и
голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни.
Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её
способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные
потребности численно возрастающего населения.
Исключение войн из жизни общества.
Условия выживания
Проследим, насколько выполняются эти условия в современном
мире и остановимся более подробно на некоторых из них.
Заселение человеком всей планеты.
Это условие выполнено. На Земле не осталось мест, где не
ступала бы нога человека. Он обосновался даже в Антарктиде.
Резкое преобразование средств связи и обмена между странами.
Это условие также можно считать выполненным. С помощью радио и
телевидения мы моментально узнаём о событиях в любой точке земного шара.
Средства коммуникации постоянно совершенствуются, ускоряются, появляются
такие возможности, о которых недавно трудно было мечтать. И здесь нельзя
не вспомнить пророческих слов Вернадского: "Этот процесс - полного
заселения биосферы человеком - обусловлен ходом истории научной мысли,
неразрывно связан со скоростью сношений, с успехами техники
передвижения, с возможностью мгновенной передачи мысли, её
одновременного обсуждения на всей планете."
До недавнего времени средства телекоммуникации ограничивались
телеграфом, телефоном, радио и телевидением, о которых писал ещё
Вернадский. Имелась возможность передавать данные от одного компьютера к
другому при помощи модема, подключенного к телефонной линии, документы
на бумаге передавались с помощью факсимильных аппаратов. Только в
последние годы развитие глобальной телекоммуникационной компьютерной
сети Internet дало начало настоящей революции в человеческой
цивилизации, которая входит сейчас в эру информации. "Скоро можно будет
сделать видными для всех события, происходящие за тысячи километров".
Можно считать, что и это предсказание Вернадского сбылось.
Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли.
Это условие можно считать если не выполненным, то выполняющимся.
Возникшая после второй мировой войны Организация Объединённых наций
(ООН) оказалась гораздо более устойчивой и действенной, чем Лига наций,
существовавшая в Женеве с 1919 г. по 1946 г.
Начало преобладания геологической роли человека над другими
геологическими процессами, протекающими в биосфере.
Это условие также можно считать выполненным, хотя именно преобладание
геологической роли человека в ряде случаев привело к тяжёлым
экологическим последствиям. Объём горных пород, извлекаемых из глубин
Земли всеми шахтами и карьерами мира, сейчас почти в два раза превышает
средний объём лав и пеплов, выносимых ежегодно всеми вулканами Земли.
Расширение границ биосферы и выход в космос.
В работах последнего десятилетия В.И.Вернадский не считал границы
биосферы постоянными. Он подчёркивал расширение их в прошлом как итог
выхода живого вещества на сушу, появления высокоствольной
растительности, летающих насекомых, а позднее летающих ящеров и птиц. В
процессе перехода в ноосферу границы биосферы должны расширяться, а
человек должен выйти в космос. Эти предсказания сбылись.
Открытие новых источников энергии.
Условие выполнено, но, к сожалению, с трагическими последствиями.
Атомная энергия давно освоена и в мирных, и в военных целях.
Человечество (а точнее политики) явно не готово ограничиться мирными
целями, более того - атомная (ядерная) сила вошла в наш век прежде всего
как военное средство и средство устрашения противостоящих ядерных
держав. Вопрос об использовании атомной энергии глубоко волновал
Вернадского ещё более полувека назад. В предисловии к книге "Очерки и
речи" он пророчески писал: "Недалеко время, когда человек получит в свои
руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность
строить свою жизнь, как он захочет. ... Сумеет ли человек
воспользоваться этой силой, направить её на добро, а не на
самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту силу, которую
неизбежно должна ему дать наука?". Огромный ядерный потенциал
поддерживается чувством взаимного страха и стремлением одной из сторон к
зыбкому превосходству. Могущество нового источника энергии оказалось
сомнительным, он пришёлся не ко времени и попал не в те руки. Для
развития международного сотрудничества в области мирного использования
атомной энергии в 1957 году создано Международное Агентство по Атомной
Энергии (МАГАТЭ), объединявшее к 1981 году 111 государств.
Равенство людей всех рас и религий.
Это условие если не достигнуто, то, во всяком случае, достигается.
Решительным шагом для установления равенства людей различных рас и
вероисповеданий было разрушение в конце прошлого века колониальных
империй.
Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней
политики.
Это условие соблюдается во всех странах с парламентской формой
правления.
Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных,
философских и политических построений и создание в государственном строе
условий, благоприятных для свободной научной мысли.
Трудно говорить о выполнении этого условия в стране, где ещё совсем
недавно наука находилась под колоссальным гнётом определённых
философских и политических построений. Сейчас наука от таких давлений
свободна, однако из-за тяжёлого экономического положения в российской
науке многие учёные вынуждены зарабатывать себе на жизнь ненаучным
трудом, другие уезжают за границу. Для поддержания российской науки
созданы международные фонды. В развитых и даже развивающихся странах,
что мы видим на примере Индии, государственный и общественный строй
создают режим максимального благоприятствования для свободной научной
мысли.
Продуманная система народного образования и подъём благосостояния
трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и
голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни.
О выполнении этого условия трудно судить объективно, находясь в большой
стране, стоящей на пороге голода и нищеты, как об этом пишут все газеты.
Однако В.И.Вернадский предупреждал, что процесс перехода биосферы в
ноосферу не может происходить постепенно и однонаправлено, что на этом
пути временные отступления неизбежны. И обстановку, сложившуюся сейчас в
нашей стране, можно рассматривать как явление временное и преходящее.
Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её
способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные
потребности численно возрастающего населения.
Это условие, особенно в нашей стране, не может считаться выполненным,
однако первые шаги в направлении разумного преобразования природы во
второй половине XX века несомненно начали осуществляться. В современный
период происходит интеграция наук на базе экологических идей. Вся
система научного знания даёт фундамент для экологических задач. Об этом
также говорил Вернадский, стремясь создать единую науку о биосфере.
Экологизация западного сознания происходила начиная с 70-х годов,
создавая условия для возникновения экофильной цивилизации. Сейчас
экстремистская форма зелёного движения оказалась там уже не нужной,
поскольку заработали государственные механизмы регулирования
экологических проблем. В СССР до 80-х годов считалось, что
социалистическое хозяйствование препятствует угрозе экологического
кризиса. В период перестройки этот миф развеялся, активизировалось
движение зелёных. Однако в современный период политическое руководство
переориентировалось в основном на решение экономических проблем,
проблемы экологии отошли на задний план.
В мировом масштабе для разрешения экологической проблемы в условиях
роста населения планеты требуется способность решения глобальных
проблем, что в условиях суверенитета различных государств кажется
сомнительным.
Исключение войн из жизни общества.
Это условие В.И.Вернадский считал чрезвычайно важным для создания и
существования ноосферы. Но оно не выполнено и пока неясно, может ли быть
выполнено. Мировое сообщество стремится не допустить мировой войны, хотя
локальные войны ещё уносят многие жизни.
Таким образом, мы видим, что налицо все те конкретные признаки, все или
почти все условия, которые указывал В.И.Вернадский для того, чтобы
отличить ноосферу от существовавших ранее состояний биосферы. Процесс её
образования постепенный, и, вероятно, никогда нельзя будет точно указать
год или даже десятилетие, с которого переход биосферы в ноосферу можно
будет считать завершённым. человеческого вмешательства в биосферные
процессы под влиянием научных достижений. Надо в неё верить, надеяться
на её пришествие, предпринимать соответствующие меры.
4.3. Природные ресурсы и их использование.
Биологические, в том числе пищевые, ресурсы планеты обуславливают
возможности жизни человека на Земле, а минеральные и энергетические
служат основой материального производства человеческого общества. Среди
природных богатств планеты различают исчерпаемые и неисчерпаемые
ресурсы.
Неисчерпаемые ресурсы.
Неисчерпаемые ресурсы подразделяются на космические, климатические и
водные. Это энергия солнечной радиации, морских волн, ветра. С учетом
огромной массы воздушной и водной среды планеты неисчерпаемыми считают
атмосферный воздух и воду. Выделение это относительно. Например, пресную
воду уже можно рассматривать как ресурс исчерпаемый. поскольку во многих
регионах земного шара возник острый дефицит воды. Можно говорить и о
неравномерности ее распределения, и невозможности ее использования из-за
загрязнения. Условно считают и кислород атмосферы неисчерпаемым
ресурсом.
Современные ученые-экологи полагают, что при современном уровне
технологии использования атмосферного воздуха и воды этим ресурсы можно
рассматривать как неисчерпаемые только при разработке и реализации
крупномасштабных программ, направленных на восстановление их
качества[3].
Исчерпаемые ресурсы.
Исчерпаемые ресурсы делятся на возобновляемые и невозобновляемые.
К возобновляемым относятся растительный и животный мир, плодородие почв.
Из числа восполняемых природных ресурсов большую роль в жизни человека
играет лес. Лес имеет немаловажное значение как географический и
экологический фактор. Леса предотвращают эрозию почвы, задерживают
поверхностные воды, т.е. служат влагонакопителями, способствуют
поддержанию уровня грунтовых вод. В лесах обитают животные,
представляющие материальную и эстетическую ценность для человека:
копытные, пушные звери и дичь. К биосфере относится все, что живет,
дышит, растет и питается (кроме человека, который выделился из животного
мира). Поэтому рассмотрим проблемы, относящиеся непосредственно к миру
дикой природы.
Ресурсы дикой природы дают человеку всевозможные экономические выгоды,
они служат источниками пищи, топлива, бумаги, ткани, кожи, лекарств и
всего остального, что использует человек в своей деятельности. Кроме
того, многие дикие виды имеют еще и эстетическую ценность и создают
условия для отдыха. Однако их наибольшим вкладом является поддержание
“здоровья” и целостности экосистем мира.
Многие люди считают, что природу необходимо охранять только из-за ее
реальной или потенциальной пользы для людей, - этот подход называют
антропоцентрическим (с “человеком в центре”) взглядом на мир. Некоторые
люди придерживаются биоцентрического мировоззрения и убеждены, что
недостойно человека ускорять исчезновение каких-либо видов, так как
человек не более важен, чем другие виды на земле. “У человека нет
превосходства над другими видами, ибо все есть суета сует” - считают
они. Другие придерживаются экоцентрического (центр-экосистема) взгляда и
полагают, что оправданы только те действия, которые направлены на
поддержание систем жизнеобеспечения земли.
По меньшей мере 94% из примерно полумиллиарда различных видов,
которые жили на земле, исчезли или эволюционировали в новые виды.
Массовое вымирание в далеком прошлом происходило в результате
неизвестных природных причин. Однако с тех пор, как 10 000 лет назад
зародилось земледелие, в результате человеческой деятельности скорость
исчезновения видов возросла в миллионы раз и предполагается, что такая
тенденция сохранится в ближайшие десятилетия В нашей стране леса
занимают около 30% всей ее суши и являются одним из природных богатств.
К невосполнимым ресурсам относятся полезные ископаемые. Их использование
человеком началось в эпоху неолита. Первыми металлами, которые нашли
применение, были самородные золото и медь. Добывать руды, содержащие
медь, олово, серебро, свинец умели уже за 4000 лет до н.э. В настоящее
время человек вовлек в сферу своей промышленной деятельности
преобладающую часть известных минеральных ресурсов. Если на заре
цивилизации человек использовал для своих нужд всего около 20 химических
элементов, в начале XX века - около 60, то сейчас более 100 - почти всю
таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около
100 млрд. т. руды, топлива, минеральных удобрений, что приводит к
истощению этих ресурсов. Из земных недр извлекается все больше различных
руд, каменного угля, нефти и газа. В современных условиях значительная
часть поверхности Земли распахана или представляет собой полностью или
частично окультуренные пастбища для домашних животных. Развитие
промышленности и сельского хозяйства потребовало больших площадей для
строительства городов, промышленных предприятий, разработки полезных
ископаемых, сооружения коммуникаций. Таким образом к настоящему времени
человеком преобразовано около 20% суши.
Значительные площади поверхности суши исключены из хозяйственной
деятельности человека вследствие накопления на ней промышленных отходов
и невозможности использования районов, где ведется разработка и добыча
полезных ископаемых.
Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник
ресурсов, однако, в течение очень длительного времени его деятельность
не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого
столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности
обратили на себя внимание ученых. Эти изменения нарастали и в настоящее
время обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению
условий своей жизни человечество постоянно наращивает темпы
материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком
подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде
отходов, часто ядовитых или не пригодных для утилизации. Это приносит
угрозу и существованию биосферы, и самого человека.
4.4. Пределы устойчивости.
Большинство процессов, меняющих в течение геологического времени лик
нашей планеты, рассматривали ранее как чисто физические, химические или
физические явления (размыв, растворение, осаждение, гидролиз и т.п.).
Биосферой В.И.Вернадский назвал ту область нашей планеты, в которой
существует или когда-нибудь существовала жизнь и которая постоянно
подвергается или подвергалась воздействию живых организмов.
Участие каждого отдельного организма в геологической истории Земли
ничтожно мало. Однако живых существ на Земле бесконечно много, они
обладают высоким потенциалом размножения, активно взаимодействуют со
средой обитания и в конечном счете представляют в своей совокупности
особый, глобальных масштабов фактор, преобразующий верхние оболочки
Земли.
Значение организмов обусловлено их разнообразием, повсеместным
распространением, длительностью существования в истории Земли,
избирательным характером биохимической деятельности и исключительно
высокой химической активностью по сравнению с другими компонентами
природы.
Особой категорией является биокосное вещество. Вернадский писал, что оно
"создается в биосфере одновременно живыми организмами и косными
процессами, представляя системы динамического равновесия тех и
других".Организмы в биокосном веществе играют ведущую роль. Биокосное
вещество планеты - это почвы, кора выветривания, все природные воды,
свойства, которые зависят от деятельности на Земле живого вещества.
Биосфера - это та область Земли, которая может быть охвачена влиянием
живого вещества. С современных позиций биосферу рассматривают как
наиболее крупную экосистему планеты, поддерживающую глобальный
круговорот веществ.
Биосфера выступает как огромная, чрезвычайно сложная экосистема,
работающая в стационарном режиме на основе тонкой регуляции всех
составляющих ее частей и процессов.
Стабильность биосферы основывается на высоком разнообразии живых
организмов, отдельные группы которых выполняют различные функции в
поддержании общего потока вещества и распределении энергии, на теснейшем
переплетении и взаимосвязи биогенных и абиогенных процессов, на
согласовывании циклов отдельных элементов и уравновешивании емкости
отдельных резервуаров. В биосфере действуют сложные системы обратных
связей и зависимостей.
Как показывают исследования, по крайней мере последние 600 млн. лет,
начиная с Кембрия, характер основных круговоротов на Земле существенно
не менялся. Осуществлялись фундаментальные геохимические процессы,
характерные и для современной эпохи: накопление кислорода, связывание
инертного натрия, осаждение кальция, образование кремнистых сланцев,
отложение железных и марганцевых руд, сульфидных минералов, накопление
фосфора и т. д. Менялись лишь скорости этих процессов. По-видимому, не
менялся существенно и общий поток атомов, вовлекаемых в живые организмы.
Есть основание считать, что масса живого вещества оставалась
приблизительно постоянной, начиная с карбона, т.е. биосфера с тех пор
поддерживает себя в определенном режиме круговоротов. Стабильное
состояние биосферы обусловлено в первую очередь деятельностью самого
живого вещества, обеспечивающего определенную скорость фиксации
солнечной энергии и биогенной миграции атомов. Таким образом, жизнь на
Земле сама стабилизирует условия своего существования, что дает ей
возможность развиваться бесконечно долго.
Однако стабильность атмосферы имеет определенные пределы, и нарушение ее
регуляторных возможностей чревато серьезными последствиями.
Выступая как важнейший агент связывания и перераспределения на
поверхности Земли космической энергии, живое вещество выполняет тем
самым функцию космического значения.
Однако в настоящее время на Земле появилась новая сила, по мощности
воздействия не уступающая суммарному действию живых организмов -
человечество с его социальными законами развития и мощной техникой,
позволяющей влиять на вековой ход биосферных процессов. Современное
человечество использует не только огромные энергетические ресурсы
биосферы, но и небиосферные источники энергии (например, атомной),
ускоряя геохимические преобразования природы. Некоторые процессы,
вызванные технической деятельностью человека, направлены противоположно
по отношению к естественному ходу их в биосфере (рассеивание металлов,
руд, углерода и др. биогенных элементов, торможение минерализации и
гумификации, освобождение законсервированного углерода и его окисление,
нарушение крупномасштабных процессов в атмосфере, влияющих на климат и
т.п.).
Вернадский считал возможным говорить даже об автотрофной роли человека,
понимая под этим возрастающие масштабы искусственного синтеза
органических веществ, часто даже не имеющих аналогов в живой природе.
Современная деятельность человека во многом нанесла непредвиденный ущерб
окружающей среде, что в конечном итоге угрожает дальнейшему развитию
самого человечества. Эти изменения на данном этапе еще не являются
непоправимыми. Поэтому одна из задач современной экологии - это изучение
регуляторных процессов в биосфере, создание научного фундамента ее
рационального использования. Основные законы функционирования биосферы
уже вырисовываются, но предстоит еще многое сделать объединенными
усилиями экологов всех стран мира.
5. Антропогенные воздействия на биосферу.
5.1. Современное состояние природной среды.
Глобальные процессы образования и движения живого вещества в биосфере
связаны и сопровождаются круговоротом вещества и энергии. В отличие от
чисто геологических процессов биогеохимические циклы с участием живого
вещества имеют значительно более высокие интенсивность, скорость и
количество вовлеченного в оборот вещества.
С появлением и развитием человечества процесс эволюции заметно
видоизменился. На ранних стадиях цивилизации вырубка и выжигание лесов
для земледелия, выпас скота, промысел и охота на диких животных, войны
опустошали целые регионы, приводили к разрушению растительных сообществ,
истреблению отдельных видов животных. По мере развития цивилизации,
особенно после промышленной революции конца средних веков, человечество
овладевало все большей мощью, все большей способностью вовлекать и
использовать для удовлетворения своих растущих потребностей огромные
массы вещества - как органического, живого, так и минерального, косного.
Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX веке в результате
очередной промышленной революции. Бурное развитие энергетики,
машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая
деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими
и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность
потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет
пропорционально численности населения и даже опережает его прирост.
В.И.Вернадский писал: "Человек становится геологической силой, способной
изменить лик Земли". Это предупреждение пророчески оправдалось.
Последствия антропогенной (предпринимаемой человеком) деятельности
проявляется в истощении природных ресурсов, загрязнения биосферы
отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении
структуры поверхности Земли, изменении климата. Антропогенные
воздействия приводят к нарушению практически всех природных
биогеохимических циклов[1].
В соответствии с плотностью населения меняется и степень воздействия
человека на окружающую среду. При современном уровне развития
производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на
биосфере в целом.
5.2. Атмосфера - внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы.
Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная
массы Земли. Однако роль ее в природных процессах биосферы огромна: она
определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее
от вредных воздействий космического и ультрафиолетового излучений.
Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия,
а через них - на режим рек, почвенно-растительный покров, процессы
рельефообразования.
Современный состав атмосферы - результат длительного исторического
развития земного шара. Состав атмосферы - кислород, азот, аргон,
углекислый газ и инертные газы.
В процессе своей деятельности человек загрязняет окружающую среду. Над
городами и промышленными районами в атмосфере возрастает концентрация
газов, которые обычно в сельской местности содержатся в очень небольших
количествах или совсем отсутствуют. Загрязненный воздух вреден для
здоровья. Кроме того, вредные газы, соединяясь с атмосферной влагой и
выпадая в виде кислых дождей, ухудшают качество почвы и снижают урожай.
По данным ученых ежегодно в мире в результате деятельности человека в
атмосферу поступает 25,5 млрд. т оксидов углерода, 190 млн. т оксидов
серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т фреонов, органические
соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные, большое
количество твердых частиц (пыль, копоть, сажа)[3].
Глобальное загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии
природных экосистем, особенно зеленого покрова нашей планеты.
Кислотные дожди, вызываемые главным образом диоксидом серы и оксидами
азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. От них страдают леса,
особенно хвойные.
Основная причина загрязнения атмосферы - сжигание природного топлива и
металлургическое производство. Если в XIX и начале ХХ века поступающие в
окружающую среду продукты сгорания угля и жидкого топлива почти
полностью ассимилировались растительностью Земли, то в настоящее время
содержание продуктов сгорания неуклонно возрастает. Из печей, топок,
выхлопных труб автомобилей в воздух попадает целый ряд загрязняющих
веществ. Среди них выделяется сернистый ангидрид - ядовитый газ, легко
растворимый в воде. Концентрация сернистого газа в атмосфере особенно
высока в окрестностях медеплавильных заводов. Он вызывает разрушение
хлорофилла, недоразвитие пыльцевых зерен, засыхание и опадание листьев,
хвои.
В результате сжигания различного топлива в атмосферу ежегодно
выбрасывается около 20 миллиардов тонн углекислого газа. Антропогенные
выбросы углекислого газа превышают естественные и составляют в настоящее
время большую долю его количества, нарушают прозрачность атмосферы, а
следовательно ее тепловой баланс. Половина диоксида углерода,
образующегося при сгорании ископаемого топлива, поглощается океаном и
зелеными растениями, половина остается в воздухе. Содержание углекислого
газа в атмосфере постепенно возрастает и за последние 100 лет
увеличилась более чем на 10%. Углекислый газ препятствует тепловому
излучению в космическое пространство, создавая там так называемый
«парниковый эффект», т.е. увеличение средней температуры атмосферы на
несколько градусов, что способно вызвать таяние ледников полярных
областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солености,
температуры и другие неблагоприятные последствия. Таким образом,
изменение содержания углекислого газа в атмосфере в значительной мере
влияет на климат Земли[3].
5.3. Вода - основа жизненных процессов в биосфере. Загрязнение природных
вод.
Вода - самое распространенное неорганическое соединение на планете; вода
- основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в
главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе.
С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным,
т.к. к простому явлению испарения добавились более сложные процессы,
связанные с жизнедеятельностью живых организмов, особенно человека.
Масштабы использования водных ресурсов быстро увеличиваются. Это связано
с ростом населения и улучшением санитарно-гигиенических условий жизни
человека, развития промышленности и орошаемого земледелия. Суточное
потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в сельской местности
составляет 50 л на 1 человека, в городах - 150 л. Огромное количество
воды используется в промышленности. На выплавку 1 т стали необходимо 200
м3. На производство 1 т бумаги требуется 100 м3, на изготовление 1 т
синтетического волокна - от 2500 до 5000 м3. Промышленность поглощает
85% всей воды, расходуемой в городах, оставляя на хозяйственно-бытовые
цели около 15%.
Еще больше воды необходимо для орошения. В течение года на 1 га поливных
земель уходит 12-14 м3 воды. В нашей стране ежегодно расходуется на
орошение более 150 км3, в то время как на все другие нужды - около 50
км3.
При сохранении таких темпов потребления и с учетом прироста населения и
объемов производства к 2100 году человечество может исчерпать все запасы
пресной воды.
Постоянное увеличение водопотребления на планете ведет к опасности
«водяного голода», что обуславливает необходимость разработки
мероприятий по рентабельному использованию водных ресурсов.
Кроме высокого уровня расхода, нехватки воды вызывается ее растущее
загрязнение вследствие сброса в реки отходов промышленности и особенно
химического производства и коммуникационных сточных вод. Бактериальное
загрязнение и ядовитые химические вещества (например, фенол) приводят к
омертвению водоемов. Вредные вещества, поступающие в воды: нефть,
нефтепродукты (в результате нефтедобычи, транспортировки, переработки,
использования нефти в качестве топлива и промышленного сырья), токсичные
синтетические вещества (применяющиеся в промышленности, на транспорте, в
коммунально-бытовом хозяйстве), металлы (ртуть, свинец, цинк, медь,
хром, олово, марганец). Вредные последствия имеет также молевой сплав
леса по рекам, который часто сопровождается заторами.
В реки и озера поступают и вымываемые из почвы дождями минеральные
удобрения - нитраты и фосфаты, которые в больших концентрациях способны
резко изменить вид и состав водоёмов, а также различные ядохимикаты -
пестициды, используемые в сельском хозяйстве для борьбы с
насекомыми-вредителями.
Одним из видов загрязнения является тепловое загрязнение
(электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую
воду в водоем, что уменьшает количество кислорода, увеличивает
токсичность примесей, нарушает биологическое равновесие). Сброс
предприятиями теплых вод служит неблагоприятным фактором для аэробных
организмов, обитающих в пресных водах. В теплой воде кислород плохо
растворяется, и его дефицит местами приводит многие организмы к гибели.
Загрязнение Мирового океана.
Значительному загрязнению подвергаются воды морей и океанов. С речным
стоком, а также от морского транспорта, в моря поступают болезнетворные
отходы, нефтепродукты, соли тяжелых металлов, ядовитые органические
соединения, в т.ч. пестициды. ДДТ обнаружен даже в организме пингвинов,
обитающих в Антарктиде. Загрязнение морей и океанов достигает таких
масштабов, что в ряде случаев выловленные рыбы и моллюски оказываются
непригодными для употребления в пищу[3].
5.4. Почва - важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почвы.
Почва - верхний слой суши, образующийся под влиянием растений, животных,
микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он
находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с
другими ее частями.
В нормальных естественных условиях все процессы, происходящие в почве,
находятся в равновесии. Но нередко в нарушении равновесного состояния
почвы повинен человек. В результате развития хозяйственной деятельности
человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее
уничтожение.
Плодородный слой почвы формируется очень долго. В то же время ежегодно
вместе с урожаем из почвы изымаются десятки миллионов тонн азота, калия,
фосфора - главных компонентов питания растений. Основной фактор
плодородия почв - перегной (гумус) содержится в черноземах в количестве
менее 5% от массы пахотного слоя. На бедных почвах перегноя еще меньше.
При отсутствии пополнения почв соединениями азота его запас может быть
израсходован за 50-100 лет. Этого не происходит, поскольку культура
земледелия предусматривает внесение в почву органических и
неорганических (минеральных) удобрений.
Внесенные в почву азотные удобрения используются растениями на 40-50%.
Остальная часть (около 20%) восстанавливается микроорганизмами до
газообразных веществ - N2, N2O - и улетучивается в атмосфере или
вымывается из почвы. Таким образом, минеральные азотные удобрения не
обладают длительным действием и поэтому их приходится вносить ежегодно.
Неблагоприятные изменения в почве наступают и в результате неправильных
севооборотов, т.е. ежегодного посева одних и тех же культур, например
картофеля. Включение же в севооборот бобовых культур обогащает почву
азотом. Посевы клевера и люцерны за счет связывания N2 симбиотическими
клубеньковыми бактериями позволяют задержать в почве до 300 кг азота на
1 га. Севообороты необходимы и для борьбы с растительноядными червями
нематодами, которые значительно снижают урожайность. Например,
луковично-чесночные нематоды могут снизить урожай лука на 50%[3].
Загрязнение почвенного покрова ртутью (с ядохимикатами и отходами
промышленных предприятий), свинцом (при выплавке свинца и от
автотранспорта), железом, медью, цинком, марганцем, никелем, алюминием и
другими металлами (вблизи крупных центров черной и цветной металлургии),
радиоактивными элементами (в результате выпадения осадков от атомных
взрывов или при удалении жидких и твердых отходов промышленных
предприятий, атомных станций или научно-исследовательских институтов,
связанных с изучением и использованием атомной энергии), стойкими
органическими соединениями, применяемыми в качестве ядохимикатов. Они
накапливаются в почве и воде и, главное, включаются в экологические
пищевые цепи: переходят из почвы и воды в растения, в животных, и в
итоге переходят в организм человека с пищей. Неумелое и бесконтрольное
использование любых удобрений и ядохимикатов приводит к нарушению
круговорота веществ в биосфере.
К числу антропогенных изменений почв относится эрозия (от латинского
erosio - разъедать). Уничтожение лесов и естественного травянистого
покрова, многократная распашка земли без соблюдения правил агротехники
приводят к эрозии почвы - разрушению и смыву плодородного слоя водой и
ветром. Широко распространена и наиболее разрушительная водная эрозия.
Она возникает на склонах и развивается при неправильной обработке земли.
Вместе с талыми и дождевыми водами с полей ежегодно уносится в реки и
моря миллионы тонн почвы.
Ветровая эрозия наиболее сильно проявляется в южных степных районах
нашей страны. Она возникает в районах с сухой обнаженной почвой, c
изреженным растительным покровом. Чрезмерный выпас скота в степях и
полупустынях способствует ветровой эрозии и быстрому разрушению
травяного покрова. Для восстановления слоя почвы толщиной 1 см в
естественных условиях требуется 250-300 лет.
Значительные территории со сформированными почвами изымаются из
сельскохозяйственного оборота вследствие открытого способа разработки
полезных ископаемых, залегающих на небольшой глубине.
5.5. Влияние человека на растительный и животный мир.
Воздействие человека на живую природу складывается из прямого влияния и
косвенного изменения природной среды. Одна из форм прямого воздействия
на растения и животных - рубка леса. Оказавшись внезапно в условиях
открытого местообитания, растения нижних ярусов леса испытывают
неблагоприятное влияние прямого солнечного излучения. У теплолюбивых
растений травянистых и кустарничковых ярусов разрушается хлорофилл,
угнетается рост, некоторые виды исчезают. На местах вырубок поселяются
светолюбивые растения, устойчивые к повышенной температуре и недостатку
влаги. Меняется и животный мир: виды, связанные с древостоем, исчезают
или мигрируют в другие места.
Ощутимое воздействие на состояние растительного покрова оказывают
массовые посещения лесов отдыхающими и туристами. В этих случаях вредное
влияние заключается в вытаптывании, уплотнении почвы и её загрязнении.
Древесные растения засыхают. Прямое влияние человека на животный мир
заключается в истреблении видов, представляющих для него пищевую или
другую материальную пользу.
Считается, что с 1600 года человеком было истреблено более 160 видов и
подвидов птиц и не менее 100 видов млекопитающих. В длинном списке
исчезнувших видов значится тур - дикий бык, живший на территории Европы.
В XVIII веке была истреблена описанная русским натуралистом Г.В.
Стеллером морская корова - водное млекопитающее, относящееся к разряду
сиреновых. Немногим более 100 лет назад исчезла дикая лошадь тарпан,
обитавшая на юге России. Многие виды животных находятся на грани
вымирания или сохранились только в заповедниках. Такова судьба бизонов,
десятками миллионов населявших прерии Северной Америки и зубров, прежде
широко распространенных в лесах Европы. На Дальнем Востоке почти
полностью истреблен пятнистый олень. Усиленный промысел китообразных
привел на грань уничтожения несколько видов китов: серого,
гренландского, голубого. На численность животных оказывает влияние и
хозяйственная деятельность человека, не связанная с промыслом. Резко
сократилась численность уссурийского тигра - в результате освоения
территорий в пределах его ареала и сокращения кормовой базы. В Тихом
океане ежегодно погибает несколько десятков тысяч дельфинов: в период
лова рыбы они попадают в сети и не могут из них выбраться.
Исчезновение сравнительно небольшого числа видов животных и растений
может показаться не очень существенным. Однако главная ценность живущих
ныне видов заключается не в их единственном значении.
Каждый вид занимает определенное место в биоценозе, в цепи питания, и
заменить его не может никто. Исчезновения того или иного вида ведет к
уменьшению устойчивости биоценозов.
5.6. Радиоактивное загрязнение биосферы.
Проблема радиоактивного загрязнения возникла в 1945 году после взрыва
атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки.
Испытания ядерного оружия, производимое в атмосфере, вызвали глобальное
радиоактивное загрязнение. Радиоактивные загрязнения имеют существенное
отличие от других. Радиоактивные нуклиды - это ядра нестабильных
химических элементов, испускающих заряженные частицы и коротковолновые
электромагнитные излучения. Именно эти частицы и излучения, попадая в
организм человека, разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть
различные болезни, в том числе и лучевая. При взрыве атомной бомбы
возникает очень сильное ионизирующее излучение, радиоактивные частицы
рассеиваются на большие расстояния, заражая почву, водоемы, живые
организмы. Многие радиоактивные изотопы имеют длительный период
полураспада, оставаясь опасными в течение всего времени своего
существования. Все эти изотопы включаются в круговорот веществ, попадают
в живые организмы и оказывают губительное действие на клетки. Очень
опасен стронций, вследствие своей близости к кальцию. Накапливаясь в
костях скелета, он служит постоянным источником облучения организма.
Радиоактивный цезий (137Cs) сходен с калием, его много в мышцах
пораженных животных. Исследования показали, что в организме эскимосов
Аляски, питающихся мясом оленей, в значительных количествах содержится
цезий 137. Халатное отношение к хранению и транспортировке радиационных
элементов приводит к серьезным радиационным загрязнениям.
При ядерном взрыве образуется громадное количество мелкой пыли, которая
долго держится в атмосфере и поглощает значительную часть солнечной
радиации. Расчеты ученых показывают, что даже при ограниченном,
локальном применении ядерного оружия образовавшаяся пыль будет
задерживать большую часть солнечного излучения. Наступит длительное
охолодание («ядерная зима»), которое неизбежно приведет к гибели все
живое на Земле.
5.7. Экологические проблемы биосферы.
Экологические проблемы биосферы - это парниковый эффект, истощение
озонового слоя, массовое сведение лесов, которое нарушает процесс
круговорота кислорода и углерода в биосфере, отходы производства,
сельского хозяйства, производство энергии (ГЭС наносят урон природе и
людям - затопление огромных территорий под водохранилища, непреодолимые
препятствия на путях миграций проходных и полупроходных рыб,
поднимающихся на нерест в верховья рек, застой вод, замедление
проточности, что сказывается на жизни всех живых существ, обитающих в
реке и у реки; местное повышение воды влияет на грунт водохранилища,
приводит к подтоплению, заболачиванию, эрозии берегов и оползням;
существует опасность от плотин в районах с высокой сейсмичностью). Все
это ведет к глобальному экологическому кризису и требует
незамедлительного перехода к рациональному природопользованию.
6. Охрана природы и перспективы рационального природопользования.
Рациональное природопользование - единственный выход из ситуации.
Общая задача рационального управления природными ресурсами состоит в
нахождении наилучших или оптимальных способов эксплуатации естественных
и искусственных (например, в сельском хозяйстве) экосистем. Под
эксплуатацией понимается сбор урожая и воздействие теми или иными видами
хозяйственной деятельности на условия существования биогеоценозов.
Решение задачи по созданию оптимальной системы управления природными
ресурсами существенно осложняется наличием не одного, а множества
критериев оптимизации. К ним относятся: получение максимального урожая,
сокращение производственных затрат, сохранение природных ландшафтов,
поддержание видового разнообразия сообществ, обеспечение чистоты
окружающей среды, сохранение нормального функционирования экосистем и их
комплексов[2].
Охрана окружающей среды и задачи восстановления природных ресурсов
должны предусматривать:
рациональную стратегию борьбы с вредителями, знание и соблюдение
агротехнических приемов, дозировку минеральных удобрений, хорошее знание
экологических агроценозов и процессов, происходящих в них, а также на их
границах с природными системами;
cовершенствование технологии и добычи природных ресурсов;
максимально полное и комплексное извлечение из месторождения всех
полезных компонентов;
рекультивацию земель после использования месторождений;
экономичное и безотходное использование сырья в производстве;
глубокую очистку и технологии использования отходов производства;
вторичное использование материалов после выхода изделий из употребления;
использование технологий, позволяющих извлечение рассеянных минеральных
веществ;
использование природных и ископаемых заменителей дефицитных минеральных
соединений;
замкнутые циклы производства (разработку и применение);
применение энергосберегающих технологий;
разработку и использование новых экологически чистых источников энергии.
В целом охрана окружающей среды и задачи восстановления природных
ресурсов должны предусматривать:
локальный и глобальный логический мониторинг, т.е. измерение и контроль
состояния важнейших характеристик состояния окружающей среды,
концентрации вредных веществ в атмосфере, воде, почве;
восстановление и сохранение лесов от пожаров, вредителей, болезней;
расширение и увеличение числа заповедников, зон эталонных экосистем,
уникальных природных комплексов;
охрану и разведение редких видов растений и животных;
широкое просвещение и экологическое образование населения;
международное сотрудничество в деле охраны окружающей среды.
Такая активная работа во всех областях человеческой деятельности по
формированию отношения к природе, разработка рационального
природоиспользования, природосберегающие технологии будущего смогут
решать экологические проблемы сегодняшнего дня и перейти к гармоничному
сотрудничеству с Природой.
В наши дни потребительское отношение к природе, изъятие ее ресурсов без
осуществления мероприятий по их восстановлению уходит в прошлое.
Проблема рационального использования природных ресурсов, охрана природы
от губительных последствий хозяйственной деятельности человека
приобретает государственное значение.
Охрана природы и рациональное природопользование - проблема комплексная,
и ее решение зависит как от последовательного осуществления
государственных мероприятий, направленных на сбережение экосистем, так и
от расширения научных знаний, которые обществу для собственного
благополучия рентабельно и выгодно финансировать.
Для вредных веществ в атмосфере законодательно установлены предельные
допустимые концентрации, не вызывающие у человека ощутимых последствий.
С целью предотвращения загрязнения атмосферы разработаны мероприятия,
обеспечивающие правильное сжигание топлива, переход на газифицированное
центральное отопление, установку на промышленных предприятиях очистных
сооружений. Помимо предохранения воздуха от загрязнения, очистные
сооружения позволяют экономить сырье и возвращать в производство многие
ценные продукты. Например, улавливание серы из выделяющихся газов дает
возможность увеличить выпуск серной кислоты, улавливание цемента
сберегает продукцию, равную производительности нескольких заводов. На
алюминиевых заводах установка фильтров на трубах предотвращает выброс в
атмосферу фтора. Помимо строительства очистных сооружений ведутся поиски
технологии, при которой образование отходов было бы сведено к минимуму.
Этой же цели служит улучшение конструкций автомобилей, переход на другие
виды топлива (сжиженный газ, этиловый спирт), при сжигании которого
образуется меньше вредных веществ. Разрабатывается автомобиль с
электродвигателем для передвижения в пределах города. Большое значение
имеет правильная планировка города и зеленых насаждений. Деревья очищают
воздух от взвешенных в нем жидких и твердых частиц (аэрозолей),
поглощают вредные газы. Например, сернистый газ хорошо поглощается
тополем, липой, кленом, конским каштаном, фенолы - сиренью, шелковицей,
бузиной].
Бытовые и промышленные сточные воды подвергаются механической,
физической и биологической обработке. Биологическая очистка заключается
в разрушении растворенных органических веществ микроорганизмами. Вода
пропускается через специальные резервуары, содержащие только так
называемый активный ил, в который входят микроорганизмы окисляющие
фенолы, жирные кислоты, спирты, углеводороды, и т.д.
Очистка сточных вод не решает всех проблем. Поэтому все больше
предприятий переходит на новую технологию - замкнутый цикл, при котором
очищенная вода вновь поступает в производство. Новые технологические
процессы позволяют в десятки раз сократить количество воды, необходимое
для промышленных целей.
Охрана недр заключается прежде всего в предотвращении непроизводительных
затрат органических ресурсов в комплексном их использовании. Например,
много каменного угля теряется при подземных пожарах, горючий газ сгорает
в факелах на нефтепромыслах. Разработка технологии комплексного
извлечения металлов из руд позволяет получать дополнительно такие ценные
элементы, как титан, кобальт, вольфрам, молибден и др.
Для повышения продуктивности сельского хозяйства громадное значение
имеет правильная агротехника и осуществление специальных мероприятий по
охране почвы. Например, борьба с оврагами успешно ведется путем посадки
растений - деревьев, кустарников, трав. Растения защищают почвы от смыва
и уменьшают скорость течения воды. Окультуривание оврагов позволяет
использовать их в хозяйственных целях. Посев завезенной из Америки
аморфы, имеющей мощную корневую систему, не только эффективно
предотвращает смыв почвы: само растение дает бобы, имеющие высокую
кормовую ценность. Разнообразие посадок и посевов по оврагу способствует
образование стойких биоценозов. В зарослях поселяются птицы, что имеет
немаловажное значение для борьбы с вредителями. Защитные лесонасаждения
в степях препятствуют водной и ветровой эрозии полей. Развитие
биологических методов борьбы с вредителями позволяет сократить
использование в сельском хозяйстве пестицидов. В настоящее время в
охране нуждаются 2000 видов растений, 236 видов млекопитающих, 287 видов
птиц. Международным союзом охраны природы учреждена специальная Красная
книга, в которой сообщаются сведения об исчезающих видах и даются
рекомендации по их сохранению. Многие виды животных, находящиеся под
угрозой исчезновения, сейчас восстановили свою численность. Это
относится к лосю, сайгаку, белой цапле, гаге.
Сохранению животного и растительного мира способствует организация
заповедников и заказников. Помимо охраны редких и исчезающих видов
заповедники служат базой для одомашнивания диких животных, обладающих
ценными хозяйственными свойствами. Заповедники являются также центрами
по расселению животных, исчезнувших в данной местности, помогают
обогащению местной фауны. В России успешно прижилась северноамериканская
ондатра, дающая ценный мех. В суровых условиях Арктики успешно
размножается овцебык, завезенный из Канады и Аляски. Восстановлена
численность бобров, почти исчезнувших в начале века.
Подобные примеры многочисленны. Они показывают, что бережное отношениек
природе, основанное на глубоких знаниях биологии растений и животных, не
только сохраняет ее, но и дает значительный экономический эффект.
Охрана окружающей среды и рациональное использование ее ресурсов в
условиях бурного роста промышленного производства стала одной из
актуальнейших проблем современости. Результаты воздействия человека на
природу необходимо рассматривать не только в свете развития технического
прогресса и роста населения, но и в зависимости от социальных условий, в
которых они проявляются. Отношение к природной среде является мерой
социальных и технических достижений человеческого общества,
характеристикой уровня цивилизации. Сотрудничество между странами в
области охраны природы осуществляется через такие организации как
Европейский экономический союз (ЕЭС), Организация объединенных наций
(ООН) в рамках “Программы ООН по окружающей среде” (ЮНЕП). К главным
направлениям деятельности ЮНЕП относятся экологические проблемы
населенных пунктов, а также проблемы здоровья и благосостояния
человека, охрана наземных экосистем и борьба с распространением пустынь,
деятельность, связанная с экологическим образованием и информацией,
торговые,экономические и технологические аспекты по защите природы,
защита Мирового океана от загрязнения, охрана растительности и диких
животных, экологические вопросы энергетики.
Экономическая проблема охраны окружающей среды заключается в оценке
ущерба, нанесеннонго загрязнением атмосферы, водных ресурсов,
разработкой и использованием недр. Экономический ущерб представляет
собой затраты, возникающие вследствие повышенного (сверх того уровня,
при котором не возникает негативных последствий) загрязнения воздушной
среды, водных ресурсов, земной поверхности.
Загрязненная природная среда может отрицательно воздействовать на
“реципиентов” (людей, промышленные , транспортные и
жилищно-коммунальные объекты, сельскохозяйственные угодья, леса,
водоемы и т.п.). Эти отрицательные воздействия проявляются в основном в
повышении заболеваемости людей и ухудшения их жизненных условий, в
снижении продуктивности биологических природных ресурсов, ускорения
износа зданий, сооружений и оборудования.
Приблизительно за 500 лет до нашей эры в Афинах был издан первый из
известных эдикт, запрещающий выбрасывать мусор на улицы,
предусматривающий организацию специальных свалок и предписывающий
мусорщикам сбрасывать отходы не ближе чем за милю от города.
С тех пор мусор складировали на различных хранилищах в сельской
местности. В результате роста городов свободные площади в их
окрестностях уменьшались, а неприятные запахи, возросшее количество
крыс, вызванное свалками, стали невыносимыми. Отдельно стоящие свалки
были заменены ямами для хранения мусора.
Около 90 % отходов в США до сих пор закапывается. Но свалки в США быстро
заполняются, и страх перед загрязнениями подземных вод делает их
нежелательными соседями. Эта практика заставила людей во многих
населенных пунктах страны прекратить потребление воды из колодцев. Желая
уменьшить этот риск, власти Чикаго с августа 1984 г. объявили мораторий
на разработку новых площадей под свалку до тех пор, пока не будет
разработан новый вид мониторинга, следящего за перемещением метана, так
как если не проконтролировать его образование, он может взорваться.
Даже простое захоронение отходов является дорогостоящим мероприятием. С
1980 по 1987 гг. стоимость захоронения отходов в США возросла с 20 до 90
долларов за 1 т. Тенденция к удорожанию сохраняется и сегодня.
В густо населенных районах Европы способ захоронения отходов, как
требующий слишком больших площадей и способствующий загрязнению
подземных вод, был предпочтен другому — сжиганию.
Первое систематическое использование мусорных печей было опробовано в
Нотингеме, Англия, в 1874 г. Сжигание сократило объем мусора на 70-90 %,
в зависимости от состава, поэтому оно нашло свое применение по обе
стороны Атлантики. Густонаселенные и наиболее значимые города вскоре
внедрили экспериментальные печи. Тепло, выделяемое при сжигании мусора
стали использовать для получения электрической энергии, но не везде эти
проекты смогли оправдать затраты. Большие затраты на них были бы уместны
тогда, когда не было бы дешевого способа захоронения. Многие города,
которые применили эти печи, вскоре отказались от них из-за ухудшения
состава воздуха. Захоронение отходов осталось в числе наиболее
популярных методов решения данной проблемы.
Наиболее перспективным способом решения проблемы является переработка
городских отходов. Получили развитие следующие основные направления в
переработке: органическая масса используется для получения удобрений,
текстильная и бумажная макулатура используется для получения новой
бумаги, металлолом направляется в переплавку. Основной проблемой в
переработке является сортировка мусора и разработка технологических
процессов переработки.
Экономическая целесообразность способа переработки отходов зависит от
стоимости альтернативных методов их утилизации, положения на рынке
вторсырья и затрат на их переработку. Долгие годы деятельность по
переработке отходов затруднялась из-за того, что существовало мнение,
будто любое дело должно приносить прибыль. Но забывалось то, что
переработка, по сравнению с захоронением и сжиганием, — наиболее
эффективный способ решения проблемы отходов, так как требует меньше
правительственных субсидий. Кроме того, он позволяет экономить энергию и
беречь окружающую среду. И поскольку стоимость площадей для захоронения
мусора растет из-за ужесточения норм, а печи слишком дороги и опасны для
окружающей среды, роль переработки отходов будет неуклонно расти.
7. Новые разработки для решения глобальных проблем человечества.
К середине 1980-х годов имелось более 15 глобальных прогнозов,
получивших название “моделей мира”. Самые известные и, пожалуй, наиболее
интересные из них - это “Мировая динамика” Дж. Форрестера, “Пределы
роста” Д. Медоуза с соавторами, “Человечество у поворотного пункта” М.
Месаровича и Э. Пестеля, “Латиноамериканская модель Баричоле” А. О.
Эрреры, “Будущее мировой экономики” В. Леонтьева, “Мир в 2000 году.
Доклад президенту” и другие. Появился первый глобальный прогноз Римского
клуба под названием “Пределы роста”, авторы которого под руководством Д.
Медоуза построили динамичную модель мира, куда в качестве исходных
данных включили население, капиталовложения (фонды), земное
пространство, загрязнение, использование природных ресурсов, посчитав
эти компоненты основными в динамике изменения мировой системы. Выводы
авторов сводились к следующему: если сохранятся существовавшие на конец
1960-х годов тенденции и темпы развития экономики и роста
народонаселения, то человечество неминуемо должно прийти к глобальной
экологической катастрофе. “Апокалипсис” предрекался примерно на 2100
год. А отсюда и рекомендации: немедленно свести к нулю рост
народонаселения и производства. Однако эти предложения авторов модели
нереальны, неприемлемы, да и просто утопичными, но дали пищу для
развития антинаучных и антигуманных теорий, способствовали резкой
вспышке всякого рода неомальтузианских и геополитических рассуждений,
уводящих от реальных путей преодоления экокризисных явлений.
Не случайно уже следующая модель М. Месаровича и Э. Пестеля -
“Человечество у поворотного пункта” - была значительно более
обоснованной. Авторы попытались посмотреть на мир не как на нечто
аморфно-целое, а как на систему отличающихся друг от друга, но
взаимодействующих регионов. Выводы авторов этой модели более
оптимистичны, чем предыдущей. Однако “прогресс” Месаровича и Пестеля
можно свести к тому, что они, отвергая неизбежность “единой” глобальной
экологической катастрофы, будущее человечества видят в длительных,
разнообразных кризисах - экологических, энергетических,
продовольственных, сырьевых, демографических, могущих постепенно
охватить всю планету, если общество не примет их рекомендации перехода к
“органическому росту” - сбалансированному развитию всех частей
планетарной системы. Но это также далеко от реальностей, которыми полон
современный мир.
Постепенно модели становились все более конкретными, а проблемы - более
цельными. К настоящему времени методологические принципы, техника,
методика современного глобального прогнозирования неизмеримо усложнились
по сравнению с исторически первыми и простейшими методами оценки
экологической емкости Земли. В новых условиях обострившихся потребностей
в нахождении эффективных способов целенаправленного воздействия на
процессы взаимодействия человека и биосферы встают задачи разработки
конкретных прогнозов будущего человечества, формирования конкретных
научно обоснованных представлений об основных возможных тенденциях
развития человечества на ближайшие 50 - 100 лет.
Компьютеризация комплексного исследования взаимодействия человека и
биосферы - исторический рубеж, которого достигла наука за очень короткий
исторический промежуток времени на основе создания математических
моделей живой природы. Экология уже оперирует не только простыми
динамическими теориями популяций, но и всеми средствами теории
динамических систем. Математические методы проникли в самые разные
области теоретической и прикладной экологии: в анализ взаимоотношения
видов в сообществе, в исследование процессов миграции, территориального
поведения, в анализ потоков вещества и энергии в экосистемах, в изучение
проблем сложности и устойчивости сообществ, а также оценок влияния
различных антропогенных факторов на природные системы, в исследование
проблем оптимального управления природными ресурсами и эксплуатирования
популяций и т.д. Компьютеризация привела к конструированию так
называемых имитационных моделей взаимодействия человека и биосферы,
принципиальная сложность которого требует учета большого числа как
биологических, социальных, так и абиотических переменных.
Новой информационной технологии экологического прогнозирования уже
принадлежит немаловажная заслуга: она “способствовала тому, что за
сравнительно короткий исторический промежуток времени глобальные
проблемы оказались в поле зрения мировой общественности и стали подлинно
общечеловеческими не только по своей сути, но и по признанию, которое
они себе завоевали”.
Ведущиеся в настоящее время теоретические и прикладные исследования по
созданию автоматизированных систем управления и многовариантных методов
обоснования принятия решений обеспечивают такую модификацию
информационного сервиса, которая создает наиболее комфортабельные
условия не только для численного имитационного эксперимента, но и для
логической итеграции вариантов достижения поставленных целей, а также
для эффективного включения в циклический процесс прогностического
обеспечения оптимизации взаимодействия человека и биосферы, развития
ноосферы, междисциплинарных групп экспертов и представителей
общественности.
7.1 Экологический кризис и концепция БТМ
В 1987 г. была подготовлена статья "Что будет после окончательной
победы. Восемь мыслей о природе и технике". В ней впервые была высказана
концепция бесприродного технического мира (БТМ) - глобального прогноза
развития цивилизации. Его суть: природа неизбежно вытесняется
наступающей цивилизацией; функции природы, необходимые для выживания и
развития человечества, должна взять на себя техника; одно из главных
условий выживания в БТМ - формирование у людей сильного мышления и
творческого стиля жизни.
За время с начала исследования и формирования концепции БТМ
экологическая обстановка на Земле обострилась еще больше. Перспективы
грядущего мира еще страшнее. Расчеты показывают, что будет нарушено даже
то шаткое равновесие, которое еще имеется на сегодня. Вот выводы из
статьи В.Г.Горшкова "Пределы устойчивости окружающей среды" ("Доклады АН
СССР", 1988, том 301, N 4, стр. 1015-1019, изд. "Наука"):
"При сохранении современной доли антропогенного потребления (7%) и
прекращении экономического роста полное истощение биосферы и искажение
окружающей среды произойдет за несколько сот лет. При сохранении
современных темпов экономического роста это должно произойти во второй
половине следующего столетия"(стр. 1018) "Очевидно, что по мере
ухудшения состояния окружающей среды и биосферы человечеству придется
затрачивать энергию и труд на стабилизацию окружающей среды, т.е. взять
на себя функции, которые раньше выполняла биосфера. Все оставшиеся
организмы будут превращены в культурные виды. Систему жизни и окружающей
среды, управляемой человеком, называют ноосферой (сферой разума)". (стр.
1019)
Только слепая вера в чудо может давать надежду на то, что все удастся
сохранить, как есть. Цивилизация опасно, возможно смертельно, больна.
Необходимо не только признать этот факт, но и найти эффективный способ
лечения болезни. Наша сегодняшняя слепота завтра может обернуться
преступлением.
Кризис охватывает три взаимосвязанные системы: природу, общество и
технику. Вариантов предлагаемых решений проблемы не так много: снижение
биомассы человечества или его потребностей, уничтожение техники или
переход на безотходную (ресурсосберегающую) технологию. Все эти варианты
направлены, прежде всего, на сохранение и восстановление природы, как
основы жизни. Концепция БТМ предполагает принципиально иной подход:
жизнь человечества не должна зависеть от природы - останется она или
нет.
7.1.1.Снижение численности населения замли.
По расчетам биосферу удастся сохранить, если в БЛИЖАЙШИЕ СТО ЛЕТ
УМЕНЬШИТЬ ЧИСЛЕННОСТЬ ЛЮДЕЙ В ДЕСЯТЬ РАЗ. В противном случае биосфера не
выдержит нагрузки и начнутся необратимые процессы.
"Необходимо перейти ко всеобщему пропорциональному сокращению
численности населения всех наций (при безусловном сохранении популяции
малых народов)".
Есть и иные варианты реализации идеи под общим названием "sex wars"
(демографические войны): повышение процента выводимых из женского
организма оплодотворенных клеток; заметное превышение числа рождающихся
мальчиков над числом девочек (метод Гордона Тейлора); переход к
однодетной семье. Авторы этих предложений, видимо, представляют все
недостатки "sex wars", но считают, что "это - зло, наименьшее из
возможных" (С. Лем "Планета Земля. Век ХХI", "Комсомольская правда" от
11 июля 1992, стр. 3).
"Жители государств, которые примут идею депопуляции, резко увеличат свой
уровень жизни по сравнению с теми, которые будут продолжать
размножаться... Равные права народов (размножаться или придерживаться
политики депопуляции) приводят к неравенству и должны быть защищены,
если надо, военной силой".
"Призывы авторов БТМ превратить нашу планету в подобие космического
корабля излишни. Она и так представляет собой космический корабль, на
котором биосфера с помощью биотехнологии поддерживала великолепные
условия для существования людей. Однако вместимость этого корабля - 500
миллионов человек. Если люди не понимают этого, значит наша планета -
космический корабль дура ков со всеми вытекающими отсюда фатальными
последствиями."
Идея депопуляции человечества наталкивается на частокол неразрешимых
проблем. Искусственное регулирование численности - это всегда насилие в
том или ином виде. Кто его будет осуществлять? Разве можно говорить о
невмешательстве в природу, затрагивая основной механизм жизни -
деторождение? Разве этот мир будет естественным, природным?
Масштабы депопуляции, о которой идет речь, настолько глобальны и ужасны,
что их трудно даже просто осознать - ничего похожего человечество еще не
переживало за всю свою историю. Обе мировые войны, потери от СПИДа в
ближайшие десятилетия - это "всего лишь" десятки и сотни миллионов
погибших. Идея депопуляции требует жертв в 5 миллиардов человек! Можно
называть это разными словами, но 5 миллиардов должны куда-то исчезнуть.
Во Второй мировой войне, например, погибло "лишь" 2,4% населения Земли.
При этом общая численность человечества не снизилось, уменьшились лишь
темпы роста населения, которые с лихвой были скомпенсированы быстрым
ростом населения в послевоенное время. Что же должно произойти с
человечеством, чтобы его численность снизилась в десять раз - на 90% ?!
Необходимо учитывать: независимо от конкретного механизма депопуляцию
невозможно будет проводить равномерно во времени. Первые годы или
десятилетия должны уйти на стабилизацию численности вместо непрерывного
роста. Затем скорость депопуляции должна постепенно набирать скорость. В
период максимального снижения численности скорость процесса может
достигнуть 50% за одно десятилетие! В течении десяти лет должен
исчезнуть каждый второй житель планеты! При столь резкой депопуляции
процесс может оказаться плохо управляемым и необратимым. Снижение
рождаемости приведет к резкому старению общества и сокращению
трудоспособного населения. На следующем этапе - развал промышленности и
экономики, который может сопровождаться крупными экологическими
катастрофами, по сравнению с которыми Чернобыль покажется скромной
прелюдией. Все это приведет к разрушению природно-технической системы
жизнеобеспечения человечества в то время, как естественная природа еще
не восстановит потенциал, необходимый для поддержания человеческой
жизни. ЛЮДИ ПОГИБНУТ. Судьба Аральского моря постигнет все человечество.
Предположим невероятное: столетний эксперимент по депопуляции
человечества прошел "успешно", строго по графику. Численность населения
снизилась до 500 млн., природа восстановилась, промышленность отступила
на несколько веков назад, как и хотели борцы за восстановление
естественной природы . Что произойдет дальше? Существует ли надежный
механизм предотвращения повторного роста популяции человека и новой
промышленной революции? Такой способ известен: у человека необходимо
отнять разум. Но и в этом случае появление нового разума - процесс
закономерный и, видимо, неизбежный.
Депопуляция человечества - это попытка обратить исторический процесс
вспять. Занятие трудное и бесполезное.
7.1.2.Цивилизация лилипутов.
Снижение биомассы человечества за счет снижения веса каждого человека
должно привести к снижению экологического давления на природу. Эту
фантастическую, на первый взгляд, идею сейчас вполне серьезно
разрабатывают ученые - об этом говорят публикации последних лет.
"По сообщению английского журнала "Уик-энд", американские ученые якобы
разработали средство, которое позволит решить проблему перенаселения
Земли. Это средство - миниатюризация жителей планеты, а именно - нас с
вами. Как сообщается, возможно выведение нового вируса, который, будучи
выпущен в атмосферу или водную среду, в течение достаточно короткого
срока приведет к уменьшению роста людей: 70-80-сантиметровые человечки
станут нормой, а метровые будут выситься меж ними гигантами. Роберт
Макнамара, бывший министр обороны США, а ныне президент Всемирного
банка, не видит в новом средстве ничего особенно страшного: выбор таков
- либо миниатюризация, либо принудительная стерилизация. Альтернатива
жутковатая! И как-то не очень хочется ни того, ни другого."
(Мегаполис-экспресс, 1991, N 31 "Предпочитаем в лилипуты...")
Идея цивилизации лилипутов имеет некоторые преимущества по сравнению с
концепцией депопуляции, но содержит и серьезные недостатки:
необходимо коренное вмешательство в физиологию человека, которое
неизбежно встретит сопротивление общества и, кроме того, может
отразиться на психо-социальных качествах людей;
при улучшении экологической и экономической обстановки велика
вероятность лавинообразного роста численности населения и возникновения
нового экологического кризиса.
7.1.3.Глобальное ограничение потребления.
Во все века находились люди, призывающие к скромному и подчеркнуто
бедному образу жизни, как например, святой Франциск. Беда в том, что
этой идее следуют только единицы. Большинство же, в лучшем случае, лишь
декларируют идею. Известно, например, что орден францисканцев погряз в
богатстве и роскоши.
Наиболее эффективно (и, видимо, единственно возможно) самоограничение
потребления. Обычно, на это способны люди, имеющие свою Цель -
священнослужители, святые, люди искусства, ученые - все, кто готов
пожертвовать материальными благами ради Идеи. По сути, речь идет о
переносе акцентов потребления из области материальной в область
культурную, познавательно-интеллектуальную. Именно такую позицию
предполагает концепция БТМ.
КОНЦЕПЦИЯ БЕСПРИРОДНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО МИРА
Главное и принципиальное отличие концепции БТМ от остальных путей
решения современного экологического кризиса: вместо ограничений
(численности, потребления, роста людей) концепция БТМ предлагается
ускоренное развитие технологий и личности человека. Развитие концепции
БТМ не отменяет и не противоречит ни одному из других подходов.
Наоборот, технология БТМ, является экологически чистой, поскольку
варварски не использует природную среду (воду, воздух, леса...). Жизнь в
БТМ должна быть основана не на использовании того, что накапливалось в
природе веками, а на приспосабливании к новым условиям изменяющейся
окружающей среды. Для создания такой технологии необходим непрерывный
процесс решения вновь возникающих задач. Люди, основной деятельностью
которых будет решение творческих задач, сами будут ограничивать свое
материальное потребление (которое, безусловно, не должно быть нищенским
), отдавая свои основные силы и время достижению поставленной Цели.
Базой для проектирования и реализации концепции БТМ является
ТРИЗ-ТРТЛ. Прогнозы, получаемые по мере развития концепции БТМ, могут
быть использованы при решении социальных и технических проблем
современного мира. Концепция БТМ может стать стержнем для развития
некоторых направлений в науке и искусстве, связанных с процессом
растущей урбанизации современного мира.
Борьба с загрязняющими технологиями важна, но не достаточна для
решения проблемы в принципе.
Проекты снижения численности населения или массы человека трудно
внедряемы из-за необходимости грубого вмешательства в физиологию
человека и социально-психологические устои общества. Борьба с
потребительством также не может быть эффективной - об этом говорит весь
опыт развития человечества.
Единственная, на наш взгляд альтернатива потребительству - общество,
главным вектором существования которого является творчество. Именно
такое общество способно выжить в БТМ. Только такое общество способно
создать технологию БТМ и поддерживать его существование.
Мы убеждены: БТМ - наиболее эффективная концепция преодоления
современного экологического кризиса.
ВОЗРАЖЕНИЯ ПРОТИВ БТМ
1. "Человек - часть природы. Как можно говорить об исчезновении природы,
если остается человек? Или человек тоже исчезнет?"
Под природой мы понимаем современную биосферу со всеми ее связями и
кругооборотом веществ. Разрушение биосферы - это прежде всего нарушение
миллионами лет сложившихся связей между отдельными экосистемами,
составляющими биосферу. Ясно, что при этом сам человек, моря, горы,
леса, отдельные виды животных, растений и насекомых сохранятся, но могут
претерпеть довольно сильные изменения.
Изменение человека, как вида, идет непрерывно. Этот процесс заметно
ускоряется с развитием техники, науки, производства. Загрязнение среды,
например, приводит к увеличению мутаций у людей.
Другой механизм изменения человека - адаптация к изменениям состава
микроорганизмов планеты и новым болезням - люди из начала века, каким-то
чудом перенесенные в наше время, едва ли остались бы в живых. Смерть
может наступить от "пустячного" вируса гриппа. Кроме того, идет процесс
замены отдельных органов человека на искусственные: зубы, отдельные
кости и суставы, пластические операции, замена отдельных внутренних
органов человека. Изменяется и духовно-интеллектуальный мир человека:
инстинкты и биологические законы управления человеком все в большей
степени ставятся подвластны его воле и сознанию. Человек БТМ будет также
сильно отличаться от нас, как мы отличаемся, например, от
неандертальцев.
2. Ошибочно мнение, что природа имеет достаточно сил, чтобы постоять за
себя, защититься от нападок человеческой цивилизации, например, теми же
болезнями, не урожаями..."
Многочисленные расчеты исследователей разных стран говорят, к сожалению,
о другом. Достаточно сослаться на доклады группы независимых ученых,
объединенных "Римским клубом" (А. Печчеи. Человеческие качества, М.,
Прогресс, 1985) или на расчеты В.Г.Горшкова ("Пределы устойчивости
окружающей среды", Доклады АН СССР, 1988, том 301, N 4, стр. 1015-1019,
изд. "Наука"). Даже при условии, что темпы развития не будут
увеличиваться, полное истощение биосферы и искажение окружающей среды
произойдет в первой половине 21 века.
Новые болезни, ухудшение плодородия, глобальные изменения климата - все
это и является признаком искажения окружающей среды.
3. Некоторые ученые считают, что авторы концепции БТМ оправдывают
загрязнение среды и тем самым способствуют уничтожению природы.
Вытеснение живой природы - такая же закономерность, которую бесполезно
одобрять или осуждать. Ее просто необходимо принять, как неизбежность
или во всяком случае наиболее вероятный исход событий.
Технология БТМ не уничтожает природу, а, наоборот, способствует ее
сохранению. В БТМ невозможны ресурсопожирающие технологии.
Например, в метрополитене нельзя использовать чадящие двигатели
внутреннего сгорания; на орбитальных станциях недопустимая роскошь
тратить, как на Земле, по несколько сотен литров воды на человека в
день.
4. Существует мнение, что"для решения экологического кризиса не нужен
БТМ, достаточно переместить все грязные производства и мусор с Земли в
космос."
Использование космоса лишь увеличивает масштабы загрязнения природы.
Например, за один старт корабля "Спейс Шаттл" в атмосферу выбрасывается
около тысячи тонн вредных веществ. Площадь возмущения в стратосфере и
ионосфере достигает миллиона квадратных километров. Образованная "дыра"
затягивается лишь через 3-10 часов.
Уже сейчас в космосе находится порядка 10 тысяч неуправляемых крупных
объектов и фрагментов ракетных конструкций (проще говоря - мусора).
Число более мелких обломков (до нескольких сантиметров в диаметре)
оценивается шестизначным числом. С развитием космической индустрии
околоземное пространство будет загрязняться увеличивающимися темпами.
Это не может не сказаться на биосфере Земли.
5. "ТРИЗ утверждает, что техника развивается в направлении повышения
степени идеальности: техники нет, а ее функция выполняется.
Следовательно, в будущем техники не будет. ВСЕ необходимые функции
человек и природа будут выполнять САМИ. БТМ не понадобится - будет
полная гармония человека с окружающей средой."
Немного уточним ситуацию с экологическим кризисом с позиций ТРИЗ. В
конфликте, как уже отмечалось выше, участвуют три элемента: общество
людей, природная среда и техника. По правилам ТРИЗ в первую очередь
необходимо изменять тот элемент, который в наибольшей степени поддается
управлению и изменению (в нашем случае - технику) и только потом - плохо
управляемые элементы (людей и природу). С этой точки зрения концепция
БТМ полностью соответствует логике ТРИЗ.
С позиций ТРИЗ идеальная система максимально использует ресурсы
окружающей среды. Для человечества в целом окружающая среда - это Земля
и Солнечная система. В основе живого органического вещества - углерод.
На Земле и в космосе углерода очень мало. На Земле, например, доля
углерода составляет лишь 0,04 %. Для сравнения вес железа - 39,76% от
общего веса Земли, вес кремния - 14,53%. Социально-технические системы
состоят не столько из органических, сколько из неорганических веществ.
Это сильно расширяет возможность использования материальных ресурсов
Земли и космоса. Адаптационные свойства живых организмов явно ниже
возможностей социально-технических систем. Ясно, что такие системы
идеальнее приспособлены к окружающей среде. Техническая цивилизация, в
принципе, способна использовать все 100 % вещества и энергии Вселенной.
Об этом писал в своих работах еще К.Э. Циолковский.
Довольно часто наша позиция воспринимается, как отказ от развития
человека и его возможностей. Наоборот, концепция БТМ предполагает и
опирается на постоянное совершенствование человека, его
интеллектуальных, социально-психологических и любых иных человеческих
качеств.
6. "Для стабилизации биосферы Земли необходимо затрачивать
фантастически большие усилия, которыми не обладает человечество. Кроме
того, для создания БТМ потребуется тоталитарная система управления
невиданного масштаба. БТМ создать невозможно."
биосферу необходимо стабилизировать;
искусственная среда, в частности БТМ, должна иметь единую систему
управления.
Между тем, концепция БТМ не предполагает ни того, ни другого. В начале
- о СТАБИЛИЗАЦИИ БИОСФЕРЫ. Сейчас биосфера Земли переживает переходный
процесс - идут очень быстрые изменения. Учитывая их масштабы и
инерционность, попытки стабилизировать этот процесс можно сравнить лишь
с попытками муравья остановить на полном ходу поезд - безнадежное и
смертельно опасное мероприятие. Основная идея концепции БТМ состоит как
раз в том, чтобы принять неизбежность грядущих изменений и подготовиться
к ним, а не ложиться на рельсы исторических закономерностей. Переходные
процессы - обычное явление знакомое, в частности, и земной биосфере.
Достаточно вспомнить, например, что три миллиарда лет назад в атмосфере
Земли было в 1000 раз меньше кислорода, чем сейчас. Появившиеся к этому
времени растения "устроили" для биосферы настоящий катаклизм. Они
активно отбирали из атмосферы и океана углерод, оставляя после себя горы
"мусора" - осадочные породы, караловые рифы, залежи нефти, угля,
торфа... Растения оказались тогда в таком же положении, как сейчас -
человечество. Своими "действиями" они заменили наполненную углеродом
атмосферу на кислородную среду. Растениям пришлось не просто - они
вынуждены были приспосабливаться к новым условиям, к атмосфере,
насыщенной кислородом Сейчас трудно представить к какой именно
стабильной системе придёт человеческая цивилизация. Скорее всего процесс
будет идти ступенчато: выход на пологую часть кривой развития будет
сменяться новым подъемом за счет вовлечения в "оборот" цивилизации новых
вещественных и энергетических ресурсов - Земли, околоземного
пространства, Солнечной системы. На этапах стабилизации (временных или
продолжительных) можно ожидать повышение общего "КПД" биосферных (или
техногенных - как посмотреть) процессов. "Мусор" в этом случае
превращается в полезный ресурс, повышается степень универсальности,
многофункциональности систем, происходит согласование их
функционирования. Ясно, что в ближайшие десятилетия трудно ожидать
перехода к полностью замкнутым технологиям. Этот процесс будет проходить
постепенно и во времени, и в пространстве. БТМ не совместим с
тоталитаризмом в любом его проявлении: диктатом, жесткими связями,
гигантизмом. Творчество - главный бог БТМ, не терпящий никакого
принуждения.
7. "В идее БТМ нет ничего нового. Об этом писал ещё В.И. Вернадский,
развивая концепцию ноосферы - сферы разума человека."
В.И. Вернадский смог увидеть за деятельностью человека процессы
геологического масштаба, способные изменить облик Земли. Однако,
Владимир Иванович нигде не уточнял - как именно будет выглядеть
ноосфера. Сейчас в литературе можно встретить самые разные трактовки
ноосферы. Это и охрана природы, и борьба с промышленностью, и разумное
природопользование, и развитие экологически чистых технологий, и
разумное управление биосферой (обычный гигантизм), и антивоенная
политика... Сам Владимир Иванович считал, что ноосфера должна строиться
через внедрение ученых в государственные аппараты. Создание ноосферы,
писал Вернадский, - "рано ли, поздно ли, станет целью государственной
политики и социального строя." Похоже, что Вернадский достаточно в
большой мере связывал построение ноосферы с формированием
супергосударства типа СССР. Вот еще одна цитата: "Понятие ноосферы,
которое вытекает из биогеохимических представлений, находится в полном
созвучии с основной идеей, пронизывающей "научный социализм".
(В.И.Вернадский, "Научная мысль как планетное явление", параграф 69.
Цитируется по журналу "Век ХХ и мир", 1987, N 9, стр. 39 и 41).
Главное отличие концепции БТМ от ноосферы по Вернадскому в том, что
основной упор делается не на науку и эффективное управление, а на
повышение творческого потенциала человечества в целом. Это важнейшее
условие перехода биосферы на качественно новый уровень. Наука не
способна справиться с такой задачей без инструментальной технологии
мышления, подобной ТРИЗ и без механизмов формирования творческих
личностей, заложенных в ТРТЛ.
Эпоха раннего БТМ уже наступила. Важно решить современные противоречия
цивилизации. Одной концепции для этого мало. Нужен механизм, реализующий
эту концепцию.
Одно из направлений развития концепции БТМ - создание инструментов для
превращения концепций и глобальных прогнозов в конкретные решения.
Сейчас идет разработка двух таких механизмов: социально-техническое
прогнозирование (СТП) и ТРИЗ-анализ.
Основная задача СОЦИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ - создание
системы взаимосвязанных прогнозов подсистем БТМ: прогноз развития
энергетики, систем водоснабжения, городов, сельского хозяйства,
культуры, образования, спорта, транспорта...
ТРИЗ-АНАЛИЗ направлен на выявление основных противоречий конкретной
социально-технической системы (завода, комбината, коммерческой
структуры... ) и решение выявленных задач. При выборе и постановке этих
задач используются социально-технические прогнозы. Еще одно интересное
развитие исследований по БТМ - теория развития цивилизаций.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что человечество
наконец задумалось над проблемами собственного выживания. Возможно, это
только начало и, в конце концов, учные придут к единому мнению
относительно направленности исследований, и решение проблем станет лишь
вопросом времени. Но пока единого мнения нет. Разрушение продолжается,
исследования проводятся, а время работает против Нас.
Приложение №1
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ БТМ
1. В "Справочнике исследований по проектированию" Польской академии наук
даются краткие сведения о работе Альтшуллера Г.С., Рубина М.С. под
названием "Необратимое вытеснение природы техникой".
2. Г. Альтшуллер, М. Рубин "Жизнь без природы", газета "Камские зори" от
21 октября 1988 г., стр.3, г. Набережные Челны".
Публикация была сделана по инициативе Р.Ш. Юсупова. В той же газете от
09.12.88 редакция сделала обзор откликов на статью "Жизнь без природы".
Статья была перепечатана другой газетой - "Вестник Елаза" от 30 ноября
1988, г. Елабуга.
3. Г. Альтшуллер, М. Рубин "Что будет после окончательной победы",
Челябинск, 1989, апрельский и майский номера "Курьера НТТМ" -
специального выпуска еженедельника "Комсомолец".
Долгое время это была единственная относительно полная публикация по
БТМ.
4. Г. Альтов, М. Рубин "Что будет после окончательной победы. Восемь
мыслей о природе и технике", "Знание - сила", 1991, N 4, стр. 5.
5. А. Арманд "Дело за немногим", "Знание - сила", 1991, N 4, стр. 1.
Статья опубликована в рубрике "Диалоги" в противовес нашей публикации о
БТМ. Основная идея А. Арманда: люди стали рабами машин; чтобы
освободиться от рабства мы должны сознательно ограничить свои
потребности до минимума и снизить технический потенциал цивилизации.
6. В. Горшков "Единственная стратегия выживания", "Знание - сила", 1991,
N 6, стр. 5.
Это продолжение "Диалога" "Знание - сила" по теме БТМ. Основной вывод
автора: численность населения необходимо уменьшить в десять раз,
технологию сделать ресурсосберегающей и полностью восстановить
естественные сообщества биосферы.
7. Ю.В.Чайковский "Воспользуемся нашими бедами", "Химия и жизнь", 1991,
N 10, стр. 2.
В обзоре по "эколого-экономической тематике" упоминается и статья по
БТМ.
8. Р.И. Храпко "Космический корабль дураков", "Энергия", 1992, N 3, стр.
7.
Основная идея публикации: БТМ построить невозможно, так как для этого
нужно создать тоталитарную управляющую систему невиданного масштаба; в
течении нескольких десятилетий необходимо уменьшить численность людей в
10 раз за счет перехода к однодетной семье. Статья перекликается с
работой В. Горшкова [6].
9. Г. Альтшуллер, М. Рубин "Что будет после окончательной победы. Восемь
мыслей о природе и технике" в книге "Шанс на приключение"/ Сост.
А.Б.Селюцкий. - Петрозаводск, изд. "Карелия", 1991.
На сегодняшний день это единственная полная публикация работы по БТМ.
10. Г. Альтов, М. Рубiн "Вiciм думок про прiроду i технiку", "Аукцiон
iдей", 1992, N 1, стр. 21-23.
"Аукцион идей" - рекламно-информационный журнал на украинском языке
Украинской информационной корпорации "УкрНТИ". С небольшими сокращениями
переведена наша статья из журнала "Знание - сила"[4].
11. Г. Альтшуллер, М. Рубин "Жизнь без природы", газета "Металлург" от
15 апреля 1992, стр. 3, г.
Использованная литература
Алимов А. А., Случевский В. В. Век XX: экология и идеология. - Л.:
Лениздат, 1988. - 111 с. - (Мифы и реальность: На фронтах идеологической
борьбы).
Математические модели в экологии и генетике. М., 1981.
Юнг Р. Будущее уже началось // Курьер ЮНЕСКО. 1971. Апр
Чернова Н.М., Былова А.М., Экология. Учебное пособие для педагогических
институтов, М., Просвещение, 1988;
Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П., Экология, М., Издательский
дом "Дрофа", 1995;
Общая биология. Справочные материалы, Составитель В.В.Захаров, М.,
Издательский дом «Дрофа», 1995.
7. “ВернадскийВ.И.: О коренном материально-энергетическом отличии живых
и косных тел биосферы.”//”Владимир Вернадский: Жизнеописание. Избранные
труды. Воспоминания современников. Суждения потомков.” Сост.
Г.П.Аксенов. - М.: Современник, 1993.
В.И.Вернадский "Размышления натуралиста. - Научная мысль как планетное
явление". М.,Наука,1977.
9. “Изучение явлений жизни и новая физика”,1931; Биогеохимические
очерки. М.-Л., изд-во АН СССР, 1940
10. Сб. "Биосфера" ст. "Несколько слов о ноосфере" М.,Мысль,1967.
11. Л.Гумелевский “ЖЗЛ: Вернадский”, М.1988, изд-во “Молодая гвардия”.
ПЛАН РЕФЕРАТА
ВВЕДЕНИЕ
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ МАТЕРИИ.
Популяции, сообщества, экосистемы. Принципы их организаци.
КРУГОВОРОТЫ ВЕЩЕСТВА И ЭНЕРГИИ.
БИОСФЕРА И ЕЕ ЭВОЛЮЦИЯ, РЕСУРСЫ, ПРЕДЕЛЫ УСТОЙЧИВОСТИ.
Структура биосферы.
Эволюция биосферы.
4.2.3. Биосфера и человек. Ноосфера.
Природные ресурсы и их использование.
Пределы устойчивости.
АНТРООГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ.
Современное сосояние природой среды.
Атмосфера – внешняя оболочка биосферы. Загрязнение атмосферы.
Вода – основа жизненных процессов в биосфере. Загрязнение природных вод.
Почва-важная составляющая часть биосферы. Загрязнение почв.
Влияние человека на растительный и животный мир.
Радиоактивное загрязнение биосферы.
Экологические проблемы биосферы.
ОХРАНА ПРИРОДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ.
НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ГЛОБАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА.
Экологический кризис и концепция БТМ.
7.1.2. Снижение численности населения Земли.
7.1.3.Цивилизация лилипутов.
7.1.4. Глобальное ограничение потребления.
7.1.5. КОНЦЕПЦИЯ БЕСПРИРОДНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО МИРА.
 |