Электронная онлайн библиотека

 
 Основы экологии

3.1. Некоторые черты экологической системы «Земля»


Из Космоса Земля кажется нам небольшой хрупкой шариком, общие контуры которой определяются не человеческими деяниями, а сложной системой облаков, океанов, растительности и фунтов. Неспособность человека согласовать свои действия с этой переменной системой влечет за собой коренное изменение структур, существующих на планете. Многие из таких изменений таят в себе опасность уничтожения жизни на Земле. (Из доклада Международной комиссии по окружающей среде «Наше общее будущее» (1989)).

Космонавт Юрий Гагарин, который первым из людей увидел родную планету с высоты космической орбиты, не мог сдержать своего восторга и воскликнул: «Как прекрасна наша Земля!» Окутана тонким голубой дымкой атмосферы, как драгоценный бриллиант, она сияет на фоне черного вакуума Космоса. Вот там, возле полюса, виднеются белые ледяные поля, вот за иллюминатором космического корабля проплывают вершины Гималаев, потом простирались бескрайние океанические просторы, покрытые белыми спиралями циклонов. Вот корабль пересек границу дня и ночи - терминатор, и все объяла бархатная чернота. Но за минуту глаза космонавта привыкли к темноте, и он видит далеко внизу полыхающего тропической грозы, а потом, словно угли прогоревшего костра, скопление огней большого города. И снова корабль приближается к терминатора, мгновение - и вспыхивает радужная полоса атмосферы, из-за Земли выныривает лохматое ослепительное Солнце...

Первые люди, которые побывали в Космосе, рассказывают о особое, ни с чем не сравнимое чувство, возникающее во время наблюдения за нашей Землей издали. Вот что говорит, например, американский астронавт Джим Ирвинг, который побывал на Луне: «Взглянув вниз, я увидел свои следы на месячном пыли, а вот когда поднял голову вверх, то увидел Землю. Она оказалась совсем маленькой. Когда мы улетали от Земли, она становилась все меньше: величиной как баскетбольный мяч, потом - как бейсбольный, потом - как мяч для игры в гольф... Вид родной планеты поразил нас. Она была похожа на рождественскую игрушку, подвешенную в Космосе. Такая незащищенная - казалось, достаточно лишь прикоснуться - и она рассыплется...».

Земля - уникальная планета Солнечной системы, и уникальность ее заключается прежде всего в том, что на ней существует жизнь. Пока что ни на снимках других планет, которые переданы космическими аппаратами, ни в пробах месячного или марсианского грунта никаких признаков органической жизни не обнаружено. (Впрочем недавно в одном из метеоритов, который упал на Землю и, как полагают американские ученые, прилетел с Марса, найден отпечаток окаменелого миллиарда лет назад микроорганизма. И сегодня на Марсе условия слишком вражеские для жизни.)

На Земле жизнь существует благодаря совпадению нескольких благоприятных астрономических факторов: это и большая масса Земли, достаточное для удержания вокруг планеты за счет гравитации защитного слоя атмосферы; это сильное магнитное поле Земли, что защищает ее биосферу от пагубного воздействия космической радиации; это и наличие большого количества воды, жизненно необходимой для живых организмов, и т.д. Пожалуй, самое удивительное в этом смысле орбита Земли. Американский ученый М. Харт подсчитал, что если бы расстояние между Землей и Солнцем была лишь на 5% меньше или на 1% больше, то жизнь на ней было бы невозможным: в первом случае на планете было бы слишком жарко (как на Венере), во втором - слишком холодно, и Земля постоянно находилась бы в условиях глобального ледникового периода (как Марс).

Наша планета очень активная. Меняются, хотя и медленно, очертания ее материков и океанов, разрушаются, розсипаючися на порох, целые горные хребты поднимаются новые, извергаются вулканы, становится другим климат. Непрерывно меняются важные параметры окружающей среды - температура воздуха и воды, их химический состав, влажность почв и содержание в них необходимых веществ. Непрерывно обновляется живая природа - животные, растения, микроорганизмы.

Образование живого вещества и ее разложения - это две стороны единого процесса, называемый биологическим круговорот веществ. Круговорот химических элементов на Земле происходит преимущественно при непосредственном участии живых организмов. Впервые это было доказано В. И. Вернадским и сформулированы им в законе миграции химических элементов: «Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется либо при непосредственном участии живого вещества (біогенна миграция), или в среде, геохимические свойства которого (содержание О2, СО2, Н2О и т. д.) обусловлены живым веществом - как той, что в наше время составляет биосфере, так и той, что действовала на Земле в течение всей геологической истории».

С точки зрения экологии, к важнейших принадлежат кругообіги таких веществ, как кислород, углерод, вода, азот, сера, фосфор, входящих в состав живого вещества. Живое вещество существенно ускорила и изменила кругообіги этих веществ в биосфере.

Основной движитель круговорота веществ в биосфере - энергия Солнца, определенную (незначительное) роль играет также внутренняя энергия Земли. В процессе кругооборота живое вещество поглощает энергию, в процессе же ее распада эта энергия возвращается в окружающую среду.

Кроме круговорота химических веществ, в природе происходит и кругооборот энергии. Энергия Солнца, которая усваивается зелеными растениями, частично консервируется в угле, торфе, нефти, а также тратится на выветривания глубинных горных пород - базальта, гранита и т.д. В образованных вследствие выветривания глинах запасается солнечная энергия. В дальнейшем, за счет тектонических опусканий земной коры, глины и другие пухлые осадочные породы попадают в глубокие зоны Земли, где под действием высоких давлений и температур из них высвобождается запасенная ранее солнечная энергия, происходят процессы их переплавки и преобразования на магматические (изверженные) горные породы, например граниты, и цикл круговорота энергии завершается.

Кроме круговорота вещества и энергии, огромную роль в биосфере играют информационные связи. Информативные сигналы энергетически очень слабые и сами собой не могут вызвать какой ощутимой реакции, но они содержат важные сведения в закодированной форме. Такие сигналы воспринимаются, расшифровываются (в основном автоматически) и учитываются живыми организмами. Способность воспринимать, сохранять и передавать информацию имеют и неживые объекты, которые осуществляют эти процессы путем общего энергоинформационного обмена. Обрабатывать, накапливать и использовать информацию отдельно от энергии могут только живые организмы.

Эффективность информационных связей в биосфере впечатляет. Например, самец бабочки шелкопряда вчуває самку на расстоянии до 2 км. Опыты и расчеты показали, что такая чрезвычайно высокая чувствительность не может базироваться на химических сигналах, скажем на действия каких пахучих веществ, которые выделяет самка. Вполне вероятно, происходит передача электромагнитных сигналов, причем по типу избирательности («отец кибернетики» Н. Винер назвал его «тем, кого это касается»). Об этом свидетельствует и строение усиков шелкопряда (как и многих других насекомых), напоминающие антенну.

В целом окружающую природную среду, в которой живет человек, состоит из неживого и живого компонентов. К первому относятся атмосфера, гидросфера и литосфера Земли, ко второму - все ее живые обитатели (растения, животные и микроорганизмы).



Назад