Профиль равновесия: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Один из авторов этой книги несколько лет работал в Воронежском заповеднике и был свидетелем большого бедствия, постигшего тамошнее стадо оленей.

Эти звери появились в Уманском бору после Великой Октябрьской революции. Их выпустили на волю из зверинца принцессы Ольденбургской, большой любительницы природы и охоты (ее замок до сих пор высится над обширной поймой Воронежа, на окраине поселка Рамонь). После организации резервата численность животных стала увеличиваться. Научные сотрудники, егеря охраняли и подкармливали оленей, а их естественных врагов — волков — истребляли.

И вот в середине 50-х годов сложилось положение, хорошо известное в экологической науке: уничтожив волков, человек не сумел полностью «заменить» их и взять контроль над стадом в свои руки. Оленей отлавливали, но недостаточно. Их развелось много, очень много, на тысячу гектаров — в среднем более 25 животных. Они съели наиболее доступные корма и стали голодать. Люди не замечали этого, они гордились постоянным ростом стада копытных. И трагедия наступила.

В 1965 году необычно рано выпало много снега. А в конце декабря установился антициклон: больше месяца температура воздуха была около 30 градусов мороза. Олени встретили зиму недостаточно упитанными (не уродились желуди, на которых они обычно откармливались осенью). Глубокий снег ограничил их передвижение. Голодные звери выходили к дорогам, к человеческому жилью, собирали клочки сена.

Работники заповедника, население поселков, окружающих заповедник, пришли на помощь бедствующим оленям, спасли многих животных. Но велик был и урон. Маятник слишком далеко качнулся в одну сторону. Разрушив естественное триединство, люди не позаботились о создании триединства искусственного.

«…Первоначально существовавшее в природе равновесие было нарушено с того времени, как человек стал располагать более совершенными техническими средствами, а плотность народонаселения перешагнула известный предел», — пишет автор трагической и в то же время оптимистической книги «До того, как умрет природа», французский профессор Ж. Дорст, один из руководителей Международного союза охраны природы.

«С нашим появлением континенты быстро дряхлеют», — констатирует в «Зеленых холмах Африки» Э. Хемингуэй.

Дать полное представление о Великом Равновесии природы невозможно. Поэтому мы попытаемся показать, как неупорядоченная деятельность человека нарушила отдельные, более или менее значительные, звенья равновесия, изменила кругооборот веществ или энергии в нежелательном для нас направлении.

Все звенья равновесия как зерна в четках: каждое — первое, и оно же последнее. Не будем стараться найти конец и начало бесконечной цепи природных процессов. Возьмем несколько «зерен».

Существует тепловой баланс Земли, причем его приходная и расходная части должны быть более или менее уравновешенными. То, что это действительно так, доказывает наше с вами присутствие на планете. Если бы она получала значительно больше тепла, чем расходовала, то мы бы, попросту говоря, давно уже поджарились; в противном случае у нас возникли бы серьезные трудности с «отоплением» планеты.

В приходной части естественного теплового баланса прежде всего значится солнечная энергия. Земля получает от Солнца 5 · 10²⁰ больших калорий в год. Немного «подогревает» Землю энергия, выделяемая в процессах естественного радиоактивного распада, в результате вулканических извержений, лесных пожаров и т. д. В расходной части — энергия, постоянно рассеиваемая Землей в мировое пространство.

Конечно, баланс тепла никогда не был абсолютно стабильным и в целом для Земли, и для крупных ее областей. Известны периоды длительного потепления и похолодания, великие оледенения и прочие неприятности, от которых немало натерпелись наши отдаленные предки. Но тогда отклонения были лишь составными частями динамического равновесия. Своим последующим изменением тепловой баланс планеты, как и следовало ожидать, обязан людям. Они сумели значительно «подогреть» атмосферу.

Вплоть до XIX века человек использовал только энергию Солнца, употребляя в пищу растения и животных и сжигая древесину и жиры растительного и животного происхождения.

В настоящее время в США потребление всех видов энергии составляет 10 тысяч ватт на человека в сутки. За 200 лет оно увеличилось в 100 раз и продолжает ежегодно увеличиваться на 2,5 процента! При этом львиную долю составляет сжигание горючих ископаемых. Энергия ежегодно добываемого во всем мире топлива достигла 4,2 · 10¹⁵ больших калорий.

Ученые подсчитали, что, если численность населения Земли возрастет до 10 миллиардов, а потребление энергии достигнет современного уровня США, ее мировое производство составит колоссальную величину: 110 миллионов мегаватт в год! Угрожает ли такой рост нарушению общего теплового баланса атмосферы? Сам по себе скорее всего нет, производимая энергия будет все-таки в 1000 раз меньше той, которую Земля рассеивает в мировое пространство.

Если мы возьмем более отдаленную перспективу, положение может выглядеть менее радужным. Потребление энергии во всем мире в конце 60-х годов составляло примерно 2,93 · 10¹³ киловатт-часов. Средние ежегодные темпы роста энергетики равны 4 процентам. Предположим, что они еще очень долго останутся неизменными. Тогда через 160 лет энергия, вырабатываемая человечеством, сравняется с отражаемой Землей солнечной радиацией. Однако и сейчас возможны серьезные местные нарушения, вызванные концентрацией тепла. С ними мы сталкиваемся в крупных населенных пунктах, в промышленных зонах.

…Постоянство газового состава атмосферы совершенно необходимо для существования современной жизни на Земле. 21 процент кислорода, немного более 0,03 процента углекислого газа, азот. Если кислорода становится меньше, а углекислого газа больше обычного уровня, дыхание затрудняется. Резкое изменение содержания этих газов ведет к губительным последствиям для большинства высокоразвитых организмов.

Всегда ли наша атмосфера имела такой газовый состав? Нет. Около 2 миллиардов лет назад в ней отсутствовал свободный кислород, зато было огромное количество углекислого газа. Жизнь первых примитивных организмов основывалась на внутренних, ферментативных процессах восстановления. Чтобы концентрация кислорода достигла 1 процента от современного уровня, понадобился миллиард лет. Его «накопили» первые организмы, обладавшие способностью к фотосинтезу. Такое содержание кислорода оказалось уже достаточным для окислительного типа обмена веществ и появления многоклеточных организмов — настоящих «фабрик» свободного кислорода.

Для достижения следующего важного рубежа в эволюции жизни на Земле понадобилось «только» 300–400 миллионов лет. Кислорода в атмосфере стало в 8–10 раз больше, и вокруг планеты появился озоновый экран. Он стал надежной защитой организмов от ультрафиолетовой радиации. Бурно расцвела жизнь в поверхностных слоях океана, они заполнились мельчайшими, взвешенными в воде растениями, фитопланктоном. «Фабрики кислорода» заработали с еще большей силой.

Современная концентрация кислорода установилась в атмосфере примерно 50 миллионов лет назад. Ее постоянство стало бы невозможным, если бы круговорот кислорода не был строго сбалансирован с круговоротом углекислого газа.

Не станем приводить цифры, подробно характеризующие круговорот углерода в природе, хотя они и известны науке. Важно, что такой круговорот существует и что он (по крайней мере, до последнего времени) хорошо «подогнан» к круговороту кислорода. Напомним только, что есть два самостоятельных цикла круговорота углерода в биосфере — один на суше, другой в Мировом океане — и что связаны они через атмосферу.

Почти 50 миллионов лет газовый состав атмосферы Земли был стабильным. Но промышленная эра в развитии человечества грозит серьезно нарушить и этот, один из важнейших элементов мирового равновесия. Дымят бесчисленные трубы фабрик, заводов, тепловых электростанций, пароходов и паровозов. При сжигании горючих ископаемых в атмосферу попадает около 5 миллиардов тонн углекислого газа в год. Уменьшается фотосинтезирующая поверхность растений лесов, изменяются типы фитоценозов суши. Загрязнение океанов и морей нефтью и другими химическими веществами выводит из строя фитопланктон — другой важнейший «поглотитель» углекислого газа.

И вот последствия. С 1860 по 1955 год содержание углекислого газа в атмосфере возросло с 0,027 до 0,032 процента, то есть на 18 процентов. Есть основания считать, что в наши дни выброс двуокиси углерода в атмосферу увеличивается на 0,2 процента в год. Некоторые ученые предполагают, что если существующие тенденции сохранятся, в 2000 году количество углекислого газа в атмосфере несколько превысит 0,04 процента.

Что сулит человечеству такой ход событий? Единого мнения среди ученых нет. Проблема слишком сложна: ведь в атмосфере противоборствуют могучие и изменчивые силы, происходят противоречивые процессы. По одной из весьма распространенных гипотез вследствие увеличения облачности и усиления так называемого «парникового эффекта» среднегодовая температура повысится на 0,8–3,0 градуса. Наибольший рост средней зимней температуры произойдет между 40 и 70-м градусами северной широты (на 1,7 градуса). В Северной Атлантике воды потеплеют в среднем на 2 с лишним градуса.

Начнут таять льды Арктики и Антарктики, что, в свою очередь, приведет к повышению уровня Мирового океана на 60 метров! Если предположить, что таяние растянется на тысячу лет, то и тогда каждое десятилетие уровень океана будет подниматься на 60 сантиметров. Значительная часть суши постепенно уйдет под воду. Изменится климат. Умеренные зоны по его характеру приблизятся к субтропическим, холодные — к умеренным. Изменятся границы распространения лесов. Участятся засухи, лесные пожары.

Другая опасность — уменьшение содержания кислорода. Снижается производительность его основных «фабрик» (леса, фитопланктон морей). Огромные количества этого газа сгорают в различных двигателях, используются в промышленных процессах…

Со временем человечество, безусловно, сумеет приостановить рост содержания углекислого газа в атмосфере, восстановит источники кислорода, будет более бережно расходовать его. Однако пока мы не располагаем такими возможностями, и поэтому приходится говорить о вероятных опасностях…

Преодолев огромные расстояния космического пространства, советские межпланетные станции достигли поверхности Венеры. Увы, они не обнаружили здесь ничего от той обетованной планеты, которая рисовалась воображению писателей-фантастов. «Утренняя звезда» оказалась сущим адом, и допустить вероятность существования там жизни, похожей на земную, можно только, если поверить, что она бывает в паровых котлах, работающих на форсированных режимах, при сверхвысоких температурах и давлениях.

Грустно расставаться с мечтой об «одноплеменниках» на Венере. Но, быть может, они все-таки когда-то жили там? И погибли, выпустив из рук рычаги управления технической цивилизацией? Не об этом ли говорит состав венерианской атмосферы, почти полностью состоящей из углекислого газа?

«Венерианская промышленность» поработала когда-то на славу! Так горько и мрачно прокомментировал результаты новейших космических исследований один из писателей-фантастов.