Л.И. Егоренков, Б.И. Кочуров
Геоэкология
Учебное пособие. – М.: Финансы и статистика, 2005. - 320 с.
Глава 1. Географическая оболочка Земли
1.4. Единая сфера жизни на планете
1.4.4. Гомеостаз (экологический баланс) в биосфере
Наиболее ярким примером циклического массообмена внутри
географической оболочки является геохимия углерода. Непрерывный вывод углерода
из глобального цикла и захоронение его в осадках морей имеет кардинальное
значение для развития географической оболочки.
Рис. 1.9. Малый биологический круговорот веществ
Резервуаром, откуда на протяжении почти 2 млрд лет черпался
углерод, служит атмосфера. В то же время содержание в ней этого элемента в
форме углекислого газа ограничено (0,58×1012
т). Непрекращающееся выделение углерода из атмосферы могло бы обусловить
постепенное убывание CO2 в атмосфере, а, следовательно, уменьшение
биологического круговорота, а затем и полное прекращение жизни на Земле. Однако
этого не происходит. Углерод постепенно поступает на поверхность планеты и
количество CO2 в атмосфере поддерживается на достаточно высоком
уровне. Единственным источником такого пополнения атмосферы могут служить
вулканические газы. С другой стороны, создание современной географической
оболочки, поддержание ее функционирования обусловлены геохимической деятельностью
живого вещества. Если бы живые организмы не обеспечивали геохимический цикл
углерода, поддерживающий невысокую концентрацию СО2 в атмосфере, то
захоронение количества углерода (около 1×1017
т) находилось бы в виде 4×1017
т углекислого газа в атмосфере, т. е. в тысячу раз больше, чем в настоящее
время. А это имело бы самые серьезные последствия.
Известно, что молекулы СО2 в атмосфере поглощают
инфракрасное (тепловое) излучение земли и испускают поток энергии к земной
поверхности. Столь сильное увеличение содержания углекислого газа могло бы вызвать
разогрев поверхности планеты, повышение температуры до 400°С, испарение
Мирового океана и создание обстановки, подобно той, которая имеет место на
Венере.
Как мы уже говорили выше, разработав и использовав
биогеохимический подход, В. И. Вернадский впервые показал, что живое вещество
является неотъемлемым элементом единой динамичной системы «атмосфера -
гидросфера - литосфера».
Позднее, в 1982 г., американский ученый Г. Лавелок (к
сожалению, незнакомый с трудами В. И. Вернадского) конкретизировал и несколько
изменил тезис В. И. Вернадского об организованности биосферы. Согласно
разработанной Г. Лавелоком концепции, наша мать Земля (Гея) представляет собой
один сложный организм, в котором планетарная биота управляет связями между
атмосферой, океанами и педосферой. Тем самым биота поддерживает стабильность
потоков вещества в биосфере и, прежде всего, круговорот углерода. Вследствие
этого живое вещество контролирует парниковый эффект и стабилизирует климат
планеты. Таким образом, прямые и обратные связи поддерживают гомеостаз, т. е.
устойчивое состояние Геи.
В 1995 г. российский ученый В. Г. Горшков идею Г. Лавелока
сформулировал следующим образом: биосфера подчиняется принципу Ле
Шателье-Брауна и ведет себя как саморегулирующая система, способная подавлять всякие
природные нарушения и восстанавливать некий внутренний баланс. Безусловно,
высказанные выше идеи авторов являются не бесспорными. В то же время история
становления биосферы может служить подтверждением их правоты. Почти четыре
миллиарда лет в истории биосферы чередовались два состояния - хаоса и
гомеостаза, и она в результате не разрушилась. Но в мезолите, т. е. между 10 и
5 тыс. лет назад, развитие производящего хозяйства и первая демографическая
революция стали прелюдией к переходу биосферы в третье состояние - состояние
дестабилизации.
|