Географическая оболочка Земли
Географическая оболочка – понятие условное, собирательное.
В нее входят:
- Земная кора.
- Две нижние части атмосферы – тропосфера и стратосфера.
- Гидросфера или водная оболочка Земли.
- Биосфера – совокупность всего живого на Земле.
- Ноосфера или антропосфера – часть биосферы, связанная с разумной деятельностью человека.
Разберемся с каждым пунктом по отдельности.
Пункт первый – земная кора.
Наша планета состоит из трех слоев.
Земная кора – это верхний твердый слой, толщина которого варьируется от 5 до 75 км. Под океанами земная кора наиболее тонкая, а в горных участках материков – наиболее толстая. Только в этом слое могут существовать живые организмы. Если сравнить Землю с яйцом, сваренным вкрутую, то земная кора – это скорлупа.
Ниже земной коры находится другой твердый слой, который называется «мантией». Толщина мантии составляет около 2900–3000 км. В курином яйце аналогом мантии является белок.
Пункт второй – тропосфера и стратосфера.
Тропосфера – это нижний, наиболее изученный слой атмосферы нашей планеты. Высота тропосферы варьируется от 8–10 км в полярных областях, до 16–18 км на экваторе. В умеренных широтах высота тропосферы составляет 10–12 км.
В тропосфере сосредоточено более 80 % всей массы атмосферного воздуха и большая часть водяных паров. Здесь формируются атмосферные фронты, возникают облака и происходят другие процессы, определяющие погоду и климат на нашей планете. Все эти процессы главным образом обусловлены конвекцией – явлением переноса теплоты в жидкостях, газах или сыпучих средах потоками самого вещества. Теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз. Точно так же ведут себя слои воды с разной температурой. Можно сказать, что воздушные массы с разной температурой находятся в состоянии постоянной борьбы. Недаром же переходная зона между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами (разной температурой) называется атмосферным фронтом.
Над тропосферой на высоте от 11 до 50 км расположена стратосфера. Здесь находится озоновый слой или «озоносфера», состоящий из озона – трехатомной модификации кислорода (О3). Озоновый слой поглощает коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца, которая губительна для всего живого. Жизнь на нашей планете смогла выйти из воды на сушу лишь после того, как был образован озоновый «щит». Выше озонового слоя никакой жизни не существует. Озон можно обнаружить на высоте от 15 до 60 км, но максимальная концентрация его наблюдается на высоте 25–35 км.
Пункт третий – гидросфера.
Гидросфера представляет собой совокупность всей воды на планете – рек, морей, океанов, континентальных водоемов, подземных источников, болот и ледяных покровов. Общий объем воды в гидросфер– около 96 %! – сосредоточена в океанах и морях. До 2 % воды «законсервировано» в ледниках, примерно 1,7 % приходится на подземные воды и всего 0,02 % приходится на поверхностные воды суши. Несмотря на столь малую долю в общей массе гидросферы поверхностные воды суши играют важнейшую роль в жизни человека, являясь основным источником водоснабжения, а также орошения и обводнения земель.
Пункт четвертый – биосфера.
Биосферу также называют «оболочкой» – живой оболочкой нашей планеты. Все живое на Земле образует биосферу. Биосфера представляет собой одну из частей географической оболочки, но она является связующим звеном между остальными частями.
Биосфера включает в себя:
- всю гидросферу, поскольку во всех водоемах присутствует жизнь в той или иной форме;
- тропосферу и нижнюю часть стратосферы, расположенную под озоновым слоем атмосферы. Не удивляйтесь насчет стратосферы – микроорганизмы можно найти в воздухе на высоте до 18 км от поверхности Земли.
- земную кору. Наиболее богато населена различными организмами педосфера – почвенная оболочка Земли. Почти вся жизнь в земной коре сосредоточена на глубине нескольких метров, но отдельные бактерии могут жить на глубине до четырех километров. Ниже этого уровня жизнь становится невозможной, поскольку температура среды достигает 100 °C и выше.
Пункт пятый – ноосфера.
Ноосфера представляет собой часть биосферы, но ее нужно выделять из биосферы, поскольку в основе ее лежит разумное начало. Ноосфера объединяет все, что создано в результате деятельности человека. Само слово «ноосфера» переводится с греческого как «сфера разума». Деятельность человека отличается от деятельности животных своей разумностью и целенаправленностью. Пример – стадо слонов может проложить тропу через дебри, но это будет сделано неосознанно и слоны не могут поддерживать проложенную тропу в «рабочем» состоянии. Человек же прокладывает дороги осознанно, с определенной целью и после прокладки поддерживает их в пригодном для пользования состоянии – расчищает от завалов, выравнивает и т. п.
Между частями географической оболочки осуществляется активный и непрерывный обмен веществом и энергией. В результате испарения с поверхности океана и суши в атмосферу поступает вода. Через трещины и поры вглубь земной коры проникают вода и воздух. Твердые частицы попадают с поверхности Земли в атмосферу с помощью ветров или во время извержения вулканов. Живые организмы после смерти формируют почвенный слой. Поверхность Земли поглощает солнечное тепло и часть его отдает в атмосферу, нагревая нижние слои воздуха. Люди роют каналы, выравнивают рельеф, строят дамбы, рассеивают облака… Все эти связи позволяют рассматривать географическую оболочку как единое целое.
Географическую оболочку также называют «земной оболочкой». В зарубежной географической литературе географическую оболочку могут называть «геосферой».
О литосфере, атмосфере, гидросфере и биосфере будет более подробно сказано ниже, в соответствующих главах.
Катастрофическая эпоха водородной дегазации
Средства массовой информации ежедневно приносят сообщения о природных или техногенных катастрофах, происходящих в самых разных районах планеты и уносящих жизни сотен и тысяч людей. Многие природные аномалии по мощности и размаху не имеют аналогов в прошлом. Цепь аномальных явлений в природе стала нарастать с начала — середины 1980-х годов. Это позволяет утверждать, что наша планета вступила в фазу катастрофического развитияПериодическое наступление таких фаз или эпох катастрофического развития — закономерность жизни планеты, открытая в первой трети ХХ века нашим соотечественником А.Л. Чижевским. Поясним, что речь идет о катастрофических эпохах в «человеческом» временном масштабе (годы – десятки лет – столетия). Примечательна и загадочная особенность катастрофических эпох — синхронность самых разных стихийных бедствий, большинство из которых совпадает также с максимумами или минимумами солнечной активности. Из вышесказанного следует, что любая попытка понять и объяснить причину природных аномалий должна учитывать их полный спектр.
Это требование относится и к гипотезам, объясняющим аномальные процессы в атмосфере. Именно они привлекают в последние годы наибольшее внимание мирового сообщества, что оправданно, так как непосредственной средой обитания человека является «дно» воздушного океана. Две самые известные экологические проблемы планетарного масштаба касаются процессов, происходящих в атмосфере. Речь идет о проблеме разрушения озонового слоя и проблеме климатических изменений (так называемого глобального потепления). В обоих случаях угрозу атмосфере сообщество ученых увидело в выбросе промышленных газов. Научные рекомендации беспрецедентно быстро превратились в международные договоры (Монреальский и Киотский), которые наложили строжайшие запреты на развитие целых отраслей промышленности во всем мире. Все это, казалось бы, должно радовать — в истории еще не было примеров столь согласованных международных усилий ни в одной из областей человеческой деятельности. Однако ожидать благоприятного воздействия на глобальные процессы от такой кооперации не приходится. К глубокому сожалению, научные концепции, положенные в основу Монреальского и Киотского протоколов, полностью игнорируют все вышесказанное о катастрофических эпохах развития планеты, процессы в атмосфере рассматриваются ими изолированно от процессов в других оболочках планеты, хотя атмосфера неразрывно связана со всеми иными сферами планеты, включая и внутренние — земную кору, мантию и ядро. Газовая оболочка планеты по массе составляет всего лишь миллионную долю массы всей планеты, и сформировалась она в результате грандиозного процесса планетарной дегазации, который начался миллиарды лет назад и продолжается до сих пор. Без учета этих обстоятельств понять природу планетарных катаклизмов невозможно.
Открытие Чижевского поставило перед учеными трудную задачу — объяснить синхронность разных катастрофических процессов. Какая может быть связь между эпидемиями в Африке и наводнениями в Южной Америке, землетрясениями в Японии и ураганами в Карибском море? Почему повторяемость земных катастроф соответствует ритмам космических явлений? Есть ли у этих катастроф какая-то общая причина, или здесь работает эффект домино? По нашему мнению, такая общая причина глобальных катастроф есть. Это усиление глубинной дегазации — резкое увеличение выброса из глубоких недр Земли восстановительных газов, в первую очередь, водорода.
Дегазационная концепция глобальных катастроф
- при понижении концентрации озона приземный воздух нагревается на несколько градусов, давление падает — образуется циклон;
- в область пониженного давления под озоновой аномалией (дырой) могут смещаться близ расположенные антициклоны, адвекция значительных масс воздуха резко меняет pt-параметры атмосферы под озоновой аномалией, принося аномальную жару или холод;
- при повышении концентрации озона приземный воздух выхолаживается, освобождается от паров воды, давление растет — образуется антициклон;
- особенно чревата стихийными бедствиями зона контакта разно-знаковых озоновых аномалий. Здесь соприкасаются огромные массы воздуха с резко различными pt-параметрами. Их градиенты быстро нивелируются, в результате чего выпадают ливневые осадки, ледяные дожди, возникают ураганы, шквалы, бури и наводнения. Синтетическим по генезису бедствием являются природные пожары. Они возникают в зонах тектонического дробления с активной водородно-метановой дегазацией. Неизменной атрибутикой зон интенсивных пожаров являются глубокие озоновые аномалии, в которые втягиваются горячие южные антициклоны. Неугасимость таких пожаров определяют выделяющиеся из-под земли горючие газы — водород и метан. Из обширного спектра вышеперечисленных природных бедствий, связанных с усилением глубинной дегазации, более подробно следует остановиться на разрушении озонового слоя. В данный момент мы считаем эту проблему самой актуальной.
Рис. 1. Среднемесячная аномалия общего содержания озона (ОСО) в Северном полушарии в марте 2011 г. (Все карты аномалий взяты на сайте Select Ozone Maps exp-studies.tor.ec.gc.ca)
Рис. 2. Среднемесячная аномалия ОСО в Северном полушарии в январе 2016 г.
Рис. 3. Аномалия ОСО в Северном полушарии 30 января 2016 г.
Проблема разрушения озонового слоя
В свое время общественное мнение было успокоено апологетами Монреальского протокола по защите озонового слоя, который был принят 16 сентября 1987 года. Его научной основой является техногенно-фреоновая гипотеза, указывающая на промышленные фреоны как главный фактор разрушения озонового слоя. Время показало полную несостоятельность этой гипотезы. Выпуск техногенных фреонов прекращен 20 лет назад, однако степень разрушения озонового слоя планеты продолжает нарастать. Так, самое сильное разрушение озоносферы Северного полушария за весь период наблюдений на тот момент времени произошло в марте 2011 года (рис. 1). Еще сильнее озоновый слой в Северном полушарии был разрушен в январе 2016 года (рис. 2). Озоновая аномалия протянулась от Атлантики до Тихого океана. Центр ее располагался севернее Таймыра, иногда смещаясь внутрь Сибири, где дефицит озона в отдельные дни превышал 50% (рис. 3). Этот факт следует подчеркнуть особо — самое сильное разрушение озонового слоя в Северном полушарии происходит в России. Конкретно — в районе Таймыра и устья р. Лены, таким образом, проблема разрушения озонового слоя может рассматриваться в том числе как национальная проблема России. Из сказанного выше следует, что заявленная авторами Монреальского протокола стабилизация озонового слоя планеты к 2005 году не состоялась, а разрушение озоносферы продолжает нарастать. Вместо научного изучения проблемы в рамках Монреальского протокола осуществляется административный контроль над выпуском более 100 химических веществ, якобы разрушающих озоновый слой. Из использования изъяты самые эффективные и безопасные для человека и природы хладагенты и пропелленты и заменены на взрыво-опасные и отравляющие вещества. По существу, Монреальский протокол затормозил технологический прогресс в мировом масштабе.
Концепция водородной продувки озонового слоя
Водород — озоноразрушающий газ, он в 14 легче воздуха, поэтому быстро достигает стратосферных высот, где запускает водородный цикл разрушения озона. Концепция водородной продувки озонового слоя подтверждается пространственным совпадением озоновых аномалий и дегазирующих геологических структур, а также синхронностью снижения концентрации озона и роста концентрации водорода в центрах озоновых аномалий. Водородный цикл, открытый в 1965 году, включает более 40 реакций. Катализатором в нем является гидроксил. Прерывается цикл образованием воды, которая, застывая, формирует стратосферные облака. С точки зрения химии гипотеза не является оригинальной. Мы лишь привлекаем внимание к геологическим источникам озоноразрушающих газов, которые ранее не учитывались специалистами в области химии атмосферы. Подходя к оценке таких источников озоноразрушающих веществ с геологических позиций, автор пытается показать их решающую роль в планетарном балансе озона. Глубинные потоки водорода, метана, азота и часто сопровождающего их гелия — объективная реальность, подтверждаемая инструментальными измерениями. По нашим представлениям, которые опираются на работы академика А.А. Маракушева, основным хранилищем и источником планетарного потока газов является жидкое ядро Земли. Газы накапливаются здесь при кристаллизации твердого ядра. Важной особенностью процесса глубинной дегазации является неравномерность его как во времени, так и в пространстве. Основной поток глубинных восстановленных газов разгружается в рифтовых зонах срединно-океанских хребтов, что дает нам право называть их главными каналами дегазации Земли (рис. 4).
Рис. 6. Планетарное поле озона 27 октября 2005 г. (toms.gsfc.nasa.gov)
Рис. 7. Области минимального содержания озона в атмосфере Северного полушария Земли (черное) в октябре (усредненные данные мировой сети озонометрических станций по В.И. Бекорюкову): I — Исландия; II — Гавайские острова; III — Красное море
Географическое положение планетарных озоновых аномалий и их геологическая позиция
Главным аргументом в пользу водородной концепции разрушения озонового слоя является местоположение озоновых аномалий, а точнее, их геологическая позиция. К настоящему времени накоплен колоссальный объем озоновых карт. На озоновых картах как на фотопластинках проявляется тектоническое строение планеты, проявитель — глубинный водород. Антарктические озоновые дыры. Антарктика — регион, над которым озоновый слой испытывает наиболее сильное и частое разрушение. Срединно-океанские хребты максимально сближаются возле Антарктиды, где и сливаются в единый Циркумантарктический рифт (рис. 4). Таким образом, атмосфера над Антарктидой подвержена максимальной в земных условиях продувке природными озоноразрушающими газами, поэтому здесь эффект разрушения озонового слоя выражен наиболее сильно. Геологический генезис аномалий общего содержания озона (ОСО) над Антарктикой позволяет понять их звездообразную форму (рис. 5). Здесь мы видим проецирование трех лучей аномальной зоны ОСО на продолжения океанских рифтовых зон, которое вряд ли можно объяснить с каких-либо иных позиций. Дегазация рифтовых зон планеты, а соответственно, и конфигурация аномалий ОСО, меняются очень быстро. Реально — в течение суток, хотя общие закономерности поля озона сохраняются дольше (как правило, несколько дней). На рис. 6 видно, что в сравнении с ситуацией от 23 октября 2005 года из четырех главных океанских рифтовых зон продолжает дегазировать только зона Восточно-Тихоокеанского поднятия. Отметим, что линейные озоновые аномалии протягиваются на тысячи километров от Южного полюса до экваториальных широт Тихого и Атлантического океанов, располагаясь точно над срединно-океаническими хребтами. Они мгновенно, за считаные часы, распространяются от Южного полюса до экваториальных широт, пересекая континенты и океаны, ледники, горы, равнины, различные климатические зоны, проявляя при этом полное «безразличие» к геологическому строению, типу земной коры, рельефу, глубинам океана и толщине ледового покрова Антарктиды. Чувствительны они только к тектоническому строению планеты и к динамике атмосферы, что полностью объяснимо в рамках дегазационной концепции. Озоновые минимумы Северного полушария. В Центральной аэрологической обсерватории Росгидромета были проанализированы все ряды наблюдений мировой наземной сети озонометрических станций с целью выявления тех из них, где наиболее часто регистрировались пониженные значения ОСО. В результате проведенных исследований установлены три наиболее устойчивых озоновых минимума Северного полушария (рис. 7). Выделенные центры разрушения озонового слоя максимально удалены от промышленных районов, но являются горячими точками планеты. Они отличаются интенсивной современной вулканической деятельностью, которая сопровождается потоками восстановленных газов. Важная особенность этих центров — высокие отношения изотопов гелия 3He/4He, что указывает на глубинную природу газовых потоков и (или) молодость дегазирующей системы. Очень выразительна также аномалия ОСО, протянувшаяся от Сахалина до Гренландии 22 марта 2011 года (рис. 8). Центр ее с потерей озона до 45% накрыл дельту реки Лена, часть Таймыра и почти всю Восточную Сибирь, а линейная часть протянулась над подводными хребтами Гаккеля и Ломоносова до середины острова Гренландия. Здесь в 2013 году был обнаружен подледный каньон протяженностью 750 км (рис. 9). Озоновые аномалии над территорией России. На рис. 11а представлена карта центров озоновых аномалий (точнее, среднемесячного дефицита ОСО по сравнению со средним многолетним для данной станции), возникших над территорией России в 1991–2000 годах. Карта составлена по оперативным данным Центральной аэрологической обсерватории (г. Долгопрудный). Также нами были использованы около ста карт среднемесячного дефицита озона над Россией и сопредельными территориями, составленных в ЦАО Росгидромета. Отчетливо видно, что центры озоновых аномалий образуют пять обособленных групп, четыре из которых имеют явно выраженную меридиональную ориентировку: Урало-Каспийская, Западно-Сибирско-Памирская, Восточно-Сибирская, Сахалино-Индигирская. Пятая обособленная группа центров — Беломоро-Балтийская, расположена над северо-западом Европейской части России. Она относительно изометрична в плане. Анализ данной карты позволяет сделать вывод о тектоническом контроле положения центров отрицательных аномалий поля ОСО. Контролирующие структуры — дегазирующие зоны субмеридиональных разломов. В их пределах разными авторами в разное время и разными методами были зафиксированы повышенные потоки глубинных газов: водорода, метана, гелия, радона и др. Водородно-метановые источники обнаружены на Кольском полуострове, вокруг озера Байкал, в Якутии, на Урале, в Прикаспии, на плато Устюрт и в других местах. Сравнение этих данных с картой центров озоновых аномалий убедительно показывает наличие источников водорода в регионах, над которыми наиболее интенсивно разрушается озоновый слой. Об этом говорят данные по Восточной Сибири, где большие концентрации водорода обнаружены в кимберлитовых трубках Удачная, Юбилейная, Айхал, Мир. Трубки эти приурочены к системе глубинных субмеридиональных разломов. Особенно интенсивно происходит выделение водорода в трубке Удачная. Здесь его дебит достигал 105 м3/сут (1150 л/с), причем в составе струи на долю водорода приходилось до 56%, а остальное — на метан, так что совокупный дебит озоноразрушающих газов был еще больше. Итак, мы видим, что центры наиболее мощных озоновых аномалий планеты располагаются над зонами и центрами водородно-метановой дегазации: рифтовыми и разломными зонами или узлами их пересечения, а также центрами современного толеитового и щелочного вулканизма или древнего ультращелочного (кимберлитового) вулканизма и щелочного магматизма (Хибины, Ловозеро). Напомним, что процесс выделения глубинных газов неравномерен не только в пространстве, но и во времени. Мощность газовых выбросов может спонтанно увеличиваться в сотни тысяч раз, а площадь такого газодинамического возмущения может охватывать сотни тысяч квадратных километров. Часто усиления газовых выбросов связаны с сейсмическими событиями. Именно с такими залповыми выбросами газов и связано образование локальных аномалий ОСО. Рис. 8. Аномалия ОСО в Северном полушарии 22 марта 2011 г.
Рис. 9. Карта глубин дна Северного Ледовитого океана
Экспериментальная проверка водородной концепции
Для проверки собственной гипотезы мы предложили организовать мониторинг выделения водорода в известных центрах дегазации, с тем чтобы установить корреляцию между выбросом водорода и падением содержания озона над данной территорией. Синхронность этих процессов — усиления водородной дегазации и падения общего содержания озона — должна означать правоту водородной концепции. Одним из мест установки водородного датчика был выбран Хибинский массив, на котором давно наблюдались интенсивные потоки метана и водорода. С другой стороны, здесь же часто наблюдалось разрушение озонового слоя. В 2003–2004 годах здесь нами была проведена водородная съемка, показавшая зоны наиболее интенсивного выделения водорода. При организационной поддержке Геологического института КНЦ РАН (г. Апатиты) нами был установлен водородный датчик. В полнолуние 26–27 апреля 2005 года он показал пики концентрации водорода. В эти же дни значимое (до 375 Д.Е. — единиц Добсона) снижение ОСО было зафиксировано на озонометрической станции Мурманск (рис. 10). В это же время американский космический спутник «Нимбус», осуществляющий глобальный мониторинг ОСО, зафиксировал над Кольским полуостровом узкую линейную зону пониженных значений ОСО (375 Д.Е. — значение, одинаковое с данными наземной станции). Мы полагаем, что наша концепция подтверждена экспериментально, а результат, вытекающий из основных ее постулатов, был предсказан (заявлен) за 10 лет до его получения.
Рис. 10. Концентрация подпочвенного водорода в Хибинских горах (левая ось) и общее содержание озона (правая ось) над Кольским полуостровом в апреле 2005 г. Черные квадраты — данные наземной озонометрической станции Мурманск, серые квадраты — данные американского спутника Earth Probe
b) меридиональные разломные структуры на территории России (В.Н. Брюханов и Н.В. Межеловский, 1987) Выводы
Озоновый слой на планете испытывает сильное и всенарастающее разрушение. В Северном полушарии этот процесс идет повсеместно: в США, Канаде, Западной Европе, но наиболее сильно — в России. Напомним, что избыток ультрафиолета, приходящий через озоновые дыры, в теплое время года угрожает снижением иммунитета, поражением кожи и глаз. В холодные сезоны остается опасность для глаз, когда часть излучения переотражается от снежного покрова. Другая опасность — погодные аномалии, возникающие под аномалиями ОСО. Водородная концепция не просто объясняет причину разрушения озонового слоя, но и способна прогнозировать места наиболее сильного разрушения — центры аномалий ОСО. Они соответствуют центрам глубинной дегазации, которые геологам уже известны или могут быть выявлены. Принципиально возможен и временной прогноз разрушения озоно-сферы. Для этого нужно изучить временные закономерности водородного дыхания планеты. Такая работа нами уже начата. Выше мы писали, что 19 апреля 2005 года нами в Хибинских горах на Кольском полуострове установлен датчик, который каждые 5 минут записывает концентрацию подпочвенного водорода. Датчик работает без перебоев до настоящего времени. Анализ спектров мощности полученных сигналов в низкочастотном интервале выявил следующие пики концентрации водорода: 60,9; 34,7; 13,9; 8,5; 7,2; 6,1; 4,9; 3,1; 2,9; 1,37 суток; 24,1 часа (основной), 12 часов. Здесь очевидно проявлены космические ритмы, обусловленные положением Земли в околосолнечном пространстве.
Сывороткин Владимир Леонидович
Доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, заслуженный научный сотрудник Московского университета, действительный член РАЕН, председатель секции МОИП «Дегазация Земли», руководитель Всероссийского междисциплинарного научного семинара геологического факультета МГУ «Система Планета Земля», автор дегазационной концепции глобальных катастроф
10. Географическая сущность концепции ноосферы В. И. Вернадского » СтудИзба
Лекция 10. Ноосфера. Геоэкологические проблемы.
10.1. Географическая сущность концепции ноосферы В. И. Вернадского
Природа в современную эпоху испытывает сильное преобразующее воздействие человека, которое приводит к сложным, кризисным ситуациям. Проблемы геоэкологии требуют не только немедленного решения, но и осмысления их первопричин и последствий. Общество и природа являются частями саморазвивающейся планетарной системы с огромным количеством прямых и обратных связей, недоучет которых ведет к экологической опасности и ставит под угрозу нормальное существование различных форм живой материи на Земле. Должно быть ясно, что, если человеческая цивилизация нуждается в устойчивости окружающей среды, она должна соответствовать и следовать экологическим принципам и законам. Нарастание проблем, связанных с истощением ресурсов, кризисы, с которыми столкнулись люди, — следствие и свидетельство неверного пути развития. История природы Земли и история человека разумного взаимно обусловлены. В последние столетия идет активная, целенаправленная, но отчасти непредвиденная, не регулируемая человеком перестройка природных условий. Значительно преобразованы природные ландшафты, созданы ландшафты техногенные: городской, промышленный, сельскохозяйственный. Какую часть географической оболочки не затрагивал бы человек — увеличивал бы содержание техногенных газов, аэрозолей, пыли в атмосфере, изменял бы химический состав поверхностных и подземных вод, порождал бы новые формы рельефа любое воздействие направлено главным образом на преобразование биосферы.
Биосфера — активная оболочка Земли, в которой «совокупная деятельность живых организмов проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба и определяет вещественно-энергетические и информационные потоки» [5, с. 87]. Известно, что жизнь сосредоточена в трех геосферах: в атмосфере, в гидросфере, а также в литосфере, в ее верхних слоях.
Верхняя граница биосферы определяется пределом распространения микроорганизмов, заносимых на высоту 10-25 км воздушными течениями. Даже выше озонового слоя, то есть выше 25 км от поверхности Земли «расположен слой случайного заноса организмов и их спор, не способных к активному метаболизму из-за низкой температуры, малого атмосферного давления и воздействия космического излучения и коротковолновой части солнечного спектра» [7, с. 27]. Нижняя граница биосферы опускается на глубины 4-5 км, а также до дна самых глубоких океанических впадин. Теоретически жизнь в земной коре может присутствовать и значительно глубже в гидротермальных водах. Но «выше 25 км должна существовать критическая температура в 4600 С, при которой при любом давлении вода превращается в пар, и жизнь невозможна» [7, с. 26].
Считaют, что живые организмы появились на Земле 3,5-3,8 млрд. лет назад, а древнейшие фотосинтезирующие водоросли около 2 млрд. лет назад, потомки которых и сегодня осуществляют основную функцию биосферы — используют солнечную энергию в процессе фотосинтеза и создают органическое вещество первичной продукции. Живые организмы осуществляют круговорот вещества и энергии, обеспечивая динамику многих процессов на Земле. Человек является, с одной стороны, частью биосферы, с другой — ее преобразователем. Биосфера необходима человечеству как среда обитания и как источник всевозможных ресурсов, используемых в жизненном цикле. Люди преобразуют биосферу для своих нужд и вносят существенные изменения в миграцию химических элементов.
«Дальнейший путь человека зависит от результатов сотрудничества двух процессов: развития научной мысли и социальных отношений» [4, с. 47]. Идеалом такого сотрудничества представляется ноосфера (от греч. — разум и — шар) — новая стадия развития биосферы, при которой разумная деятельность человека является определяющим фактором ее развития. Учение о ноосфере — великое достижение научной мысли ХХ столетия, которое впоследствии стало основой социальной экологии. Но до сих пор нет четкого однозначного определения ноосферы, крайне противоречивы мнения о наступлении «ноосферного времени. Одни полагают, что ноосфера — наша реальность, другие считают, что это лишь вероятное будущее» [6, с. 11].
Понятие ноосферы ввели французские ученые П. Тейяр де Шарден и Э. Леруа. В. И. Вернадский — выдающийся русский ученый, великий естествоиспытатель-мыслитель, является создателем учения о биосфере и переходе ее в новое качество — ноосферу. В основе учения о ноосфере лежат представления о деятельности человека, как о новой форме биохимической энергии, по масштабам сравнимой с геологической силой, и поэтому способной выполнить преобразование биосферы. Ноосферные идеи Вернадский развивал в основном в 30-е годы двадцатого столетия, прежде всего в работах «Научная мысль как планетное явление», «Несколько слов о ноосфере».
Человек сильно отличается от других организмов по своему действию на окружающую среду. И хотя, как указывал В. И. Вернадский, «масса всего человечества ничтожна по сравнению с массой живого вещества, разум все изменяет. Человек употребляет все вещество, окружающее его, не только на построение своего тела, но и на нужды своей общественной жизни» [2, с. 298]. С возникновением человека разумного, по мнению ученого, живое вещество стало способно на небывалый по сложности и силе вид энергии, который стал вызывать не сравнимую с иными формами миграцию химических элементов. Эта сила проявляется благодаря разуму, воле и труду человека. «В пределах 5-7 тыс. лет, все увеличиваясь в темпах, идет непрерывное создание ноосферы» [1, с. 108].
С момента появления человека наступает новая геологическая эра — антропогенная, или психозойская. Выделение этой эры согласуется с появлением человека разумного. По «принципу цефализации», который поддерживал В. И. Вернадский, эволюция живого вещества шла в направлении создания и усложнения центральной нервной системы живых организмов. “В каждом элементе-частице фундаментальная энергия делится на две составляющие: тангенциальную энергию, которая связывает данный элемент со всеми другими элементами того же порядка , и радикальную энергию, которая влечет его в направлении все более сложного и внутренне сосредоточенного состояния» [7]. Современный человек обладает (возможно, благодаря высокоразвитой нервной системе) самосознанием — признанной многими, хотя и не очевидной способностью, на которой основывается вся наша объективная и субъективная жизнь, отличающая человека от высших животных. Высшая половина животного царства имеет простое сознание, с помощью которого животные осознают окружающее их, как и человек: они осознают свое тело, предметы своего окружения. Кроме этого простого сознания, которыми обладают животные и человек, последний наделен высшей формой сознания, называемой самосознанием. В силу этой особенности человек осознает не только окружающую его природу, свое тело, но еще и самого себя, как отдельное существо, способное на неадекватные реакции, чувства, творчество и созидание. Между тем хорошо известно, что ни одно животное не может проявлять себя подобным образом. На самосознании человека построено все то, что есть вокруг нас человеческого, например, языки, общественная жизнь, обычаи, искусства и т. д. Это дает право называть ноосферу сферой культурогенеза [6].
Человек научился подразделять весь окружающий его мир на материю и энергию, и измерил их с помощью многочисленных приборов. Трудом человека создаются все богатства общества, но при одном, непременном условии: взаимодействии с окружающей средой. Многочисленные машины, технологии и технические системы управляют вещественно-энергетическими потоками и формируют новую среду обитания — ноосферу. До сих пор формирование ноосферы шло по законам термодинамики, когда для производства высокоорганизованной материи требовались большие разрушения и потери. В любой термодинамической системе, какой является географическая оболочка, любое вмешательство обходится затратами большого количества энергии, что приводит к деградации самой системы. Этот процесс проявляется в загрязнении и разрушении биосферы. В новых природно-технических системах, созданных человеком, при действии тех же физических, химических и биологических законов и процессов, равновесие между ними нарушено. Избежать катастрофы можно, если пойти по пути устойчивого развития, осознав основные экологические принципы и приспособив к ним человеческую цивилизацию.
Ноосфера, как гармоничное взаимодействие природы и общества, может быть создана лишь в результате целенаправленной осознанной деятельности человека, если в основу преобразования ландшафтной оболочки будет положено понимание мироустройства и его многообразия.
Литература
1. Вернадский В. И. Размышления натyралиста. Кн. 2. Научная мысль как планетное явление. М., 1977.
2. Вернадский В. И. Автотрофность человечества // Русский космизм. М., 1993.
3. Вернадский В. И. Несколько слов о ноосфере // Русскии космизм. М., 1993.
4. Движение к ноосфере: теоретические и региональные проблемы: Сб. статей. Симферополь, 1993.
5. Лесная энциклопедия. М., 1985.
6. Николаев В. А. Концепция ноосферы: история и современность // Вестн. Моск. ун-та. Сер.5, география. 1996. № 2.
7. Тейяр де Шарден. Феномен человека. М., 1987.
Озон и озоновый слой Австралия
Что такое озон?
Озон — это встречающаяся в природе молекула, состоящая из трех атомов кислорода. Имеет химическую формулу O3. Слово «озон» происходит от греческого слова óζειν, что означает «нюхать». Его сильный запах позволяет ученым обнаруживать его в небольших количествах.
Около 90% озона в атмосфере сосредоточено на высоте от 15 до 30 километров над поверхностью земли (стратосферный озон). Он также обнаруживается на уровне земли в более низких концентрациях, где он является ключевым компонентом смога над крупными городами (тропосферный озон).
Что такое озоновый слой?
Озоновый слой — это общий термин для обозначения высокой концентрации озона в стратосфере на высоте от 15 до 30 км над поверхностью земли. Он покрывает всю планету и защищает жизнь на Земле, поглощая вредное ультрафиолетовое излучение B (УФ-B) от солнца.
Продолжительное воздействие УФ-В излучения связано с раком кожи, катарактой, генетическим повреждением и подавлением иммунной системы у живых организмов, а также снижением урожайности сельскохозяйственных культур и пищевой цепи.
Что разрушает озоновый слой?
Атмосферные данные показывают, что озоноразрушающие вещества разрушают озон в стратосфере и истончают озоновый слой Земли. Озоноразрушающие вещества — это химические вещества, которые включают хлорфторуглероды (CFC), галоны, четыреххлористый углерод (CCl 4 ), метилхлороформ (CH 3 CCl 3 ), гидробромфторуглероды (HBFCs), гидрохлорфторуглероды (HCFCs), бромистый метил (CHFC). 3 Br) и бромхлорметана (CH 2 BrCl).Они разрушают озоновый слой, высвобождая в стратосферу атомы хлора и брома, которые разрушают молекулы озона. Эти и другие озоноразрушающие вещества также в той или иной степени способствуют глобальному потеплению.
Когда было обнаружено истощение озонового слоя?
В 1974 году химики Марио Молина и Фрэнк Шервуд Роуленд обнаружили связь между ХФУ и разложением озона в стратосфере. В 1985 году геофизик Джо Фарман вместе с метеорологами Брайаном Гардинером и Джоном Шанклином опубликовали данные об аномально низких концентрациях озона над Антарктикой, которые спровоцировали действия во всем мире.
В 1995 году Марио Молина, Фрэнк Шервуд Роуленд и Пол Крутцен, также химик атмосферы, были совместно удостоены Нобелевской премии по химии «за свои работы в области химии атмосферы, особенно в отношении образования и разложения озона».
Подробнее об истощении озонового слоя
Озоновый слой истощается двумя способами. Во-первых, озоновый слой в средних широтах (например, над Австралией) истончается, что приводит к увеличению количества УФ-излучения, достигающего Земли. Данные, собранные в верхних слоях атмосферы, показали, что на большей части земного шара произошло общее истончение озонового слоя.Это включает от пяти до девяти процентов истощения над Австралией с 1960-х годов, что увеличило риск, с которым австралийцы уже сталкиваются из-за чрезмерного воздействия УФ-излучения в результате нашего образа жизни на открытом воздухе. Во-вторых, озоновый слой над Антарктикой и, в меньшей степени, над Арктикой резко истончается весной, что приводит к «озоновой дыре».
Восстановится ли озоновый слой?
?Мировое сообщество приняло меры по восстановлению озонового слоя.Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой (Монреальский протокол) вступил в силу в 1987 году. Он обязывает страны прекратить производство и импорт всех основных озоноразрушающих веществ. Австралия выполняет свои обязательства по этому международному соглашению посредством Закона 1989 года об охране озона и регулировании синтетических парниковых газов.
Каждые четыре года Всемирная метеорологическая организация и Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде проводят обзор состояния озонового слоя.Эти обзоры показывают, что количество озоноразрушающих химикатов в атмосфере в настоящее время сокращается, и ожидается, что озоновый слой восстановится до уровней до 1980 года в средних широтах к 2050 году и над Антарктикой к 2065 году.
Хронология
- 1974 — Химики в США обнаруживают связь между ХФУ и разложением озона в стратосфере
- 1985 — Британские ученые публикуют результаты аномально низких концентраций озона над Антарктикой.
- 1985 — Венская конвенция об охране озонового слоя согласована, ратифицирована 197 странами (всеобщая ратификация)
- 1987 — Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой, согласован, ратифицирован 197 странами (всеобщая ратификация)
- 1989 — В Австралии вступил в силу Закон об охране озона и управлении синтетическими парниковыми газами
- 1991 — Начало поэтапного отказа от CFC (хлорфторуглеродов)
- 1996 — Начало поэтапного отказа от ГХФУ (гидрохлорфторуглеродов)
Дополнительная информация
концептуальных и исторических перспектив на JSTOR
AbstractЧеловеческий след в глобальной окружающей среде стал настолько большим и активным, что по своему влиянию на функционирование системы Земли он может соперничать с некоторыми из великих сил природы.Хотя влияние человека на окружающую среду в глобальном масштабе было признано с 1800-х годов, термин антропоцен, введенный около десяти лет назад, только недавно стал широко, но неофициально, использоваться в сообществе исследователей глобальных изменений. Однако этот термин еще не получил официального признания в качестве новой геологической эпохи или эры в истории Земли. В этой статье мы выдвигаем аргументы в пользу официального признания антропоцена новой эпохой в истории Земли, утверждая, что наступление промышленной революции около 1800 года является логической датой начала новой эпохи.Затем мы исследуем последние тенденции в эволюции антропоцена по мере того, как человечество вступает в двадцать первый век, уделяя особое внимание глубоким изменениям в наших отношениях с остальным живым миром, а также ранним попыткам и предложениям по управлению нашими отношениями с крупными геофизическими циклы, которые управляют климатической системой Земли.
Journal InformationС самого начала своей истории Королевское общество уделяло много внимания публикации сообщений своих членов и других лиц.Через три года после выдачи первой хартии первый секретарь Генри Ольденбург в марте 1665 года начал публиковать «Философские труды», и с тех пор эта работа продолжается. Начиная с 1887 года, начиная с тома 178, «Транзакции» были разделены на две серии: Серия A (Математика и физические науки) и Серия B (Биология). Транзакции публикуются ежемесячно и теперь включают документы, представленные на дискуссионных встречах, а также конкретные темы и обзоры.
Информация для издателяКоролевское общество — это самоуправляемое товарищество многих самых выдающихся ученых мира, представляющих все области науки, техники и медицины, и старейшая научная академия, которая постоянно существует.Основная цель Общества, отраженная в его учредительных документах 1660-х годов, заключается в признании, продвижении и поддержке передового опыта в науке, а также в поощрении развития и использования науки на благо человечества. Общество сыграло роль в некоторых из самых фундаментальных, значительных и изменяющих жизнь открытий в истории науки, и ученые Королевского общества продолжают вносить выдающийся вклад в науку во многих областях исследований.
Шон Кэрролл: Течение времени и смысл жизни
Шон Кэрролл — профессор теоретической физики Калифорнийского технологического института и сторонний профессор Института Санта-Фе.Его исследования были сосредоточены на фундаментальной физике и космологии, особенно на вопросах темной материи, темной энергии, симметрии пространства-времени и происхождения Вселенной.
Недавно Кэрролл работал над основами квантовой механики, появлением пространства-времени и эволюцией энтропии и сложности. Кэрролл является автором Something Deeply Hidden , The Big Picture , The Particle at the End of the Universe среди других книг и ведет подкаст Mindscapes .
Прямая трансляция в 17:00 по тихоокеанскому времени 21 мая
Посмотрите и поделитесь этим выступлением на YouTube, Facebook, Twitter и Long Now Live.
Сколько времени? Какова роль человечества во Вселенной? В чем смысл жизни? На протяжении большей части истории человечества эти вопросы были прерогативой религии и философии. Какие ответы может дать наука?
В этом выступлении Шон Кэрролл поделится тем, что физики знают и еще не знают о природе времени.Он будет утверждать, что, хотя у вселенной может не быть цели, мы можем создавать смысл и цель, используя то, как мы приближаемся к реальности и как мы живем.
Шон Кэрролл — профессор теоретической физики Калифорнийского технологического института и сторонний профессор Института Санта-Фе. Его исследования были сосредоточены на фундаментальной физике и космологии, особенно на вопросах темной материи, темной энергии, симметрии пространства-времени и происхождения Вселенной.
Недавно Кэрролл работал над основами квантовой механики, появлением пространства-времени и эволюцией энтропии и сложности.Кэрролл является автором Something Deeply Hidden , The Big Picture , The Particle at the End of the Universe среди других книг и ведет подкаст Mindscapes .