Организованность и динамика биосферы

Атомы, слагающие наше тело, сравнительно быстро покидают его. Сквозь нас постоянно движутся быстрые и медленные вихри атомов. А. мы сохраняемся, живем. Что же постоянно в этом непрерывном потоке перемен, круговоротах, распадах и синтезах, в обмене веществ того, что называется «я» (организм), с тем, что называется «окружающая среда»? Человечество и все живое вещество образуют совместно со средой обитания единую структуру как в энергетическом, так и в информационном аспекте. Нередко это единство называют биокосным телом. Термин вошел в научный обиход, но от этого не приобрел больше смысла. Что означает «живо-мертвое» природное тело? Реально существуют живые организмы и мертвые организмы или механизмы. Биокосность («живомертвость») - понятие условное, умозрительное. Следовало бы все-таки выяснить, о чем идет речь: о живом или мертвом?

И еще одно обстоятельство. На создание биосферы требуется затратить ровно столько времени, сколько потребовалось в геохимической истории. В отличие от созидания творцом (человеком), развитие биосферы осуществляется в естественном масштабе времени, при естественных скоростях процессов. Иначе говоря, биосфера функционирует в оптимальном (естественном, самоорганизованном) режиме. Это соответствует устойчивой структуре биосферы во времени. Ускорение или замедление оптимальной временной структуры - это нарушение ее целостности, переход в новое состояние. Для механизма подобные переходы нехарактерны.

Структура техносферы нестабильна. На это указывает непрерывный рост населения мира и количества техники. В техносфере ускоряется ход природных процессов благодаря «катализирующему действию разума, техники.

Этим определяется, в частности, парадоксальное явление: для сохранения реликтовых очагов биосферы – заповедников требуются постоянно растущие затраты, специальные мероприятия. Естественные ландшафты сохраняются искусственно, техногенным образом. Нестабильность техносферы выражается в непрекращающемся загрязнении области жизни, процесс этот не может продолжаться достаточно долго ввиду аккумуляционного эффекта загрязнения.

Разумная целенаправленная перестройка биосферы сопровождается непредусмотренными нежелательными последствиями, масштабы которых возрастают. Сознательно борясь с «вредными» элементам экосистем, человек в сущности разрушает естественные экосистемы, целостно реагирующие на воздействия извне. Опытный механик способен совершенно точно предсказать, что произойдет с механизмом, у которого повреждена та или иная деталь. Для биосферы подобная однозначность реакции не характерна. Реакция экосистемы определяется ее структурой не только в пространстве, но и во времени; она отзывается на внешние взаимодействия по-разному на разных этапах своей жизнедеятельности, на разных стадиях своего развития, так как это структура динамическая, отдельные элементы которой испытывают постоянные колебания биомассы, активности, качественных (структурных) изменений.

Навязывая естественно развивающимся сверхсложным системам (экологическим, биологически! всей биосфере) иные - техногенные ритмы и масштабы процессов, мы неявно предполагаем, будто данная система остается прежней, но только функционирует более активно и производительно. Это следствие привычного разделения пространственных и временных параметров. В действительности, экосистема - четырехмерная структура. Ее перемены во времени - такие же структурные перестройки, что и в пространстве. Меняя временные характеристики, мы тем самым существенно перестраиваем всю данную систему.

Принудительный режим работы организма делает неизбежными энергетические и информационные затраты для сохранения стабильности системы. Например, природные экосистемы или виды ландшафтов распространены в различных участках биосферы, в различных геолого-географических условиях. Они оптимально приспособлены к определенной природной обстановке и потребляют только «даровую» лучистую энергию Солнца, частично трансформированную в продукты геохимических реакций. Сельскохозяйственные экосистемы нередко по своей биопродуктивности превосходят естественные, существовавшие в тех же пространственных границах.

Однако это преимущество «оплачивается» огромными информационно-энергетическими затратами (от поисков и добычи руды для производства сельскохозяйственной техники, топлива, строительных материалов, удобрений до затрат непосредственно содержание и эксплуатацию техногенных экосистем). Иначе говоря, упрощенная техногенная экосистема приобретает сходство с механизмом и функционирует в принудительном, регулируемом человеком режиме.

Но этот переход на более низкий уровень организованности. И поддержание организованности требуют постоянного притока энергии извне, что в свою очередь сопряжено с неизбежным загрязнением и обеднением биосферы в целом, ибо энергию и вещество человек «отбирает» именно у нее.

«Техновещество»

В области жизни появились благодаря человеку особо организованные создания, совокупность которых можно назвать техновеществом. Это событие сопоставимо с появлением на суше крупных скоплений растительности на границе девонского и каменноугольного периодов [7].

Что означает техновещество как планетное геологическое или даже космическое явление? Если мы выделяем «живое вещество» и биогенные продукты, то имеет смысл выделить и «техническое вещество» и техногенные продукты. Последнее понятие укоренилось в научной литературе. А природное тело, ответственное за появление техногенных объектов и явлений, остается как бы в тени; не выявленным в своей глобальной сущности. Хотелось бы предложить несколько определений. Техновещество - совокупность искусственных функционирующих систем (машины, фабрики, электростанции и т. п.). Техномасса - совокупная масса техносистем. Технопродукция - созданные в процессе техногенеза или возникшие как его побочный результат искусственные (техногенные) вещества, включая вышедшую из строя технику. О правомерности сопоставления биологического и технического в их глобальной и космической сущности говорят следующие цифры:

Биовещество суши, т Биомасса ...... 2-3-10¹² Биопродукция ... .10¹¹

Техновещество суши, тТехномасса ......10¹³-10¹⁴ Технопродукция 10¹¹.-10¹²

Сведения о биовеществе - усредненные по разным авторам; о техновеществе - оценочные, преимущественно по косвенным данным; в техномассу включены стационарные и движущиеся технические системы; топливо, вода и другие вещества, содержащиеся в действующей технике, аналогично пище и воде в живых организмах).

Сравнительные энергетические показатели техногенеза (эрг/год, по разным авторам) и естественных земных сил:

В некоторых промышленных районах количество вырабатываемой энергии соизмеримо с интенсивностью потока лучистой энергии Солнца (эрг/с см²):

Следует помнить о принципиальном отличии солнечной энергии от техногенной. Первая - «даровая» (не аккумулированная живым веществом и системой взаимодействующих геосфер, она рассеивается в космическом пространстве). Вторая возникает преимущественно при использовании ценных - химических форм энергии, накопленной былыми биосферами. По некоторым оценкам, техновещество расходует потенциальную энергию биосферы примерно в 10 раз быстрее, чем она аккумулируется в земной коре. Созидательная функция техновещества проявляется значительно слабее, чем разрушительная.

Жизнедеятельность - самосохранение, активное существование на основе внутренних, «изначальных» стимулов, потребностей. Техническая деятельность направляется волей, желанием, разумом людей, управляется и контролируется человеком. По отношению к техновеществу это - внешний стимул. Техника может действовать. Но техническую деятельность осуществляет человек. Техника - мертвое, косное вещество планеты, организованное, сконструированное человеком и наделенное лишь имитацией жизнедеятельности.

В истории человечества технические системы всегда играли особую роль. Человек и техника развивались сопряженно. Антропогенез (формирование человека разумного) и техногенез всегда были взаимообусловлены. Человек создавал технику, техника создавала человека. Взаимодействие двух объектов, двух сущностей - человека и техники - стало предпосылкой перехода биосферы в техносферу.

Представляя технику в виде техновещества, особо организованной в процессе интеллектуального и физического труда материей, мы заведомо упрощаем сущность этого феномена. Однако упрощение оправдано, поскольку речь идет о планетной преобразующей функции техники, определяющей структуру и эволюцию (четырехмерную пространственно-временную) техносферы. Как ни велика роль науки и разума в этом процессе, все-таки перестраивается биосфера посредством техновещества. Именно оно является новым всепланетным телом, определяющим коренные и нередко неразумные перестройки биосферы.

Техносфера

Взаимодействующие геосферы, совокупность живых организмов, человечество и техновещество образуют единую планетную систему. Она развивается по специфическим закономерностям, не сводимым к законам, изучаемым науками о Земле, живой и неживой природе; объединяет цивилизацию и природную среду.

Техносфера - область технической деятельности человека. Ее становление связано с эволюцией живого вещества, появлением человека и орудий труда, с научно-техническим и социальным прогрессом. Идет активная перестройка природных условий биосферы, осуществляемая и частично регулируемая человеком.

Значительно преобразованы естественные ландшафты, а реликтовые сохраняются преимущественно в заповедниках. Созданы ландшафты техногенные: городской, промышленный, сельскохозяйственный. Выведены новые - техногенные породы животных, сорта растений; сотни видов уничтожены или находятся на грани вымирания. В атмосфере повышается содержание техногенных газов, аэрозолей, пыли. Изменяется химический и биологический состав, режимы поверхностных и подземных вод. Преображается гидрографическая сеть - каналами, водохранилищами, дамбами, котлованами. Создаются техногенные формы рельефа: курганы, насыпи, выемки... Перераспределяются массы пород верхней части земной коры в процессе добычи полезных ископаемых, утилизации отходов. В отдельных районах техногенное перераспределение минеральных и водных масс нарушает устойчивость земной коры, учащая и усиливая землетрясения.

В техносфере созданы искусственные минералы, горные породы, химические элементы. Она излучает в космос поток коротких радиоволн, в миллионы раз превышающий естественный. Космические аппараты достигли многих планет. Человек ступил на Луну. Если в прежние эпохи техносфера являлась частью биосферы, существовала в ней в виде отдельных очагов, то теперь уже область жизни входит в техносферу и преобразуется преимущественно техновеществом и в соответствии с его особенностями.

Техносфера по происхождению, развитию, активности, главному геологическому агенту существенно отличается от всех других планетных оболочек. Ее название подчеркивает определяющую геологическую роль техники на планете и в космосе, указывает на «искусственный» характер сферы и логически связано с понятием техногенеза, укоренившемся в науке.

По-видимому, техносфера - неустойчивое состояние планетной оболочки. Этим определяется ее продолжающаяся дегуманизация и подавление биогенеза (по этим же причинам нелогично называть эту область сферой разума, реализация которой должна быть осуществлена в будущем). Переход техносферы в ноосферу связан с грядущими коренными преобразованиями области геологической деятельности человека, не только техническими, но и научными достижениями, а также социальными и этическими переменами,

Поныне ускоренно осуществляется технизация области жизни. В научных моделях неявно предполагается рациональная структура преобразованной биосферы в виде глобального сверхмеханизма, работающего на человека без вредных отходов (последнее - явная идеализация). Однако создается впечатление, что технизация биосферы - это одна из форм ее дегуманизации. В промышленно развитых странах основные энергетические, материальные, информационные затраты направлены на эксплуатацию, воспроизводство, эволюцию и функционирование технических систем.

Стараясь обеспечивать свои постоянно растущие потребности, человек все больше сил и средств тратит на технику - посредника между природой и обществом, получая взамен только долю этих затрат, причем долю, постоянно уменьшающуюся. Посредник становится слишком обременительным.

Об этом нередко забывают те, кто предполагает, будто выход из экологических трудностей возможен только путем усовершенствования техники («безотходные производства») и социальных структур.

Безусловно, истощение и разрушение биосферы вызваны в значительной степени техническими и социальными причинами. Однако нельзя недоучитывать и такие важнейшие факторы, как слабая научная разработанность проблем формирования и функционирования техносферы, а также особенности нравственно-этической (целевой) ориентации человеческой личности в современном мире.

Хотелось бы вновь напомнить о терминологической разноголосице. Названия:
ноо-, социо-, антропо-, экосфера в той или иной степени оправданы и отражают определенные качества, особенности перестраиваемой биосферы. Но, в конечном счете, именно техновещество потребляет ресурсы биосферы и загрязняет область жизни, которая технизируется как вследствие насыщенности техникой, так и по своей структуре. Технизированная биосфера - это и есть техносфера. Происходит мучительная и, по-видимому, безнадежная перестройка организма в механизм.