Глобальные изменения на Земле

Науки о Земле выявили грандиозную картину функционирования ее географической оболочки на протяжении нескольких миллиардов лет. В течение геологической истории нашей планеты имели место, с одной стороны, периодические колебания ее природного состояния, а с другой — направленные изменения, Периодические колебания нашли выражение, например, в чередовании активных горообразовательных эпох и эпох относительного тектонического покоя, планетарных трансгрессий и регрессий Мирового океана, ледниковых и межледниковых эпох и т. д. Направленные изменения привели к повышению мощности осадочной оболочки и контрастности планетарного рельефа, увеличению средней высоты материков и средней глубины океана, возрастанию видового разнообразия органического мира, усложнению ландшафтной структуры и др.

Появление человека и его превращение в «геологическую силу» нарушив сложившиеся в природе равновесия. Как известно, в настоящее время численность населения Земли превысила 6 млрд., а воздействие человека на природу достигло планетарных масштабов. Главными формами воздействия являются выбросы в воздух, воду, почву разнообразных веществ (побочных продуктов технологической деятельности), вырубка лесов, распашка земель, вовлечение в технологические процессы больших масс пресной воды, орошение земель. Воздействия такого рода, часто осуществляемые на локальных территориях, вызывают цепные реакции, захватывающие огромные пространства на всей поверхности Земли.

В этих условиях прогноз развития географической оболочки не может опираться только на экстраполяцию природных изменений и принцип актуализма, поскольку в прошлом человечество в таком качестве не выступало. В частности, вмешательство человека во многих случаях приводит в движение неравновесные процессы, которые самопроизвольно усиливают начальный импульс (например, эффект потепления), — этому в прошлом нет

Рис. 7.4. Реакция геосистем на различные внешние воздействия. Тип воздействия; 1 — создание водохранилища; 2 -строительство города; 3 — лесной пожар; 4 — паводок. Обозначения — воздействие; Т — время; Н -уровень; В — биомасса; w — влажность почвы; To -температура воздуха; Тк — критическая точка воздействия.

полных аналогов. Человек явился причиной изоляции океана от атмосферы нефтяной пленкой, загрязнения живых организмов пестицидами, имеющими мутагенное действие, и других процессов, влияние которых почти не выяснено и не может быть корректно оценено. Изучение их и прогноз глобальных изменений в этом случае возможны лишь на основе имитационного математического моделирования и анализа тех последствий, которые обнаружили себя за последние десятилетия — с тех пор, как существуют систематические инструментальные наблюдения за природными процессами.

В то же время, нарушение баланса диоксида углерода и связанные с ним изменения парникового эффекта, сведение лесов, опустынивание имели место и в прошлом, хотя и вызывались другими причинами. Эта группа возможных изменений может изучаться, таким образом, не только с помощью математического моделирования, но и на основе аналогов прошлой истории Земли (т. е. палеогеографическими, палеоклиматическими методами). Метод аналогов дает возможность проверки математических моделей, что повышает их достоверность.

Происходящие изменения, определяемые естественными (внутренними и внешними) и искусственными (или антропогенными) факторами, не сразу становятся заметными в географической оболочке в целом, но они отражаются в ее составляющих или отдельных частях. Наиболее чутко и относительно быстро реагирует на изменения воздушная среда, медленнее — водная, а наиболее инертна каменная оболочка. Однако все среды хотя и в разной степени, но постоянно изменяются. В атмосфере (которая является своеобразным экраном, предохраняющим планету от космических воздействий и сохраняющим в приземном пространстве энергию внутренних сил развития географической оболочки) благодаря значительной подвижности воздушных масс, частные изменения довольно быстро становятся общим достоянием, в результате чего атмосфера меняет свои параметры. Именно такие процессы лежат в основе практически всех глобальных изменений окружающей среды, поскольку состоянием атмосферы определяется в общем функционирование гидросферы и литосферы.

Глобальные изменения географической оболочки, т. е. такие, которые существенно трансформируют ее параметры и функциональные свойства, вызывая кардинальную перестройку

структуры и смену тенденций развития, довольно хорошо известны из ее эволюции. Они практически всегда определялись изменением поступающей к земной поверхности энергии Солнца и Космоса, величина которой зависит от вариаций «пропускной» и «задерживающей» способности воздушного окружения планеты. Установлено, например, что происходившие в последний миллион лет геологической истории неоднократные смены похолоданий и потеплений, выразившиеся в высоких и умеренных широтах чередованием оледенений и межледниковий, были обусловлены изменением состояния атмосферы. Температурный режим приземных слоев географической оболочки регулировался газовым составом атмосферы, наличием аэрозолей и разных примесей. Так, данные обработки керна гренландских и антарктических ледников показывают, что в последнее межледниковье (110-140 тыс. лет назад) содержание диоксида углерода и метана было на современном уровне (или даже больше), тогда как в оледенения оно сокращалось почти вдвое (180-190 против 354 рргпу СО2 и 0,35 против 0,7 рргпу СН4). Одновременно в оледенения резко уменьшалось содержание тяжелого изотопа водорода — дейтерия (почти на 1/4) и тяжелого изотопа кислорода (почти вдвое). Интересны наблюдения за концентрациями аэрозолей — они оказались в ледниковья в несколько раз больше современных (до 30 раз на станции Восток, до 27 раз на станции Купол-С, в 8 раз на станции Бэрд), что свидетельствует о значительной запыленности атмосферы в эпохи оледенений, а состав аэрозольного материала позволяет говорить об усилении атмосферной циркуляции. Эти и другие изменения состава атмосферы вызвали колебания приземной температуры примерно на 810° С, причем почти половина температурных изменений была обусловлена колебаниями концентраций парниковых газов.

Изменения, установленные по исследованиям кернов ледников, были подтверждены изучением донных колонок океанического бурения, что позволяет считать отмеченные зависимости характерными для географической оболочки в целом и учитывать их при анализе современных изменений. При этом заметим, что настоящее (голоценовое) время является поздне-послеледниковьем: природа развивается в сторону межледниковья, что предполагает естественное постепенное возрастание приземных температур воздуха и вод, носящее направленный, но ритмично-колебательный характер. Последнее имеет весьма существенное значение при выяснении причинно-следственных связей в изменениях географической оболочки, установлении тенденций развития и прогнозировании возможных трансформаций окружающей человека среды в ближайшем и отдаленном будущем.

Определяя современные тенденции и причины того или иного направления развития географической оболочки и ее отдельных компонентов, необходимо не только аргументирование констатировать новые параметры окружающей среды и их конкретное отражение в ландшафтных системах, но и правильно оценивать роль естественных и антропогенных составляющих, а также корректно прогнозировать возможные трансформации нашей планеты . Многообразный спектр прогнозов о будущем Земли связан как раз с различиям в оценках естественных и антропогенных факторов и их временной роли. Отсюда и широкий диапазон представлений о современном состоянии географической оболочки и ее будущем — от непременного сохранения природы в ее нынешнем состоянии до ее кардинальных изменений, а также о существовании экологического кризиса и даже глобальной катастрофы.

Условно точки зрения на глобальные изменения географической оболочки и их последствия можно объединить в четыре группы, причем важно иметь в виду авторство взглядов, принадлежность их носителей к тем или иным слоям общества. Ясно, например, что наиболее плохими последствия изменений считают представители научной администрации, чаще всего лоббирующие определенные отрасли экономики, и разнообразные «зеленые». Можно говорить о существовании традиционных и новых взглядов , основанных на переосмыслении прежних данных с учетом новейших научных достижений.

Среди представителей традиционных взглядов четко выделяются малочисленные оптимисты, считающие, что природные силы достаточно велики, поэтому естественные тенденции развития превышают антропогенные и природа имеет возможность восстановить разрушенное человеком, особенно после прекращения или изменения воздействий (так называемые «геисты» и «изобилисты»), и пессимисты двух разновидностей. Одни утверждают, что любые антропогенные влияния плохи для природы и в настоящее время фактически необратимы, так как стали превышать природную составляющую функционирования географической оболочки. Другие усиливают пессимизм, говоря о неизбежности экологической катастрофы, и призывают либо

противодействовать любым антропогенным преобразованиям (большая часть так называемых зеленых и экологистов), либо существенно уменьшить разрушающее окружающую среду влияние антропогенной деятельности, всячески преувеличивающее ее роль в фактически наступившем экологическом апокалипсисе планеты (так называемые алармисты, «армагедони-сты», экологические мазохисты).

Представители новых оптимистических взглядов на основе переоценки общепринятой роли каждого фактора в глобальных изменениях окружающей среды делают вывод о том, что в настоящее время естественные силы развития явно превосходят антропогенные, значение которых существенно, но не катастрофично для географической оболочки. Последняя в прошлом неоднократно переживала состояния, близкие к современным, всегда сохраняя свое изменчивое разнообразие и жизнестойкость. Сторонники новых идей, число которых растет, доказывают отсутствие глобального экологического кризиса и несостоятельность рассуждений об антропогенных воздействиях как причине этого кризиса.

Таким образом, глобальные изменения в географической оболочке в настоящее время рассматриваются с точки зрения совместного влияния естественных тенденций эволюции планеты и антропогенных воздействий. Как уже отмечалось, все компоненты (или частные сферы) географической оболочки постоянно изменяются, практически всегда находясь в неустойчивом равновесии. В этих изменениях можно выделить два основных типа: первый — под воздействием внутренних преобразований, обычно в пределах частной сферы и в существующих в ней условиях, без принципиальной перестройки реальной системы; второй — под воздействием внутренних и, главное, внешних факторов, когда трансформируются особенности функционирования отдельных сфер и их взаимоотношений в пределах географической оболочки, которая в течение определенного времени довольно существенно изменяется, что приводит к перестройке системы и появлению новых качеств. Первые изменения обычны для естественно развивающихся систем, вторые свойственны эволюционирующей глобальной системе, в которой в последние столетия стали возникать антропогенные новообразования.