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; T_o -температура воздуха; Т_к — 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.