Тема 15. Концепция коэволюции человека и биосферы

1. Последствия нарушений циклической структуры биологического круговорота

4. Альтернативные концепции эволюции биосферы

1.Последствия нарушений циклической структуры биологического круговорота

В настоящее время трудно предсказать дальнейший ход эволюции биосферы. Человек, выросший в голоценовой биосфере, может поддерживать нормальную жизнедеятельность, если только будут сохранены главные параметры этой системы, ее основные черты и видовой состав. Крах существующей биосферы ведет ко многим нежелательным последствиям. Лучше сохранить биосферу такой, какой она нужна человеку, чем приспосабливаться с большими потерями к новым условиям окружающей среды.

Биосфера до поры до времени работала в рамках принципа Ле Шателье - Брауна: при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, равновесие смещается в том направлении, при котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Для биосферы этот принцип сформулирован П.Дансеро (1957) в виде закона обратимости биосферы: биосфера стремится к восстановлению экологического равновесия тем сильнее, чем больше давление на нее; это стремление продолжается до достижения экосистемами климаксовых фаз развития. Дансеро тогда же сформулировал закон необратимости взаимодействия человек - биосфера: возобновимые природные ресурсы делаются невозобновимыми в случае глубокого изменения среды, значительной переэксплуатации, доходящей до поголовного уничтожения или крайнего истощения, а потому до превышения возможностей их восстановления. Именно такова фаза развития системы взаимоотношений человек - природа в наши дни.

Цель всех экологических исследований заключается в поиске путей обеспечения нормальных условий жизни людей настоящего и будущего поколений. Если считать, что изменения окружающей среды вызываются главным образом неправильным ведением хозяйства, то экологическая проблема превратится в проблему выяснения возможностей организации хозяйства, не изменяющего окружающую среду. Вопросы охраны природы и сохранения диких видов животных для человека в этом случае будут иметь второстепенное значение, связанное в основном с удовлетворением эстетических вкусов человека. Сохранение уникального фонда диких животных в естественных условиях, а также в резерватах, зоопарках и генных банках приобретет чисто прикладное хозяйственное значение, не имеющее никакого отношения к экологической проблеме охраны окружающей среды. Природное разнообразие в плане этой стратегии рассматривается как генетический резерв, который может быть использован при дальнейшем развитии биотехнологии и генной инженерии. Заповедники, расположенные на ничтожных по площади территориях, будут служить памятниками природы, пригодными для их исследования лишь узкими специалистами. По-видимому, многие дикие виды могут выжить лишь при условии изъятия из хозяйственной деятельности не менее 30% обитаемой поверхности суши. В рассматриваемом случае человечество, безусловно, не пойдет на такую меру и соответствующие виды неизбежно вымрут, не вызвав особого беспокойства.

Общее количество организмов биосферы, в основном одноклеточных, имеет порядок 10²⁸. На каждом квадратном микроне земной поверхности функционирует десяток живых организмов, регулирующих параметры среды обитания. Каждая клетка этих организмов перерабатывает потоки информации об окружающей среде в количестве, сопоставимом с потоками информации в современных персональных компьютерах. Невозможно заменить работу этого количества живых организмов или улучшить биогенную регуляцию техническими средствами. Главной экологической задачей человечества должно считаться не сокращение техногенных загрязняющих выбросов, а сохранение всего разнообразия живых организмов биосферы, образующих циклическую структуру биологического круговорота веществ. Исходя из этой стратегии взаимодействия человека с природой сохранение естественных сообществ всех диких видов живых организмов и нахождение допустимого порога возмущений биосферы станут главной экологической проблемой современности.

Уничтожение групп организмов создает опасность разрушения циклической структуры биологического круговорота и последующего изменения химических и физико-химических параметров биосферы. Окружающая среда характеризуется концентрациями химических элементов, потребляемых живыми организмами. Для организмов, разлагающих химические вещества (бактерии, грибы, животные), важны величины концентраций органических веществ и кислорода в почве, воде, воздухе; для синтезирующих органические вещества - величины концентраций углекислого газа, определенных химических соединений азота, фосфора и других элементов, входящих в состав тел животных организмов. По В. Г. Горшкову, концентрации этих соединений сформированы самой биотой и поддерживаются ею на оптимальном уровне. Концентрации биофильных элементов могут меняться за счет геохимических процессов на величины порядка 100 % за времена порядка 100 тыс. лет. За время существования жизни, длящееся миллиарды лет, концентрация всех этих элементов должна была измениться на несколько порядков и принять значения, при которых жизнь невозможна. Поэтому живые организмы используют вещества, концентрации которых могут регулироваться биологически. Более того, биологически регулируемые процессы и концентрации веществ определяют приемлемые для жизни значения таких характеристик, как температура, спектральный состав доходящего до поверхности солнечного излучения, режим испарения на суше.

Естественно живое вещество не может изменять поток солнечной радиации за пределами атмосферы, скорость вращения Земли, величину приливов и отливов, рельеф местности и вулканическую деятельность. Однако неблагоприятные изменения этих характеристик биота может компенсировать путем направленного изменения управляемых ею концентраций биофильных элементов.

Воздействие живого вещества на среду сводится к синтезу органических веществ из неорганических, разложению органических веществ на неорганические составляющие и, соответственно, к изменению соотношения между запасами органических и неорганических веществ в биосфере. В среднем при синтезе 1 г органического углерода поглощается 42 кДж. Продукция или деструкция 1 т органического углерода в год соответствует поглощению или выделению энергии мощностью 1,3 кВт.

Избыток СО₂ может быть переведен в относительно мало активные органические соединения. Наоборот, недостаток может быть пополнен за счет разложения гумуса почв, торфа, растворенного органического вещества (в них 90 % органического вещества биосферы). С помощью этих запасов органики, по-видимому, поддерживается постоянная концентрация СО₂ и О₂ в атмосфере и океане.

Концентрации всех растворенных неорганических биофильных элементов в океане меняются в несколько раз от поверхности до глубины порядка сотен метров (С, N, Р увеличиваются с глубиной, а концентрация О₂ уменьшается). Это связано с тем, что фотосинтез происходит в верхних слоях, а разложение может идти в любых, т. е. синтез и разложение разделены в пространстве. Концентрация СО₂ на глубине в несколько раз выше, чем на поверхности. Если в современной атмосфере содержится около 2,6×10¹²т углекислого газа, то в гидросфере (в основном в водах океана) растворено 130×10¹²т углекислого газа. При прекращении жизни концентрации углекислого газа в атмосфере и океане уравняются. При этом концентрация СО₂ в поверхностных водах и в атмосфере возрастет в несколько раз, так как запас растворенных бикарбонатов в морской воде почти на 2 порядка выше, чем в атмосфере. Это приведет к катастрофическим изменениям парникового эффекта и климата за несколько десятков лет. Следовательно, живое вещество океана удерживает атмосферную концентрацию СО₂ и сохраняет приземную атмосферу на приемлемом для жизни уровне.

Запасы органического и неорганического углерода в биосфере совпадают по порядку величины. Отношение этих запасов к продуктивности биоты представляет собой время биологического оборота биогенного запаса биосферы, исчисляемое десятками лет. Следовательно, при наличии только синтеза весь углерод будет переведен в органические вещества относительно быстро, а при одном разложении органический углерод биосферы исчезнет за десятки лет. Анализ концентрации СО₂ в пузырьках воздуха льдов Антарктиды и Гренландии показал, что концентрация СО₂ в атмосфере сохранялась постоянной в течение последних несколько тысяч лет. Неорганический углерод выбрасывался в атмосферу за счет процессов дегазации (вулканы, фильтрация из мантии) и откладывался в осадочных породах. Разность между выбросами и отложением положительна, за порядок миллиарда лет запас СО₂должен был возрасти в десятки тысяч раз, чего не произошло. Компенсируется процесс накопления органического углерода в осадочных толщах.

Количество О₂ в биосфере на 3 порядка превосходит количество О₂, необходимое для разложения всего органического углерода биосферы. Захоронение органического углерода в породах обеспечивает постоянство концентраций СО₂ и О₂ в биосфере.

Огромная мощность, развиваемая биотой, таит опасность быстрого разрушения. При отсутствии жизни в биосфере трансформация свойств среды на 100% может произойти за счет геофизических процессов за сотни тысяч лет. Если же целостность биологического круговорота будет нарушена, то среда может измениться на 100% за десятки лет.

2.Экосистемы и война

Для обозначения масштабных разрушений в ходе военных действий используется термин «экоцид». Следует различать военное природопользование и военную детериорацию: первое вызывает модификацию (изменение) ландшафтов, второе - преимущественно трансформацию (перестройку) и даже трансмутацию (полное уничтожение). Информация о многом еще закрыта, данных о реакциях экосистем на воздействие факторов военной детериорации в глобальном, региональном и локальном масштабах явно не хватает для дальнейших прогнозов, несмотря на продолжительную историю существования концепции ведения военных действий путем разрушения среды обитания. Рассмотрим материалы, приведенные в работе В.И.Булатова (1999).

Тактика «выжженной» земли использовалась еще в древности, например в войнах Рима и Карфагена. В новейшей истории образцом экологической войны называют войну во Вьетнаме, где с 1965 по 1973 г. было применено 15,5 млн т взрывчатых веществ. Это больше, чем во всех предыдущих войнах, и эквивалентно 570 атомным бомбам, сброшенным на Хиросиму и Нагасаки. По времени это ежесекундное взрывание 50 кг взрывчатки или 1 атомной бомбы каждые 6 дней.

В результате взрывов во Вьетнаме перемещено 2,5 млрд м³ земли, что в 10 раз больше объема земляных работ при сооружении Суэцкого канала. Кроме того, на площади 1,2 млн га было распылено 45 млн л дефолиантов, что вызвало массовую гибель флоры, фауны и населения. Уничтожение многих тысяч гектаров леса с почвой огромными бульдозерами привело к превращению территории в «зеленую пустыню», поросшую сорняком имерата. Были сведены также огромные массивы мангровых и влажных тропических лесов, объем уничтоженной древесины оценивается в 50 млн м³. 30 млн воронок глубиной 6 - 8 м обезобразили поверхность, активизировали эрозионные и оползневые процессы, нарушили сток, гидрогеологический режим значительных территорий. Срок восстановления лесных массивов определен американскими экологами в 100-120 лет.

Инженерная подготовка европейских театров военных действий в Первую и Вторую мировые войны потребовала выемки и перемещения нескольких миллиардов кубометров грунта. Если Первая мировая война велась на территории 200 тыс. км², то Вторая мировая война - как минимум на порядок больше. Сотнями тысяч километров исчисляется протяженность траншей, ходов сообщений, противотанковых рвов, десятками миллионов число окопов, блиндажей и воронок от бомб, снарядов и мин. Производимое войнами изменение горных пород путем их дробления, деформирования, перемещения, приводящее к образованию искусственных грунтов, а также сопровождающая этот процесс трансформация других компонентов и элементов экосистем по своим действиям может превышать геологические изменения, происходящие при землетрясениях, наводнениях, извержениях вулканов.

Первая мировая война захватила 4,1 млн км², Вторая мировая война - 22,6; по территориальным параметрам войн имеются и другие гораздо большие цифры, поэтому закономерно выделение класса беллигеративных, военных антропогенных ландшафтов.

Войны угрожают существованию человеческой цивилизации. Наибольшую опасность представляет ядерное оружие из-за масштабов разрушения и особенностей его воздействия на живые организмы, а также другие виды оружия массового поражения - химическое и биологическое. Не менее губительно широкое использование обычных вооружений, способных вызвать нарушение равновесия в планетарном масштабе.

Нетрудно представить экологические последствия военных действий с применением современных средств поражения и других контингентов войск, оснащенных гусеничной, колесной и другой боевой техникой. При нанесении мощных огневых ударов, в т.ч. и по экологически опасным объектам, противоборствующим сторонам не до соблюдения норм экологической безопасности.

Ядерное оружие породило немалое количество серьезных проблем мирового масштаба - экологических, экономических, политических, социальных и нравственных. Часть из них связана с историей его создания и использования, часть - с распространением и сохранением. XX век действительно стал «атомным». Развитие ядерно- и радиационно опасных производств для военных целей, испытания ядерного оружия и развитие мировой ядерной энергетики привело к значительному радиоактивному загрязнению природной среды. Многочисленные медико-биологические исследования, проведенные в регионах, подвергшихся радиоактивному загрязнению, однозначно свидетельствуют об отрицательном влиянии радиации, в том числе малых доз, растянутых во времени, как на генетический аппарат наследственных и соматических клеток, так и на иммунную систему организма в целом. Все это впоследствии приводит к генетическим изменениям в потомстве, наследственным и раковым заболеваниям, а также общему ухудшению состояния здоровья населения, увеличению количества и тяжести общих заболеваний, не связанных с радиацией напрямую.

С отработанным ядерным топливом неразрывно связана проблема плутония, создающего угрозу безопасности биосфере и населению. Утечка плутония может привести к всплеску ядерного терроризма и крупным экономическим потерям. Приведем несколько примеров, показывающих сложность проблем, связанных с радиоактивными отходами и плутонием.

Япония, страна пострадавшая от атомной бомбардировки, значительное внимание уделявшая разработке программы по утилизации плутония, на практике столкнулась с рядом принципиальных технических сложностей. В результате встал вопрос не только об отказе от этой программы, но и о пересмотре Долгосрочной программы по ядерной энергетике в целом.

Проект «Яка Маутин» - сооружение первого в США постоянного захоронения ядерных отходов высокого уровня активности. Именно с ним связывалось решение проблемы хранения 50 тыс. т ядерных отходов. Истрачено более 4,7 млрд долларов на этот проект. Практический вывод на сегодня таков: гора Яка непригодна для размещения ядерных отходов высокого уровня радиоактивности, и шансы Департамента энергетики на получение лицензии на строительство хранилища очень невысоки.

История создания химического оружия имеет около 150 лет. В 20 из 70 наиболее интенсивных конфликтов и войн XX в. использовались отравляющие вещества. В Первую мировую войну использовано 125 тыс. т отравляющего вещества, пострадало в Западной Европе более 1 млн человек. Италия использовала химическое оружие против Эфиопии, Япония - против Китая; 90 тыс. т отравляющих веществ израсходовано во время войны в Индокитае (поражена площадь 17 тыс. км², в том числе уничтожено 1 510 км² мангровых лесов, пострадало 1,5 млн человек).

Для ликвидации современных запасов химического оружия необходимо решить множество технических, общественно-политических и экологических проблем. В России часть химического оружия затоплена, часть сожжена, часть зарыта неизвестно где - называют болота Томской области, Пензенскую область, а также Семипалатинский полигон. Расходы США на уничтожение 31 400 т отравляющих веществ оценены в 10-15 млрд долларов. Американцы все еще не могут избавиться от 90 млн л напалма, хранящегося в Калифорнии, - он использовался в войне в Индокитае. Уничтожение запасов химического оружия экологически безопасным способом - сложнейшая проблема. В России практически все места хранения отравляющих веществ расположены вблизи городов и крупных населенных пунктов. В радиусе до 100 км вокруг них проживает 100 млн человек.

За всю историю человечества статистика зарегистрировала более четырнадцати тысяч войн. Но вплоть до самых последних лет даже ученые плохо представляли себе возможные последствия ядерной войны.

Сегодня ими составлен сценарий развития событий ядерной войны. Высокая концентрация энергии при достаточном доступе кислорода порождает самоподдерживающиеся пожары. При ядерной бомбардировке железобетонные города будут гореть как бумага. Громадные количества сажи поднимутся в атмосферу и образуют густые, черные, светонепроницаемые облака. Слой сажи при взрыве 5 000 мегатонн ядерного горючего (всего 12% мировых запасов) будет таким плотным, что до земной поверхности станет доходить лишь одна десятимиллионная доля той солнечной энергии, которую обычно получает Земля. Продукты ядерных взрывов равномерно распределятся по всей атмосфере. После обмена ядерными ударами повсеместно наступит «ядерная зима», уже в первый месяц в приземном слое температура упадет на 15 - 20 °С. Источники пресной воды замерзнут, урожай погибнет. Гибель живых организмов произойдет и на суше, и в океане, где из-за отсутствия солнечного света погибнет фитопланктон. Основные города Европы и Америки сгорят, а «ядерная зима» наступит даже после относительно ограниченного ядерного конфликта, когда противники пустят в ход вооружение мощностью не более 100-150 мегатонн. Радиоактивные выпадения из атмосферы вызовут болезни, необратимые наследственные заболевания и вырождение высших форм жизни. «Ядерная ночь» продлится более года, даже если ядерная война прекратится.

Фундаментальной проблемой недалекого будущего станет защита государства от возможных экологических воздействий. Уже ставится вопрос об «экологической» и «геофизической» агрессии, в том числе от ближайших соседей, за которыми кроются вполне реальные политические и военные конфликты. Исходя из структуры природных средств определены следующие разновидности геофизического оружия и формы его воздействия.

Метеорологическое оружие - воздействие на атмосферные процессы; использование атмосферных течений для переноса радиоактивных, химических и бактериологических веществ; создание устойчивых радиационных поясов; организация пожаров и «огненных бурь»; разрушение слоя озона; изменение газового состава в локальных объемах; воздействие на атмосферное электричество.

Гидросферное оружие - изменение химических, физических и электрических свойств океана; создание приливных волн тина цунами; загрязнение, заражение внутренних вод; разрушение гидротехнических сооружений и создание наводнений; воздействие на тайфуны; инициирование склоновых процессов.

Литосферное оружие - инициирование землетрясений, стимулирование извержений вулканов.

Климатическое оружие - изменение температурного режима и климата в определенных районах; разрушение подстилающей поверхности (почвенного и растительного покрова).

В то же время дальнейшее развитие получает теория военных экосистем. Под военной экосистемой следует понимать замкнутое единство личного состава, жизненного цикла вооружений и военной техники, а также окружающей природной среды, характеризующейся определенной стабильностью и обладающей четко функционирующим внутренним круговоротом материальных средств, энергии и информации. Главным отличительным признаком военной экосистемы является выполнение задач военной подготовки при разумном ограничении допустимого ущерба среде обитания.

Теоретическое понятие «военная экосистема» должно со временем наполниться конкретным смыслом и найти практическое воплощение.

Адекватным выражением закономерной тенденции несоответствия усилий и результатов военно-политической деятельности, когда государства добиваются одного, а получают другое, является принцип иронии истории. Примеры - войны во Вьетнаме, Афганистане, Персидском заливе, Чечне, «успех» которых состоит преимущественно в разрушении экосистем.

3. Концепция коэволюции

Учение о биосфере и ее эволюции разрабатывалось преимущественно с геохимических позиций. У В.И.Вернадского логическим завершением процесса эволюции биосферы является переход к ноосфере. Учение о ноосфере - это, в сущности, философское построение. Сколько-нибудь детальных исследований структуры, динамики или хотя бы геохимии ноосферы нет ни в работах В. И. Вернадского, ни в трудах современных ученых.

Основное воздействие на биосферу оказывает производственная деятельность, поэтому проблемами глобальной экологии занялись специалисты в области экономико-математических исследований. С начала 70-х гг. XX в. начали появляться модели различной степени детализации, связывающие природные и экономические факторы. Начало было положено работой Дж. Форрестера (1978) «Мировая динамика», который предложил общий подход к описанию глобального экологического процесса. Впервые в одну математическую модель были объединены процессы развития экономики, демографии и загрязнения окружающей среды.

Сегодня глобальные модели будущего сменились пессимистической оценкой, стали очевидны их условность, неспособность представить реальный ход событий, узость информационной базы. Общим недостатком этих исследований является использование в расчетах для будущего тех же зависимостей между элементами эколого-экономической системы, которые существуют в настоящее время и быстро меняются. Но система изменяется и качественно, быстро решаются проблемы, которые казались неосуществимыми (использование атомной энергии, создание космических кораблей). Весьма трудны и демографические расчеты для будущего, неоднократно прогнозы роста численности населения не подтверждались фактическими данными.

Тем не менее люди стали предполагать возможные катастрофические последствия неконтролируемой, неуправляемой человеческой деятельности. Возник новый термин - коэволюция человека и природы - сначала в СССР, но независимо стал использоваться в США, Западной Европе. Концепция коэволюции человека и биосферы, с которой первым в нашей стране выступил Н. В.Тимофеев-Ресовский, мыслится как некая золотая середина между двумя крайностями в положении человека в биосфере - покорением ее и смирением перед ней. Коэволюция предполагает своевременное возникновение сопряженных изменений в биосфере и обществе и последующую автоматическую селекцию взаимно адаптивных вариантов. Однако мощь негативного воздействия человека на природу растет столь стремительно, что последняя не успевает адаптироваться к темпам так называемой научно-технической революции. Устойчивую коэволюцию человека и биосферы еще необходимо обеспечить.

В настоящее время концепция коэволюции - одна из наиболее популярных концепций антропогенной эволюции биосферы. Считают, что существование человечества возможно лишь в узком диапазоне параметров биосферы - области гомеостаза человечества. Коэволюция человека и природы - это такое совместное развитие человеческого общества и биосферы, которое не выводит параметры биосферы из области гомеостаза. Коэволюция человека и природы обеспечивает сохранение человеческого рода как биологического вида и условий для дальнейшего развития цивилизации. Коэволюция потребует, конечно, адаптации биосферы, видоизменения ее характеристик в зависимости от особенностей развития общества. Но одновременно и общество должно адаптироваться к особенностям и возможностям развития биосферы. Спонтанное, неконтролируемое развитие производительных сил и стихия человеческих страстей и желаний должны быть стеснены определенными границами, подчинены обеспечению условий коэволюции.

По Н. Н. Моисееву (1990), рассчитывать на действенность стихийных природных механизмов не приходится. Исследование процесса коэволюции человека и биосферы, выработка требований к поведению человека, необходимых для развития человеческой цивилизации в условиях экологического и энергетического кризисов, ставят перед наукой нетрадиционные задачи. Исходной позицией для анализа проблем коэволюции должно быть глубокое, тщательное изучение взаимосвязей человеческого общества и окружающей среды. Н. Н. Моисеев выделяет следующие аспекты этой проблемы.

Энергетический аспект. Несмотря на рост производительности труда, совершенствование технологии и повышение квалификации, люди создавали все более энергоемкие производства. Основной толчок к повышению производительности труда дало использование энергии, что наглядно отражено в развитии сельского хозяйства. В XX в. средняя урожайность зерновых в развитых странах возросла втрое. В основе феномена - резкий рост энергоемкости сельского хозяйства. Переход от естественных удобрений к искусственным, замена конной тяги машинной, машинизация технологии переработки привели к тому, что затраты энергии на 1 т зерна возросли на 2 порядка. За 1950- 1975 гг. израсходовано около половины всего топлива, сожженного за все время существования человечества. Производство энергии удваивается каждые 17 - 20 лет. При таких темпах через два столетия производство энергии составит 5 % от солнечной, а еще через столетие сравняется с ней и станет равнозначным климатообразующим фактором, что повлечет сложнейшие экологические последствия. Производство энергии и количество извлекаемого энергетического топлива шло темпами, намного опережающими развитие других производств. В последнее десятилетие возникли формы деятельности, требующие значительно меньших затрат. Это производства, основанные на преобразовании информации: микроэлектроника, телематика, робототехника и биотехнология. Уменьшается и энергоемкость традиционных технологий. Темпы развития производства начинают сравниваться с темпами роста добычи энергетического топлива. Следствия этой тенденции начинают проявляться уже сейчас.

Проблема замкнутых технологий, или безотходного производства. Полная безотходность производства - это утопия, противоречащая второму началу термодинамики. Безотходности нет и в функционировании биосферы. Земная кора - это, по сути, всепланетный склад отходов. Ежегодно в биосфере образуется 1,5 млрд т «отходов» в виде разнообразных осадочных отложений, формирующихся при участии живых организмов. Вымершие виды животных и растений тоже являются своеобразными отходами процесса эволюции биосферы. Производства с полной переработкой сырья в полезную продукцию, с идеальной очисткой воздуха и воды в ходе работы теряют тепло, сталкиваются с проблемой износа оборудования, используют минеральное сырье и занятые под сооружения территории. Все это издержки, отходы производства.

Длительное время человечество вписывалось, или почти вписывалось в естественные циклы биосферы: практически, во всяком случае до неолита, оно не прикасалось к кладовым природных источников энергии, за исключением потери плодородия почв в зоне чрезмерного выпаса скота или орошения, но эти явления носили локальный характер. Начиная с эпохи Возрождения несбалансированность человеческих потребностей, их несоответствие естественным циклам биосферы начали принимать катастрофический характер. В последние столетия производственная деятельность человека стала незамкнутой, она строится на использовании невозобновимых запасов земных недр, т.е. природных ресурсов, и не только энергетических.

Существует угроза истощения минеральных ресурсов. Минералы, горные породы, месторождения полезных ископаемых формируются сотни, тысячи, миллионы лет. Но представления о неизбежном истощении минеральных ресурсов небесспорны. Помимо бережливости приемлемы некоторые технологические методы, уменьшающие угрозу истощения: 1) использование руд с небольшим содержанием компонента; 2) полное использование отходов, содержащих много компонентов; 3) регуляция геохимических циклов, их ускорение и перестройка с созданием техногенных месторождений полезных ископаемых. Третий метод уже применяется в технологиях: так выпаривается поваренная соль, вымораживается мирабилит; существуют биотехнологические методы с использованием микробов, накапливающих металлы (медь, уран).

Недостает в биосфере и возобновимых природных ресурсов, например пресной воды. Необходимо поддерживать баланс потребностей человека и тех реальных возможностей, которыми располагает планета.

Организационный аспект. Для выживания человека необходимо добиваться совершенствования и изменения организационных структур производственной деятельности. Новые технологии делают человека и более зависимым от природы. Элементы комплекса биосфера - человек оказываются все более и более связанными между собой, взаимосвязанными. Требуется создать механизм такой деятельности, которая согласовывала бы усилия людей, направляла их активность. Без этого человек не может выжить. В современной экономической науке существует проблема соизмерения скорости развития производительных сил и изменения экологической обстановки. Возможности обеспечения жизнедеятельности людей ограничены. Новые нагрузки на биосферу необходимо компенсировать путем развития способов ее адаптации к этим нагрузкам и нашими способностями их компенсации. Кроме того, мы должны знать заранее о возможных опасностях, нужны модели прогнозирования. Переход процессов за критические значения может привести к началу необратимых процессов.

На определенной ступени развития человеческой цивилизации люди должны принять на себя ответственность за дальнейший ход эволюции космического тела Земля. В области ноосферы определяющим началом должна быть не стихия естественного развития, а интеллект человека. Развитие человечества должно быть направляемым.

4. Альтернативные концепции эволюции биосферы

Существуют и другие концепции эволюции биосферы. Сторонники концепции замены биосферы техносферой считают, что человек должен взять на себя управление биосферными процессами с целью оптимизации природной среды. Ноосфера В. И. Вернадского понимается ими как этап регуляции биосферных процессов в интересах доминирующего биологического вида - человека.

Сегодня масса всех технических систем (не только машины, но и заводы, фабрики, используемое ими вещество) превышает биомассу планеты в десятки раз, а общая продукция техногенеза примерно соответствует биопродукции экосистем. Следовательно, техногенная миграция преобладает над биогенной и управляет ею. Аналогично зеленым растениям в техновеществе выделяет первичные продуценты, своеобразные технические автотрофы, вырабатывающие энергию, добывающие полезные ископаемые, эксплуатирующие биоресурсы. Второй уровень техновещества связан с обработкой первичной техногенной продукции (выплавка металлов, синтез техногенных материалов, производство строительных деталей). Следующий уровень предназначен для переработки техногенной вторичной продукции (производство средств производства, создание станков). Затем идет получение средств потребления. Имеются технические системы, связанные с передачей, использованием, хранением информации, а также автономные многофункциональные системы (роботы, автоматические межпланетные станции). В последнее время появляются техносистемы, утилизирующие отходы производства, уменьшающие загрязнение биосферы. Есть космическая функция технических систем, т.е. активность техновещества даже выше, чем у живого вещества.

Живые организмы организованы на основе сложнейших видов скоррелированности процессов жизнедеятельности. Любые виды скоррелированности поддерживаются за счет конкурентного взаимодействия в популяции и стабилизирующего отбора. Сообщества живых организмов - сложнейшие виды биологической скоррелированности, возникшие на основе необходимости замкнутости круговорота веществ и стабилизации условий среды. Нет оснований для надежд на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды с той же точностью, как у естественных сообществ. Нарушив функции живого вещества, человек вынужден будет взять на себя управление биогенными процессами в биосфере, обеспечивая как высокую чистоту безотходного производства, так и замкнутость биологического круговорота в биосфере. Скорее всего гигантская управляющая система (если ее вообще можно создать) потребует таких энергетических затрат, что для развития самой цивилизации и удовлетворения непосредственных нужд человека останется меньше ресурсов, чем имел доиндустриальный человек, живший в биосфере. Только сохранение разнообразия живых организмов и замкнутости биологического круговорота обеспечит устойчивость параметров биосферы, которые не могут быть восстановлены за счет очистных сооружений и перехода к безотходному производству.

Биосфера, состоящая из живого вещества и взаимодействующей с ним окружающей среды, представляет собой единственную систему, обеспечивающую устойчивость среды обитания человека. Сохранение природных сообществ и существующих видов живых организмов в объеме, обеспечивающем действие принципа Ле Шателье, представляет собой главное условие дальнейшего существования человечества. Нужно сохранить природу на большей части поверхности Земли, а не только в зоопарках, заповедниках, генных банках и т.д.

Существует концепция возврата человека к автотрофным механизмам питания (без использования невозобновимых источников энергии, ядерной энергии) с целью гармоничного существования в биосфере. Потребление крупными животными составляет не более 1% биопродукции экосистем. На примере круговорота углерода В.Г.Горшков (1995) показал, что нарушение среды человеком началось со времени промышленной революции, когда доля антропогенного потребления продукции биосферы превысила 1%. Оставшаяся до этого времени часть биосферы компенсировала антропогенные возмущения. Основным путем решения экологических проблем считается уменьшение численности людей путем контроля над рождаемостью.

Крайние сторонники биологического развития общества призывают к отказу от технического прогресса, что почти однозначно отказу от благ цивилизации. При современном состоянии численности населения планеты отказ от промышленного механизма ведет к всеобщему голоду и массовому вымиранию человечества.

Есть ученые-мечтатели, которые решение экологических проблем связывают с освоением человеком космического пространства, в частности с заселением других планет. Так, А.К.Адамов (2004) считает, что генетический потенциал живых объектов на Земле настолько высок, что при создании благоприятных условий на других планетах она может обеспечить их живыми объектами. Расселением части биоты и людей в Космосе будут решены проблемы населенности Земли. Расселение людей в Космосе - это объективный закон эволюции материи. Космос будет населен мыслящими людьми, умеющими изменять объекты материи, осуществляя дальнейшее развитие Космоса.