velikol.ru
1

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2001, том 71, № 2, с. 130-138






Почему меняется климат Земли? Автор публикуемой статьи считает, что в основе механизма смены климата лежат не процессы взаимодействия атмосферы и вулканизма, а изменения в стратифика­ции вод океанов. Эта идея развивается им на фоне темпоральной периодизации геологической ис­тории Земли как суперорганизма.

КЛИМАТ В ИСТОРИИ БИОСФЕРЫ

В. А. Зубаков

Современные изменения климата названы антропогенными, поскольку они определяются техногенной деятельностью человека и прежде всего изменением геохимического состава атмо­сферы. В работе [1] дается прогноз климата на XXI в., произведенный по оценкам хода измене­ния концентрации в атмосфере парниковых газов за XX в. В основу положены палеоклиматические реконструкции трех наиболее изученных потеп­лений: голоценового, последнего межледниково­го (микулинского) и оптимума плиоцена. Эти ре­конструкции по данным И.И. Борзенковой [2] совпадают с модельными сценариями климата бу­дущего.

Однако сравнение климатических параметров заставляет усомниться в возможности примене­ния метода палеоклиматических аналогов для прогнозирования климата.

Современная концентрация С02 (370 ррт) уже достигла значений С02, определенных К. Лориу-сом и другими в 1985 г. в ледниковых кернах сква­жины Бэрд для климатического оптимума голо­цена [3]. Ход температур современного потепле­ния оказался в 3 раза ниже уровня потепления оптимума голоцена - 0.33 и 1.1°С соответственно. Более того, сравнение параметров современного парникового потепления с радиационным потеп­лением 30-х годов [4] доказывает принципиаль­ное несоответствие наблюдаемых поширотных отклонений температур. В 30-х годах резко теп­лела Арктика, особенно зимой на 1.3°С и осенью на 0.94°С, в то время как в низких широтах весной и летом шло похолодание. Сейчас наоборот: теп­леют умеренные и низкие широты, а Арктика весной, летом и осенью холодает относительно низких широт.

Возникает картина абсолютно противополож­ная предполагаемому ходу изменения температур,

ЗУБАКОВ Всеволод Алексеевич - доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник Центра международного сотрудничества по пробле­мам окружающей среды РАН.

прогнозируемому с помощью палеоаналогового метода. Причиной этому может быть на порядок большая скорость антропогенно обусловленных изменений климата относительно перемен, фикси­руемых палеогеографическими методами.

Отмеченная противоположность последствий парникового потепления климата может быть временным явлением, связанным, предположим, с инерцией во взаимодействии паковых льдов Арктики и Гольфстрима или другими нам неизве­стными факторами. Но параметры прогнозируе­мого парникового потепления в XXI в. оказыва­ются преувеличенными.

По-видимому, исследователи, возводящие пар­никовое потепление в ранг главной экологичес­кой проблемы XXI в., пошли ложным путем. Во-первых, само парниковое потепление (если оно состоится) будет иметь не только отрицательные, но и положительные последствия, как справедли­во считает М.И. Будыко. А во-вторых, все клима­тологи рассматривают антропогенные изменения климата с точки зрения оценки парникового эф­фекта. При этом механизм его действия палео-климатической практикой еще не проверен. По сути, палеоклиматологами не решен вопрос - яв­ляется ли парниковый эффект причиной великих потеплений прошлого или их следствием? Этот вопрос можно поставить иначе - правильно ли связывать парниковый эффект только с взаимо­действием атмосферы и вулканизма, как это обычно принято [1, 2], или надо рассматривать всю систему "атмогидросфера-мантия Земли" в рамках галактического цикла?

В табл. 1 приведены основные климатические признаки оледенений и межледниковий прошло­го [3, 5].

Вопрос, возникающий у исследователя, - мож­но ли объяснить эту явную противозначность кли­матических режимов положением материков: в первом случае - в высоких широтах, во втором - в низких, которое во многом предопределяет аль­бедо? Для ответа проанализируем глобальные палеогеографические реконструкции, проведен-

130

^ КЛИМАТ В ИСТОРИИ БИОСФЕРЫ

131

Таблица 1. Характерные признаки климато-океанических режимов







ные Л.П. Зоненшайном, A.M. Городницким и В.Е. Хаиным (1997) и П. Морелем и Э. Ирвингом (1978), помещенные в [6, 7]. Анализ показывает, что ледниковые эпохи лишь частично совпадают с периодом, когда один из полюсов располагался в пределах материков. Это было в позднем ордо­вике и кайнозое. Оказывается, что во время неко­торых межледниковий, например в позднем силу­ре - раннем девоне и в среднем карбоне, южный полюс также располагался внутри материков. Та­ким образом, само по себе высокоширотное рас­положение материков - недостаточное условие для объяснения последовательности оледенений.

С другой стороны, по теории парникового эф­фекта межледниковья должны были совпадать с пиками вулканизма и выделения С02, а оледене­ния - с минимумами С02. Но если так, то в готе-риве, 123 млн. лет назад, должно было быть оче­редное оледенение, но его не было.

Приведенные аргументы доказывают, что че­редование двух типов климатических режимов, указанных в таблице, определяется не местона­хождением материков и не цикличностью вулка­низма, а механизмом стратификации вод океана.

Существуют два типа подобного механизма. Первый - опускание холодных, с температурой от -6 до -2°С, вод под паковыми морскими льда­ми. Сейчас оно происходит в основном в пределах Южного океана. Процесс опускания начался с мо­мента образования Антарктического циркумпо­лярного течения, а возникновение пролива Дрей­ка на рубеже эоцена и олигоцена включило в функционирование климатической системы но­вый фактор - глобальное постоянно действую­щее охлаждение. Именно оно предопределило ха­рактеристики последнего ледникового режима.

Принципиально противоположный механизм стратификации вод океана - эвапоритовый -формируется при опускании соленых вод. Они тя­желые, но теплые, с температурой не ниже +15°С. Накопление таких донных вод происходит сейчас в Средиземном и Красном морях и в Пер­сидском заливе. Но в настоящее время соотноше­ния таких вод, примерно 7 холодных к 1 теплых, и потому в донных слоях океана аккумулируется холод, и углекислый газ из атмосферы переходит в океан. Принципиально иная ситуация возникала в позднем триасе - начале юры, около 185 млн. лет назад, и на рубеже танет-ипр, 55 млн. лет на­зад, когда полюса были на окраинах материков и, судя по галактической цикличности, должен был начаться очередной ледниковый период. Этого не произошло потому, что в средних широтах, в зоне Тетис, существовали окраинные бассейны эвапоритового типа, и солевые теплые воды про­должали скапливаться в виде своеобразных рас­солов на дне океана.

Конечным итогом действия термогалинного механизма стратификации вод океана было ста­новление на Земле изотермического климата. В высоких широтах возникли своеобразная ква-зимуссонная циркуляция с апвелингами теплых вод и уникальный биогеоценоз с квазитропичес­кой флорой и фауной [5].

Важно то, что принцип актуализма, разрабо­танный классиками на примере неоген-четвер­тичной истории Земли, в условиях термогалинно-оранжерейного режима уже не действовал. Пара­доксальным, с современной точки зрения, являет­ся существование паратропической флоры и фа­уны в высоких широтах в условиях 3-5-месячной полярной ночи. Как это могло быть? Ученые ло­мали над этим голову десятилетия. И только те-


^ ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 71 № 2 2001

3*

132

ЗУБАКОВ








перь выясняется, что органический мир на протя­жении смены климатических режимов успевал полностью к ним адаптироваться. Более того, именно высокие широты с режимом чередования полярного дня и ночи становились местом опере­жающего видообразования [8].

Итак, приходится признать, что колебания концентрации углекислого газа в атмосфере бы­ли не причиной смены долговременных климати­ческих режимов прошлого, а их следствием. Это обстоятельство не опровергает физической осно­вы парникового эффекта. Оно лишь изменяет ие­рархию физических факторов, объясняющих эволюцию макроклимата.

^ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ БИОСФЕРЫ

В 1931 г. В.И. Вернадский задал "вопрос XX ве­ка": а не имеет ли само мироздание био-ноо-логи-

ческую природу? Он сформулировал представле­ния о биологическом пространстве-времени орга­низма, популяции, вида, рода, биосферы и всей Вселенной и о вечности жизни. В методологичес­ком плане очень важным для развития темы о кли­матических режимах является понятие об органи­зованности как структурном качестве информа­ции. Контуры новой - био-ноо-информационной -парадигмы, формирующейся в наши дни, были за­ложены в трудах В.И. Вернадского [9].

В рамках био-ноо-информационной парадиг­мы традиционная периодизация истории Земли должна, по принципу дополнительности Н. Бора, сопровождаться новыми специализированными периодизациями хода эволюции. Одна из них -темпоральная периодизация истории Земли как суперорганизма [10]. Принципы ее представлены на рис. 1.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 71 № 2 2001

^ КЛИМАТ В ИСТОРИИ БИОСФЕРЫ

133


Введенное В.И. Вернадским синергетическое понятие организованности позволяет разделить эволюцию на три ствола - геохимический, гене­тический и культурный и на четыре таксона еди­ниц темпоральной организованности. Каждый ствол делится на относительно гомеостазные эта­пы эволюции Земли и биосферы критическими рубежами, на которых самокопирующиеся систе­мы усложняются и переходят в новое качествен­ное состояние. Темпоральная периодизация исто­рии Земли как организма позволяет понять важ­нейшие события в истории жизни и разума, такие, как становление белково-нуклеотидных и соци­альных процессов и структур. В рамках новой па­радигмы они интерпретируются как сигнальные точечные события - хиральная (от греч. - рука -стереоасимметрия аминокислот и Сахаров) и сек­суальная революция [10], фиксирующие рубежи наиболее крупных экологических состояний жизни и разума - смену сферотемпов, и наиболее крупные экологические кризисы, носящие геохимическое содержание. Темпоральная периодизация биосфе­ры как суперорганизма объясняет появление в ее истории трех типов глобальных эколого-геохими-ческих режимов: восстановительного, окислитель­ного и техногенного, явившихся результатом внут­реннего саморазвития трех стволов информацион­ной организованности.

^ Этап первичной атмосферы. Прямых следов ее не сохранилось. Существует два варианта ста­новления этой атмосферы в зависимости от вы­бора гипотезы планетообразования. Так, одни ученые допускают наличие мощной водородной атмосферы плотностью у поверхности Земли до 50 атм. и температурой 600-1000°С. В доказа­тельство приводится факт коматиитового, по­верхностного метаморфизма первичной земной коры и наличие переотложенных и окатанных зе­рен циркона с абсолютным возрастом 4.3—4.1 млрд. лет. Эта атмосфера в результате интенсив­ной бомбардировки Земли астероидами смени­лась более тонкой углекисло-аммиачной.

Оригинальная теория формирования двойной планеты ПротоЗемля - ПротоЛуна разработана О.Г. Сорохтиным и С.А. Ушаковым [11]. В соот­ветствии с ней первичная маломощная атмосфера из благородных газов и кислых дымов появляется после событий на пределе Роша, равном пример­но десяти земным диаметрам. На нем произошла первая тотальная экологическая катастрофа -гравитационно притянутая ПротоЗемлей и рас­плавленная до 1500°С ПротоЛуна потеряла зна­чительную часть своего металлического вещест­ва, сформировавшего вокруг Земли пояс астеро­идов. Последующее их падение на Землю увеличило содержание на планете железа до ано­мально высоких значений (37%). Еще существен­нее то, что во время событий Роша, продолжав­шихся от 100 лет до 10-15 тыс. лет, Земля была

"накачана" приливной энергией. Это точечное событие автор [10] принял за раздел сейсмосфе-ротемпа (рис. 1) на холодную гаплогайю и нагрев­шуюся сверху до 100-600°С пирогайю.

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ

^ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ

АНТРАКОГАЙИ

Нефогенная (греч. - облака) стадия. Появле­ние верхнего вязкопластичного слоя литосферы на пике выделения приливной энергии: 4+0.2 млрд. лет назад дало начало вулканизму и гравитацион­ной дифференциации Земли, то есть тектоно-ге-ологической деятельности и процессам дегаза­ции, сформировавшим мощную парово-газовую атмогидросферу с давлением не менее 5 атм., не пропускавшую лучи Солнца к дневной поверхно­сти. Таким образом, взаимодействие частей Про-тоземли-Протолуны ускорило эволюцию Земли. Возникновение асимметрии стереоизомеров ами­нокислот и Сахаров (хиральности) было точеч­ным событием. Необходимым условием его ста­ло появление геомагнитного поля и свободной воды.

В короткой статье нет возможности излагать предполагаемый ход возникновения белково-нуклеиновой жизни, намеченный А. Кернс-Смит и М. Эйгеном [10]. Отмечу лишь, что жизнь могла появиться только в условиях плотной восстанови­тельной атмогидросферы. По результатам хими­ческого анализа пузырьков воздуха в катархей-ских кварцитах возрастом около 3.5^1.0 млрд. лет, атмосфера тогда состояла на 60% из углекис­лого газа и на 35% из аммиака, соединений серы (H2S и S02) и кислых дымов (НС1, HF и др.). Пар­никовый эффект был на порядок выше совре­менного. Благодаря ему средняя температура на поверхности Земли превышала 80-100°С, что со­ответствует экологическим свойствам бактерий. В раннем нефогене не было и морей в современ­ном понимании. Вода существовала в виде мелких бассейнов глубиной до нескольких десятков мет­ров, перемывавших слой реголита, и потому бы­ла насыщена всеми биофильными элементами. Поэтому нефоген - это этап гетеротрофного пи­тания бактерий, среди которых преобладали се-розависимые и метаногенные.

^ Фотогенная стадия. Рубежом нефогена и фо­тогена явился момент, когда уровень древнего крипто-океана превысил гребни срединно-океани-ческих хребтов и начался процесс серпентизации -химического преобразования оливиновых лав, идущий при поглощении воды и углекислого газа. Серпентизация сопровождалась массовым связы­ванием С02 в формирующейся земной коре [11]. Этот геохимический процесс перехода С02 из ат­мосферы в океан, а из него в океаническую кору, усиливался по мере увеличения глубины океана.

^ ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 71 № 2 2001

134

ЗУБАКОВ




Дело в том, что солнечная инсоляция (выделение тепла) была на четверть слабее современной, и уменьшение парникового эффекта утончившей­ся атмосферы положило начало двум процессам: освещению поверхности Земли Солнцем и гло­бальному похолоданию.

В этих условиях лидером эволюции вместо ме­тано- и серозависимых бактерий стали фотосин-тезирующие цианобактерии, поглощавшие азот (главный газ атмосферы) и выделявшие в качест­ве отходов жизнедеятельности кислород, бывший ядом для архе- и эубактерий. На протяжении поч­ти миллиарда лет кислород связывался двухва­лентным железом, выделявшимся в процессе вул­канизма. Последние процессы (вулканизм) до­стигли пика 2.7 млрд. лет назад за счет выделения гравитационной энергии и затем резко пошли на убыль (рис. 2).

Дискуссия о климатическом режиме фотогена. По некоторым оценкам, среднеглобальная тем­пература на поверхности Земли во время гурон-ского оледенения, длившегося почти непрерывно от 2.5 до 2.3 млрд. лет назад [12,13], опускалась до 6°С, то есть на 80°С с конца нефогена. Ленточные железисто-кремнистые осадки, в которых сейчас сосредоточено 90% всех запасов железа, форми­ровались в ледниково-морских фациях, занимав­ших между 2.8 и 1.9 млрд. лет назад все широтные зоны Земли. Такую парадоксальную ситуацию объясняют очень сильным (более 54°) наклоном

оси вращения Земли в то время [14]. В этом слу­чае высокие и низкие широты летом получали бы почти одинаковое количество тепла, но отчетли­во были бы выражены сезонные различия. Если так, то остается непонятным - как тогда Земля не стала полностью обледеневшей планетой?

Видимо, ледово-морской генезис джеспелито-вой формации и снижение средней глобальной температуры гуронского времени до 6°С недоста­точно обоснованы. Дело в том, что тиллиты с возрастом 2.5-2.3 млрд. лет, обнаруженные в Се­верной Америке, Южной Африке и Австралии, находились на огромном материке Моногее, ле­жащем вокруг Южного полюса. Он возвышался на Ъ-Л км над уровнем тогдашней Моноталассы. Не противоречит же климат современной Ан­тарктиды тропическому климату побережий Ка­рибского моря. Поэтому я думаю, что впечатляю­щая ленточная слоистость джеспелитовой фор­мации имела не просто ледово-морской генезис, а была обязана сезонной смене биоэкологической обстановки - квазивосстановительной и квази­окислительной. Эта смена была характерна для тропических и субтропических широт мелковод­ной Моноталассы фотогена, заселенной тогда специфическими сообществами железобактерий, очень чувствительных к небольшим сезонным колебаниям концентрации кислорода.

^ Прерифейские глобальная и тотальная эколо­гические катастрофы. В течение 800 млн. лет вы­делявшийся цианеями кислород связывался двух­валентным железом, поставлявшимся из мантии рифтовым вулканизмом, в нерастворимую в воде трехвалентную форму железа и осаждался в виде железистого песка (будущие джеспелиты) на дно Моноталассы. Около 1.9 млрд. лет назад запасы двухвалентного железа в мантии были исчерпа­ны, о чем говорит вымирание сообществ железо­бактерий, и кислород начал отравлять сначала моря, а затем и атмосферу. Пик кризиса наступил между 1.8-1.7 млрд. лет назад, когда на поверхно­сти материков сформировалась красноцветная кора выветривания. Этот момент соответствовал так называемой точке Юри - резкому повыше­нию концентрации кислорода в атмосфере. Спо­ры о количественном выражении точки Юри - от 0.1% современного по Бьеркнеру и Маршалу со­держания кислорода и 0.3% по Руттену до 10-15% по Будыко [15] - не меняют последовательности и смысла событий. Существенно то, что к тотальной экологической катастрофе восстановительной би­осферы закономерно привела жизнедеятельность лидеров эволюции того времени - цианей.

Повышение концентрации кислорода в атмо­сфере до точки Юри имело колоссальные послед­ствия для наземной биоты, большая часть кото­рой была представлена эу- и архебактериями, жившими в восстановительной среде. Она момен-

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 71 № 2 2001

^ КЛИМАТ В ИСТОРИИ БИОСФЕРЫ

135


тально вымерла, о чем говорят огромные запасы нефтей, газов и, особенно, графитов в раннери-фейских отложениях. После прерифейской то­тальной экологической катастрофы восстанови-тельнофильная микробиота на Земле существует в основном на дне водных бассейнов и в почвах. Таким образом, незначительное изменение гео­химического состава атмосферы явилось спуско­вым крючком для кардинальной перестройки всей биосферы и появления на Земле второго ствола жизни - ядерных организмов.

ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЙ

^ РЕЖИМ ОКСИГАЙИ

Пноегенная стадия. В темпоральной периоди­зации Земли история окислительной биосферы имеет два гайятемпа - пноеген (от греч. - рожден­ные дышать) и эстеген (от греч. - рожденные чув­ствовать). Они разделяются появлением озоново­го экрана, когда концентрация кислорода в атмо­сфере достигла 10% от современной. В истории климата пноеген соответствует двум под стадиям: крипто- и фанерооксигенной. Геологическая ле­топись первой (рифейской) исключительно бед­на. По данным Н.М. Чумакова [12] и Г. Янга [13], глобальных оледенений в то время не было. Яв­ных следов органической жизни тоже немного. Они представлены в основном редкими следами ползания червеобразных организмов. В букваль­ном смысле слова, это было криптозойское время (от греч. - скрытая жизнь), когда шло становле­ние многоклеточных и господствовали однокле­точные протисты.

Вторая подстадия (венд-силур) отмечена мас­совыми следами жизни морских многоклеточных организмов (от греч. фанеро - явная жизнь). В по­зднем рифее и венде они были мягкотелыми, а с начала кембрия - скелетными. М. Руттен и Р. Клауд связывают появление многоклеточных с точкой Пастера - достижением концентрации кислорода в атмосфере 1-2% от современной. По мнению М.И. Будыко [15, 16], она была сущест­венно выше. Обращает на себя внимание, что по­явление мягкотелых дышащих организмов -вендской-эдиакарской фауны прошло после за­вершения позднерифейских оледенений. Выделя­ется три их эпохи: гнейсе-юднаматанская, 900-820 млн. лет назад, стерт-заирская, 780-740 млн. лет назад, и варангер-лапландская, 650-620 млн. лет на­зад [6,12,13], каждая из которых, по-видимому, свя­зана со 150-170-миллионным циклом обращения вокруг центра Галактики. На это обстоятельство впервые обратил внимание Г.Ф. Лунгерсгаузен, предположивший, что оледенения длительностью от 10 до 100 млн. лет соответствуют апогалактию, а межледакковья- пержалактато.

Поражающие воображение следы позднеор-довикского оледенения были описаны совсем не­давно в Сахаре, Южной Африке и Бразилии [13]. Тогда, около 500-440 млн. лет назад, эти террито­рии, подобно современной Антарктиде, образо­вывали огромный материк у Южного полюса, ко­торый по крайней мере трижды покрывался мощным ледниковым щитом, оставившим тилли-ты мощностью до 750 м.

^ Озоновая стадия кислородного режима. Озо­новый экран, по общему мнению, возник, когда концентрация кислорода в атмосфере поднялась до 10% от современной. Это стало спусковым крючком для экспансии жизни на сушу, которая выделяется автором [3, 5] как этап цефализации. Климатические изменения того периода хорошо известны по многочисленным обзорам и характе­ризуются двумя оледенениями. Наиболее впечат­ляющее из них было в пермо-карбоновое время, 320-270 млн. лет назад, на гондванской Пангее, когда центр оледенения располагался в Южной Африке. В течение этого ледникового периода в разрезах Бразилии отмечено до 17 ледниковых горизонтов, разделенных отложениями с угле­носными осадками и фауной динозавров [13]. Мощность ледниковых серий достигает в Южной Америке и в Индии 400 и даже 1000 м, а площадь, покрытая льдом, в 2 раза превосходила площадь современного антарктического щита.

Наиболее подробная информация о механизме возникновения ледниково-психросферных эпох собрана для последнего - кайнозойского - оледе­нения. Палеоклиматологи получили возможность комплексного исследования глобальных измене­ний климата, в том числе и по данным изучения глубоководных отложений океана, что особенно важно. Только для этого времени палеоклимати-ческий анализ может быть обоснован полноцен­ным эмпирическим климато-стратиграфическим материалом. Имея его, мы можем обратиться к об­суждению самой актуальной проблемы: как трак­товать парниковый эффект - как причину великих потеплений климата или как их следствие?

Итак, проблема глобального потепления и его последствий не может и не должна сводиться к механизму парникового эффекта, хотя элементы его действия играют определенную роль в антро­погенных изменениях климата. Во всяком случае, последствия современного парникового эффек­та, связанного с эпизодическим техно-антропо­генным поступлением в атмосферу С02 и других парниковых газов, нельзя считать аналогичными парниковому эффекту, вызванному долговре­менным взаимодействием атмогидросферы с мантией Земли в рамках галактических циклов длительностью в 170-200 млн. лет. По сути, это на порядок разные по своему системному прояв-з\ел\шо w масштабу т\арвд№.о-въ\е эффет&лъл.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 71 № 2 2001

236

ЗУБАКОВ


^ СТАНОВЛЕНИЕ ТЕХНОГЕННОГО

ЭКОГЕОХИМИЧЕСКОГО РЕЖИМА

НООБИОСФЕРЫ

Когда говорят об антропогенных изменениях климата, относя к ним и современное потепление, вызванное ростом концентрации С02 в атмосфере, но имеющее другие закономерности по сравнению с оранжерейно-термогалинными режимами, то смешивают принципиально разные проблемы. В самом деле, глобальное потепление - это физи­ко-динамическая, то есть чисто климатическая проблема, а изменения среды - уже геоэкологиче­ская проблема, связанная с эволюцией биосферы.

Современные геохимические изменения со­става атмосферы и гидросферы - катастрофиче­ский рост концентрации в воздухе и воде радио­нуклидов, тяжелых металлов и в особенности ис­кусственных химических токсинов и ядов - не идет ни в какое сравнению со сменой парниковых газов. Из них, пожалуй, только фреоны могут равняться по своей силе с указанными выше фак­торами техногенно-химического отравления воз­духа и воды.

Как известно, почвы формируются в результа­те совокупной деятельности многих факторов на протяжении сотен и тысяч лет. Главный корми­лец населения Земли - черноземные почвы -формировались в рамках степного биоценоза ны­не почти полностью исчезнувшего умеренного пояса на протяжении последних 10 тыс. лет. Ско­рость техногенной деградации почв на порядок превосходит процессы их восстановления.

Чистая вода на Земле становится драгоценной. Почти везде на планете идут кислотные дожди. Водная фауна третьей части всех озер мира уже погибла. В реки втекают потоки загрязненных стоков. Для очищения их требуется 50—100 крат­ное разбавление чистой водой, т.е. 75-150 тыс. км3, в то время как объем мирового речного стока не превышает 45 тыс. км3. Идет интенсивное загряз­нение подземных артезианских вод и озер, даже таких гигантских, как Байкал и Ладога.

За XX в. было вырублено 40% лесов, оставав­шихся на планете. Площадь амазонской сельвы уменьшается в год на 1.25%. За год здесь исчезает 27 тыс. видов организмов (3 вида в час). По расче­там специалистов, при сохранении современных темпов выруба лесов они исчезнут к середине XXI в. Но если исчезнут леса и болота, поставля­ющие 30% кислорода, и будет продолжаться за­грязнение океана пленкой нефти, убивающей планктонные организмы, вырабатывающие 70% кислорода планеты, то содержание его в атмо­сфере начнет резко сокращаться. Уже сейчас не­которые страны, в том числе США, и некоторые области России, как, например, Кемеровская, по­требляют кислорода больше, чем производится на их территории растительностью. Я уж не гово-

рю о городах и развивающихся мегаполисах, по­требляющих половину производимого на Земле кислорода.

Таким образом, все четыре индикатора возоб­новимых природных ресурсов биосферы либо пе­решли, либо близки к переходу в невозобновимые.

Пятым параметром экологической катастро­фы является технологическая готовность госу­дарств и отдельных социальных групп разделен­ного мира к самоуничтожению цивилизации. Взрывная мощность накопленного ядерного ору­жия эквивалентна 1.2 млн. хиросимских бомб и, в соответствии с [16], в 1636 раз превышает тако­вую всех войн истории. Огромны запасы химиче­ского оружия. Но сейчас появилось самое страш­ное - бактериологическое и токсинное оружие. Зона поражения им в 400 раз превышает подоб­ную территорию для ядерного. Производство его дешево и может вестись скрытно. Формы его раз­нообразны, а потому меры медицинской защиты сложны и всегда будут запоздалыми. В силу этого в будущих войнах противниками великих ядерных держав вполне могут стать малые страны и даже банды преступников и секты фанатиков.

Шестой параметр - психо-информационный шок человечества. Безграничной способности живого к размножению противостоит генетичес­кий механизм самоуничтожения, начинающий действовать при достижении популяциями ре­сурсных пределов их экологической ниши, на­званный синдромом лемминга. Следуя ему, дель­фины и киты выбрасываются на берег. У челове­ка он замещен синдромом самоубийства и войн на истребление. Статистика последних лет четко свидетельствует о начале психосоматической дезадаптации человечества - резком росте числа самоубийств, в том числе и коллективных, нарко­мании, алкоголизма и других форм "ухода от жиз­ни", в том числе в мир эзотерических иллюзий. Повсеместно фиксируется хроническая уста­лость и массовая пассивизация населения. Из это­го можно сделать вывод, что психологическая ус­тановка на самоуничтожение приобретает явно глобальную выраженность.

Катастрофическое воздействие на генную сис­тему живых организмов оказывают электронно-магнитное излучение (ЭМИ), а также инфра- и ультразвук и СВЧ-излучение - электронный смог. Их генетический эффект максимально про­является во втором-третьем поколении. ЭМИ ис­тощает деятельность мозга и эндокринной систе­мы, вызывает психические расстройства и, по­добно наркотикам и алкоголю, "производит дебилов". СВЧ-излучение разрушающе воздейст­вует на живое на молекулярном, клеточном и тканево-организменном уровнях, являясь своего рода психотронным оружием. Оно уменьшает концентрацию К и Na на мембране эритроцитов и

^ ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 71 № 2 2001

КЛИМАТ В ИСТОРИИ БИОСФЕРЫ

137






Таблица 2. Индикаторы тотальной экокатастрофы
вызывает выход калия из клеток и их гибель [17]. Описаны и другие патологические проявления психотронно-радиоволновой болезни.

Седьмой параметр - эндоэкологическое (на уровне клеточного пространства) отравление (ЭЭО) высших организмов токсинами, тяжелыми металлами и радионуклидами и ответная мутация их геномов. Подобно тому как для многоклеточно­го организма вода, воздух, почва и биота в целом представляют окружающую среду, для каждой клетки также имеется своя межклеточная окружа­ющая среда внутри организма. Она представляет собой волокна и межтканевую постоянно движу­щуюся жидкость, в которую с недавних пор стали поступать растворенные в воде тяжелые металлы, химические токсины и радионуклиды. Естествен­но, что организмы за 20^40 лет не научились выво­дить их из себя - для этого нужны тысячи лет эво­люции. В результате развивается хроническое от­равление - "интоксикоз" межклеточной среды.

Процесс концентрации в межклеточных тка­нях техно-химических загрязнителей, вызываю­щих мутацию генома, назван Ю.М. Левиным [18] эндо-экологической болезнью (ЭЭБ). Сейчас она принимает характер эпидемии. Ею охвачено 50% территории России, где проживает 70% населения. Именно ей мы обязаны резким ростом смертности детей и взрослых, снизившим срок жизни мужчин до 56 лет, увеличением числа инвалидов, дебилов и просто уродов, началом разрушения механизма ге­нетической воспроизводимости. Эндоэкологичес­кое отравление предопределило и появление чапа­евского синдрома - патологического старения де­тей и их интеллектуальной деградации.

Разумеется, медицина уже нашла методы борьбы с ЭЭБ. Трудами Ю.М. Левина [18] разра­ботана эндоэкологическая реабилитация боль­ных ЭЭБ людей, с помощью которой удаляется до 90% межклеточных загрязнителей. Однако поддерживать здоровье по крайней мере полови­ны населения Земли методом реабилитации по Левину - невыполнимая задача. Самое же глав­ное заключается в том, что эпидемией ЭЭБ охва­чены не только люди, а все живое, особенно вод­ные организмы - рыбы и моллюски. Понятно, что их, а также наземных диких животных и рас­тений, реабилитировать, по Левину, невозможно. Ну а человек, даже здоровый, существовать вне биоты, вне биосферы не сможет.

С последствиями действия шести первых ин­дексов ТЭК (табл. 2) человечество может как-то бороться. Но на прекращение в 10-20 лет выбро­са тяжелых металлов, хемотоксинов и радионук­лидов в окружающую среду наша техногенная цивилизация в принципе не способна. Для этого требуется моментально изменить всю существу­ющую технологию промышленности и сельского

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том

хозяйства, что невозможно ни по техническим, ни по экономическим причинам.

В 1995 г., по официальным данным, число рос­сиян, испытывавших воздействие вредных ве­ществ, в 10 раз превышающих ПДК, составляло 41 млн. человек. Россия производила за год 122 млн. т опасных отходов, и по индексу Dwi - от­ношению ядовитых и вредных отходов к общему объему - российское производство (Dwi 4.53) ока­зывалось в 20 раз опаснее для человека, чем запад­ноевропейское (Dwi Германии - 0.26, США - 1.49). Совокупное воздействие ЭЭО и ЭМИ объясняет быстрый рост дебилизации населения и в мире, и в России особенно. Так, если в 1991 г. в СССР было 50 млн. маргиналов и 5% дебилов, то в 1995 г. толь­ко в Москве стало уже 10% дебилов. По данным [19], среди новорожденных в России сейчас уже 16% генетически неполноценных, и мы вплотную приблизились к рубежу в 18%, с которого начина­ется генетическая деградацию нации в целом.

Предсказать время и срок достижения в про­цессе ЭЭО критической точки концентрации эле­ментов-отравителей (назовем ее точкой Левина), после которой мутация геномов эукариот пойдет лавинно-необратимо, наука пока не может. Ско­рее всего, точку Левина мы начнем переходить уже в ближайшие десятилетия, и для разных орга­низмов и в районах с разным уровнем состояния экологической среды она будет различна. Можно думать, что такие, к примеру, города, как Кара-баш, Чапаевск и Норильск и такие области, как Кемеровская уже сейчас близки к "эндоэкологи-ческому Чернобылю".

Самым страшным в современной ситуации яв­ляется то, что 95% населения мира, включая его политическую элиту, не понимают последствий

71 № 2 2001

138

ЗУБАКОВ


тотальной экокатастрофы для себя и своих по­томков и не задумываются о путях выхода из кри­зиса. Современное человечество и наши полити­ческие лидеры удивительно похожи на персона­жей знаменитой картины Питера Брейгеля. На ней изображены шесть слепых, держащихся за спины друг друга и бредущих по тропинке вдоль оврага за слепым же вожаком. Он оступился и па­дает вниз. Остальные в смятении, не понимая что случилось, шагают за ним в пропасть тоже.

Глобальный экологический кризис (ГЭК) уже почти никем не отрицается и признан ООН. Биб­лейский же Армагеддон, предвидимый мудреца­ми во все времена как наказание за нарушение "божеских заповедей", а на современном языке -экологических законов и геохимических кругово­ротов, может стать реальностью уже в ближай­шие 30-40 лет. Медоузами он именуется "коллап­сом цивилизации", который, по их мнению, насту­пит не позже середины следующего века.

Хуже всего то, что наука не может предска­зать - когда в каждом конкретном районе и для каждого конкретного организма будет достигнут критический предел ЭЭО, за которым начнется лавинно-необратимая мутация геномов. Но то, что мы неотвратимо и быстро приближаемся к нему - это неоспоримый факт.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант 97-05-65545).

ЛИТЕРАТУРА

  1. Будыко М.И., Израэлъ Ю.А., Маккракен М.С., Хект АД. Предстоящие изменения климата. Л.: Гидрометеоиздат, 1991.

  2. Борзенкова И.И. Изменение климата в кайнозое. СПб., 1992.




  1. Zubakov VA., Borzenkova I.I. Global paleoclimate of the Late Cenozoic. Amsterdam, Elsevier, 1990.

  2. Будыко М.И., Ефимова Н.А., Пугина KM. Совре­менное глобальное потепление // Метеорология и гидрология. 1993. № 7.

  3. Зубаков В.А. Глобальные климатические события неогена. Л.: Гидрометеоиздат, 1990.

  4. Монин А.С. История Земли. М.: Наука, 1977.

  5. Ушаков С.А., Ясаманов Н.А. Дрейф материков и климаты Земли. М.: Мысль, 1984.

  6. Красилов В.А., Зубаков В.А., Ремизовский В.И., Шулъдинер В.И. Экостратиграфия. Владивосток: Наука, 1985.

  7. Вернадский В.И. Научная мысль как планетное яв­ление. М.: Наука, 1991.




  1. Зубаков В.А. XXI век. Сценарии будущего. СПб., 1995.

  2. Сорохтин ОТ., Ушаков С.А. Глобальная эволю­ция Земли. М.: МГУ, 1991.

  3. Чумаков Н.М. Докембрийские тиллиты и тиллои-ды. М.: Наука, 1978.

  4. Джон Б. Зимы нашей планеты. М.: Мир, 1982.

  5. Williams G.E. Late Precambnan glacial climate and the earth's obliquity // Geol. Mag. 1975. V. 112.

  6. Будыко М.И., РоновА.Б., Яншин АЛ. История ат­мосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.

  7. Будыко М.И. Эволюция биосферы. Л.: Гидрометео­издат, 1987.

  8. Довгуша В.В., Тихонов М.Н. Нет войнам! //Жизнь и безопасность. 1996. № 4.

  9. Довгуша В.В., Кудрин И.Д., Новиков B.C. и др. Общество и техногенная среда обитания // Жизнь и безопасность. 1997. № 1.

  10. Левин ЮМ. Проблемы клинической методологии и эндоэкологии. Москва-Сочи, 1997.

  11. Кива А.В. Криминальная революция: вымысел или реальность? // Общественные науки и совре­менность. 1999. № 3.

ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК том 71 № 2 2001