Цивилизацию можно спасти

Только новые знания и обновленная психологическая энергия дадут человечеству шанс вживаться в окружающую среду и стать ее органической частью…

Вопросы ресурсообеспечения текущей фазы цивилизации. Актуальность этой темы стремительно нарастает и постепенно трансформируется в острую эколого-политическую проблему. Эта острота, в свою очередь, развивается по двум основным направлениям, общую основу которых задает все более увеличивающаяся энергоемкость природных и техногенных процессов.

Естественно, что с возрастанием функциональной энергоемкости на Земле множится количество и разнообразится качество новых природных и социальных явлений. В прошлом номере речь шла о проблемах энергообеспечения, о нефтяных столкновениях и о проблемах водоснабжения.

Мировая деградация почв

По разным оценкам выясняется, что через 50 лет продуктивность поливных земель будет утеряна на пятьдесят и более процентов. Надо также подчеркнуть, что ирригационные процессы являются одним из основных факторов разрушения почв. Этот вид антропогенного воздействия способствует по существу Мировой деградации почв. В конечном итоге образуются почвы со светлыми кислыми деградированными, обезжелезненными горизонтами. Идет интенсивное глееообразование за счет кислотного гидролиза в анаэробной среде в условиях застойно-проливного режима по существу на всех: кислых, нейтральных, выщелоченных, рыхлых породах в связи с переуплотнением почв, орошением, дренажем и др. (Зайдельман, 2007).

Кратко освещая вопросы перспектив водопотребления, обратимся к работе (Подземные воды…, 2007, с. 397-398), при этом дадим некоторую детализацию для возможного практического учитывания в водопотреблении Сибирского региона:

«Рост извлечения подземных вод возможен вследствие:

— общего роста потребностей в воде на городское и сельское водоснабжение;

— использование водоносных горизонтов, как эффективного средства для снижения дефицита поверхностных вод в период засух;

— прогрессивного использования принципа «платит пользователь», что будет препятствовать реализации крупных проектов использования поверхностных вод, финансируемых за счет общественных денег, но которые экономически невыгодны.

Снижение отбора подземных вод возможно вследствие:

— негативного экономического влияния, связанного с понижением уровня воды, вызванного чрезмерным извлечением вод;

— загрязнения основных водоносных горизонтов, вызванного текущей сельскохозяйственной деятельностью и расширением урбанизации территорий».

Следует также принять во внимание и тот факт, что около половины населения мира живет в городах, в которых особенно сильно активны техногенные причины нарушения грунтов и естественного гидрорежима на городских и прилежащих территориях; при этом в качестве основных процессов разрушения отметим:

— прогрессирующее затопление всех техногенных сооружений, при этом развивается сырость, грибковые образования, комары и пр., как следствие, осложняются ремонтные и эксплуатационные работы систем водо-, электро-, газоснабжения, причем ускоряются коррозионные процессы;

— снижение прочностных свойств обводненных грунтов, в разы усиливаются и ускоряются деформационные процессы: карст, оползни, провалы, суффозии и др.;

— возрастание на 1–2 балла сейсмичности городских агломераций, в отдельных участках до 3 баллов, что требует увеличения сейсмостойкости всех городских сооружений (особенно для «миллионников») и наращивает вероятность аварийности, заболачиванию и другим сопутствующим явлениям.

Но, конечно, основным механизмом антропогенного воздействия на подземные воды является сельскохозяйственная деятельность (ирригация, дренаж), которая воздействует не только на ресурсные показатели, но и на качество вод:

— вариации ресурсных объемов подземных вод вертикальными и горизонтальными дренажными сооружениями;

— привнесение в водоносные горизонты поверхностных соленых вод, особенно важное для Кулундинских и Барабинских степей, и широкое использование органических и неорганических удобрений и пестицидов, что сильно модифицирует химический состав вод;

— привнесение в водоносные горизонты загрязнений с полей во время поливов (сточные воды, водоемы животноводческих ферм, птичников и т. п.).

Итак, несмотря на кажущийся процесс подпитывания ресурсов подземных вод на орошаемых территориях основным результатом является крупномасштабное загрязнение на больших территориях. Такое вмешательство в качественный состав подземных вод (соединения азота, железа, пестициды, фекалии) резко снижает потребительские возможности вод и повышают риски локальных и эпидемиологических заболеваний широкого профиля.

Перед гидрохимиками Сибири в ближайшем будущем сформируется острая проблема картирования водных экосистем по интенсивности их загрязненности, а следовательно, и санитарной пригодности воды в озерах и реках

Относительно воздействий гидротехнических сооружений следует отметить:

— интенсивные процессы переработки и абразии берегов, заболачивание, засоление земель, как основная причина снижения продуктивности сельхозугодий;

— подтопление и затопление прилегающих территорий в зависимости от вариации количества осадков и сезонных колебаний уровня водохранилищ;

— образуются новые водоносные горизонты, возникают и распространяются на сотни километров высокие уровни и напоры подземных вод (например, подъемы грунтовых вод Кулундинской и Барабинской степей в Западной Сибири);

Рассматривая в целом судьбу подземных вод, следует подчеркнуть ее большое разнообразие в зависимости от природных качеств территорий, и особенно от видов и интенсивности антропогенной деятельности. Рассматривая ресурсно-экологические интересы Сибирского региона, коснемся такого «узкого» вопроса, как интенсивность антропогенного загрязнения поверхностных водных экосистем. Воспользуемся информационными возможностями классификации Е. П. Янина (2002). Им предложена шкала оценок загрязнения озер и рек по интенсивности концентрации химических элементов в донных отложениях. По коэффициентам суммарных величин загрязнения (ZC) устанавливается ранжировка:

ZC < 10 — технослабый уровень — санитарно-документный,

10 ≤ ZC < 30 — техносредний уровень — санитарно-умеренный,

30 ≤ ZC < 100 — техновысокий уровень — санитарно-опасный,

100 ≤ ZC < 300 — очень высокий уровень — очень опасный,

ZC > 10 — чрезвычайно высокий уровень — недопустимый.

Таким образом, перед гидрохимиками Сибири в ближайшем будущем сформируется острая проблема картирования водных экосистем по интенсивности их загрязненности, а следовательно, и санитарной пригодности воды в озерах и реках. Общеизвестно, что синхронным показателем уровня загрязнения рек и озер является размножение зоопланктона. Датчиком для количественной оценки загрязнения воды является зольность планктона (х), которая находится в прямой линейной связи с содержанием в ней концентрации как всей группы элементов-гидролизаторов, так и редкоземельных элементов. И уже выявлено, что для континентального планктона Сибири содержание элементов (у) высоко коррелирует (R=0.82–0.74) с величиной зольности проанализированных образцов, причем установлено (Леонова, 2007, с.8):

— для пресноводных водоемов Сибири у=0,0342х + 0,072 при 8< х <35;

— для соленых вод Алтайского края у=0,0155х + 0,882 при 28< х <54.

Кроме того, следует обострить постановку задачи об оперативной и надежной экологической оценке вод и атмосферы Сибири на основе планктонного мониторинга (Леонова, 2007, с.27-28):

«В связи с практически «мгновенным» откликом планктона на изменение химического состава, особенно в отношении растворенных (биодоступных) форм микроэлементов, он может быть рекомендован в качестве информативного биогеохимического индикатора загрязнения не только водной среды, но и отражать современное состояние (загрязнение) атмосферы над водоемом.…Обогащение континентального планктона тяжелыми металлами (Hg Cd, Pb, Zn, Cu), а также As и Sb следует принимать как отражение геохимической эволюции общего фона земной поверхности в настоящее время (антропогенный фактор».

Завершая данный раздел, сделаем вывод о том, что необходимо осуществить попытку выстроить систему наблюдательных средств для оперативной оценки состояния среды обитания самой жизнью. Именно планктон, жизненно реактивный и выносливый к резким изменениям экологических качеств среды, способен выявить ураганные экосистемы по убыванию жизненности и перейти людям к новым стратегиям действия.

В ключе общих оценок водных ресурсов нашей планеты следует кратко остановиться на общем водном балансе, в котором бы отразилась глобальная гидродинамика, т. е. влагооборотный режим (табл. 5).

Таблица 5. Общий водный баланс (по Израэль, Цыбань, 1989)

Единицы

поверхности

Атмосферные осадки

Испарение

км3/год

см/год

км3/год

см/год

Океаны

3,24·105

90

3,61·105

100

Континенты

0,99·105

67

0,62·105

42

Земная поверхность

4,23·105

83

4,23·105

83

Именно этот водный баланс, а также распределение атмосферных осадков по поверхности нашей Земли и ответственны по-настоящему за жизненные перспективы человечества, полностью зависящего от ВОЗДУХА, ВОДЫ, ПИЩИ.

Основной источник жизненной энергии

Биосфера как область проявления жизненных событий с максимальной изменчивостью (по В. И. Вернадскому) является сферой проявления биологических процессов, производящих все разнообразие живых существ. По некоторым оценкам, количество родственных совокупностей организмов, именуемых биологическими ВИДАМИ, более 10 млн. Общую совокупность этих видов и называют биосферным видовым разнообразием (Биосфера…, 1971).

На строительство каждого тела затрачивается энергия, информация и вещество. При этом, например, если общий вес биомассы суши составляет около 1018–1019 г, то ежегодная мобилизация массы вещества процессами биологического фотосинтеза достигает 1,5–5,5·1016 г. Естественно, что как поток живого вещества (пробегающего через сложную эволюционную сеть видового разнообразия), так и почвенный гумус улавливает и перераспределяет энергию Солнца по огромному организму биосферы Земли. Первоначальная аккумуляция осуществляется растительным фотосинтезом, при этом энергоемкость распределена таким образом:

— тундра и пустыня аккумулируют — 5 — 60 ккал·см2 / год,

— черноземная степь — 150 — 300 ккал·см2 / год,

— влажные субтропики — 600 — 1500 ккал·см2 / год,

— влажные тропики — 1500 — 3500 ккал·см2 / год.

Отсюда легко усмотреть, что субтропики и тропики представляют собой основной источник жизненной энергии, поскольку эти жизнеобеспечивающие территории в 12,8 раза более биоэнергоемкие, чем другие места жизнеобитания. Впечатляющей характеристикой биосферной машины представляется и весовая оценка мобилизации вещества:

— биомасса суши — n·1012 т,

— годичный фотосинтез — n·1010 т,

— годичный химический сток рек — 3·109 т

— годичный твердый сток рек — 1,6·1010 т.

Количественные данные иллюстрируют тот факт, что биологический поток вещества, движимый «жизненной силой», превосходит речные перемещения масс. Здесь же следует подчеркнуть решающую роль мощи жизненного процесса в регионах тропиков и субтропиков. Этот факт для Сибири может оказаться весьма существенным в том смысле, что с предполагаемым потеплением климата в Сибири вырастут и ее жизненные потенциалы во взаимодействии с Солнцем посредством подскока энергии фотосинтетических процессов на единицу площади.

Немного детализируем биосферную продуктивность фотосинтеза по всей дневной поверхности нашей планеты (табл. 6).

Таблица 6. Результативность фотосинтеза (по «Биосфера…», 1971)

Локализация

растений

Площадь

Годовая продукция фотосинтеза

Применение в пищу

(прямое или опосредованное)

млрд га

т/га

сумма млрд т

млн т

% от общего

Моря и океаны

36,1

9

325

32

0,01

Леса

4,4

8

36

7

0,02

Пашни

2,7

4

11

660

6

Луга, степи

3,1

2

6

2

0,03

Пустыни

4,7

0,01

0,05

Из таблицы легко усматривается общая картина распределения значений выделенных видов территорий для общечеловеческой потребительской корзины. Следует подчеркнуть и тревожный сигнал в отношении интенсивного роста общепланетного процесса опустынивания, который все обширнее захватывает биопроизводительные площади. Представляет интерес пример пищевого содержания потребительских корзин в сравнении между развитыми (например, США) и развивающимися (ЮВ Азия) странами. Рассмотрим суточный рацион в граммах на человека (табл. 7).

Таблица 7. Суточный рацион, в г/чел. (по «Биосфера…», 1971)

Продукты

США

ЮВ Азия

Продукты

США

ЮВ Азия

Зерновые

185

395

Мясо

270

30

Корнеплоды

135

155

Яйца

56

4

Сахар

115

30

Рыба

30

30

Стручковые

20

60

Молоко

850

56

Фрукты и овощи

505

125

Жиры и масло

56

7

ИТОГО:

3120

2070

Бросается в глаза высокое преимущество потребления белковых пищевых продуктов жителями США по сравнению с населением Юго-Восточной Азии. При этом считается, что белки животного происхождения (мясо, молоко) превосходят по биологическому значению белки растительного происхождения. С позиций нашей постановки задачи представляется важным ознакомить читателей с приблизительной мировой картиной количественного распределения общебиосферного видового разнообразия по различным территориям суши. Этот вопрос рассматривается («Биосфера…» 1971) в ключе оценки видового богатства растительного мира для ряда государств (табл. 8).

Таблица 8. Видовое разнообразие растительного мира (по «Биосфера…», 1971) 

Территории

Число видов

Число трав

% трав

Умеренные области

СССР

14704

12588

86

Франция

3924

3492

89

Германия

1117

947

85

Север США

2662

2089

78

Юг США

2666

1666

74

Норвегия

857

741

86

Швейцария

1899

1726

91

                                                                            Средний %

84,14

Тропические области

Центральная Африка

8577

3560

42

Индия

10454

4344

42

Цейлон

1793

670

37

Ява

3188

867

27

Малайский п-ов

3252

553

17

Долина Амазонки

2209

265

12

                                                                          Средний %

29,50

Мы уже отмечали особое значение тропических областей в плане аккумулятора жизненной энергии и накопления биомассы. Здесь же обращает на себя внимание почти трехкратное (в 2,85 раз) преимущество растительно-травяного видового разнообразия умеренных областей над тропическими. Учет этих характеристик биопроизводства имеющимися культурами ведения сельского хозяйства и определяет объем и содержание общечеловеческой потребительской корзины. А далее мы перейдем к последующим пунктам этого раздела и будем убеждаться в том, что:

«…социально-культурные силы искажают проявление эволюционных сил и адаптивных механизмов, которые действуют в остальной части животного царства». (Биосфера…, Р. Дюбос, 1971; стр. 73; ).

Проблемы видового разнообразия

Если серьезно говорить о стратегии выживания, то первое место в сценариях человеческих жизненных перспектив должна занимать охрана растительного и животного мира

«…Краткую историю развития атмосферы следовало бы довести до каждого школьника, каждого гражданина, так как она ярко показывает абсолютную зависимость человека от других организмов, населяющих среду, в которой он обитает». (Одум Ю. Основы экологии. 1975).

Если серьезно говорить о стратегии выживания, то первое место в сценариях человеческих жизненных перспектив должна занимать охрана растительного и животного мира. Важно глубоко осознать, что человечество представляет собой особый зоологический вид творчества производительной и информационной мощности эволюционирующей биосферы. И, как показывает современный аспект жизни людей, человек может прогрессивно развиваться при поддержке сотен тысяч видов растений и животных, как элемент общепланетной Волны Жизни. При этом также нельзя забывать, что жизнепроизводящие возможности биосферы весьма ограничены, и огромные техногенные процессы, развиваемые в «теле биосферы», не считаются с биосферной выносливостью по отношению к антропогенному произволу. И уже сейчас биосфера как общепланетный энергопреобразователь (превращение электромагнитной, кинетической энергии Солнца в потенциальную энергию живых существ) поставлена в обстановку разгрома прежде всего ее общих жизнепроизводящих закономерностей.

Без всяких ограничений мегасистемы техносферы нашей (человеческой) цивилизации уже интенсивно перестраивают и пересоставляют видовое содержание биосферы. Порождающая мощность технических процессов вытесняет имеющееся видовое разнообразие живых форм видовым разнообразием технических изделий, т. е. происходит замещение жизненных форм и энергий техническими формами и энергиями. Поговорим о прямых следствиях этого процесса замещения и снова обратимся к статистическим данным.

В длительно возникавших и устойчивых экосистемах биосферы повсеместно наступило новое поколение энергоемких скоростных технических процессов. Именно по этой причине в ХХI веке достигнут новый уровень поражения биологических видов — исчезновение около 150 за один год, при этом скорость техногенного подавления некоторых групп организмов превзошла в 10 тыс. раз скорость «природных наказаний» (пожары, потопы, сейсмика и др.).

Ежегодно на Земле погибает 27 тыс. видов растений и животных, т. е. уже через 60 лет биосферное разнообразие достигнет глобального полураспада.

Естественно, что технические процессы находятся в полном подчинении у потерявших жизненную ориентацию и достоинство людей. Где вы сейчас видели обувь с загнутыми носками, чтобы не срезать и не вредить траве? Комплексные биосферные экосистемы, как многокомпонентные и динамически устойчивые «жизненные машины» для десятков миллионов микро- и макробиологических видов, безжалостно и заносчиво разрушаются (даже ради развлечения). Например, поголовье стада бизонов в 15 млн особей в Великих равнинах США за десятилетку было сведено до одной (!) тысячи. Плохие судьбы выпали и на долю морских теплокровных, птиц, диких животных степей и лесов. Вырубки и пожоги лесов, в свою очередь, лишали жизни и среды обитания мириады живых существ.

В настоящее время с небольшими дискуссиями и уточнениями публикуются цифры следующего характера. В борьбе с природным разнообразием жизненных форм люди достигли «выдающихся» показателей: ежегодно на Земле погибает 27 тыс. видов растений и животных, т. е. уже через 60 лет биосферное разнообразие достигнет глобального полураспада. И это окажется более чем достаточно, чтобы начался процесс биосферного самообрушения. И в этой обстановке уже не будет иметь значения достигнутый мораторий на технический прогресс. Еще следует особо подчеркнуть биосферное значение «радиоактивного следа» технического прогресса в живонесущей биосфере (Глобальные проблемы …; Яблоков, 2001), который, в связи с переходом ряда стран на ядерную энергетику, будет становиться все более «судьбоносными» (в прямом смысле).

В феномене техногенной радиации человечество воздействует на гомеостатический природный радиогенный механизм биосферы и таким путем антропогенно корректирует эволюционный процесс

Приведем некоторые количественные характеристики по производству радионуклидов средним реактором типа ВВЭР / PWR на один Гигаватт выработанного им электричества: тритий — 1,5·1013 Бк; цезий-137 — 3,4·1010; барий-140 — 3,4·1010; кобальт-58 — 2,7·1010; кобальт-60 — 2,2·1010; цезий-134 — 2,2·1010; лантан-140 — 6,3·109; йод-131 — 5,2·109; хром-51 — 3,7·109; марганец-54 — 2,5·109; а также и других 22 радиоактивных изотопа.

Рассматривая процесс наращивания техногенной, очень необычной радиации (многие из искусственно полученных радиоизотопов в природе либо отсутствуют, либо имеются в незначительных дозах), следуют особо подчеркнуть факт того, что техногенная радиация будет воздействовать на биосферу десятки и сотни тысяч и миллионы лет. То есть, в феномене техногенной радиации человечество воздействует на гомеостатический природный радиогенный механизм биосферы и таким путем антропогенно корректирует эволюционный процесс. Антропогенный контроль оказался простертым на полный жизненный цикл с помощью «технических посланцев» в будущие проявления жизненных форм:

  • америций-241 (с периодом полураспада 423, а период практического распада более 4 тыс. лет);
  • радиоуглерод-14 (5730 лет и более 57 тыс. лет);
  • плутоний-240 (6537 лет и 65 тыс. лет);
  • америций-243 (7370 лет и 73 тыс. лет);
  • плутоний-239 (24 тыс. лет и 240 тыс. лет);
  • технеций-99 (213 тыс. лет и более 2 млн лет);
  • плутоний-242 (370 тыс. лет и 3,7 млн лет);
  • нептуний-237 (2,1 млн лет и 21 млн лет);
  • йод-129 (17 млн лет и 170 млн лет).

Естественно, что эти засланные в будущие дополнительные процессы радиоактивного распада являются своеобразными «агентами влияния» на огромных интервалах времени в недрах жизненных процессов Земли. Подкорректированная таким образом наземная среда обитания (как некоторые успокоительно заявляют, что «всего лишь на 1 % от природного масштаба радиоактивности») характеризуется довольно отчетливой локальностью т. е. экстремально высокими концентрациями в отдельных местах. Поэтому не удивительно (примеры аварий на АЭС), что в некоторых местах искусственная радиоактивность превышает природную в тысячи раз (например, Чернобыль). Масса техногенных радионуклидов интенсивно и с ускорением наращивается, поскольку растет количество и разнообразие реакторов. Плутоний (одно из самых опасных веществ на Земле) нарабатывается по двум сценариям: 1) к 2000 г. все АЭС мира произвели 1139 т; 2) оружейного плутония наработано 250 т.

Решение энергетиков мира перейти на экологически чистые АЭС весьма суровое, поскольку обогащение атмосферы изотопом криптон-85 приведет к лавинообразному возрастанию электропроводности атмосферы

Чуть коснемся сведений не демократического порядка, а именно отметим, что на АЭС «отчетливо приоритетно» вырабатывается криптон-85 (375 Ku на 1 МВт.) (Легасов и др., 1984). Этот элемент подвижен, плохо фильтруется и накапливается в атмосфере. Так, к началу 3-го тысячелетия содержание криптона-85 выросло в несколько млн раз (!) по отношению к доядерному периоду. Решение энергетиков мира перейти на экологически чистые АЭС весьма суровое, поскольку обогащение атмосферы изотопом криптон-85 приведет к лавинообразному возрастанию электропроводности атмосферы. Вслед этому возрастанию пойдут геофизические модификации геолого-геофизической среды:

— уменьшение электрозаряда поверхности земли; необычные вариации геомагнитного поля;

— падение электросопротивления между атмосферой и океаном, ионосферой; развитие интенсивных гроз, изменение влагооборота, рост числа и энергоемкости смерчей и торнадо (Легасов и др., 1984). Кроме того, касаясь жизненных форм, сейчас каждый наш вдох содержит криптон-85. Будучи тепличным газом, этот элемент участвует в общем преобразовании климатической машины, да и в целом, криптон-85 еще заявит о себе!

Но экономическая атака осуществляется повсеместно и для всех сред обитания живых существ. Снова напомним о прибрежных водах и живущих там видах. Уже выявлено, что с конца Второй мировой войны разразилось бедствие над коралловыми рифами, количество которых убыло более чем в 2 раза. Эти весьма красочные и богатые по видовому разнообразию экосистемы с ускорением деградируют, причем, по оценкам (Израэль, Цыбань, 1989), 10 % уже необратимо погибло; 30% находится в критическом состоянии (с периодом полужизни 5–10 лет); другие 30% могут протянуть около 30 лет. И лишь около 30% удаленных от освоенных человеком прибрежных зон продолжают свое естественное существование.

Поделиться с друзьями

Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс

Опубликовано в    Автор:
Рубрики: Красноярская версия | Ключевые слова: , | Написать комментарий

Ответить

Обязательные поля помечены *


Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.