Страница:
История бутылочной почты, использующей морские течения, началась, по-видимому, в 1560 году, когда какой-то неграмотный английский лодочник обнаружил на берегу запечатанную бутылку. Местный судья прочел содержащееся в ней сообщение, оказавшееся секретным: о том, что датчане захватили остров Новую Землю, принадлежавший России. С тех пор английская королева Елизавета учредила специальную должность «открывателя бутылок», в адрес которого надлежало отправлять запечатанными все бутылки, найденные в море или на берегу. Нарушившего указ ожидала смертная казнь. Правда, трудно сказать, использовались ли такие находки для изучения океанических течений.
В XVII веке появились первые карты, на которых были отмечены фрагменты течений, отражающие немногие фактические сведения и значительную долю фантазии составителей. Только в 1770 году была создана достаточно точная карта Гольфстрима. Ее автором был ученый и главный почтмейстер британских колоний Б. Франклин. Он выяснил, что американские китобои и торговые моряки проходили от Англии до Нового Света на две недели быстрее, чем британские почтовые пакетботы. Почему? Франклин, расспросив моряков, выяснил: американские капитаны по пути в Англию используют мощное океанское течение, а возвращаются, держа курс в стороне от него.
В XIX веке немецкий географ А. Гумбольдт, английские моряки-исследователи Дж. Ренкелл и М. Мори приступили к сбору и систематизации сведений о течениях Мирового океана. Первую обобщенную карту составил М. Мори. С середины XIX века, согласно международному соглашению, была организована единая система наблюдений за движениями атмосферных и водных потоков в Мировом океане.
Наиболее основательную научную экспедицию с этими целями организовало Британское морское ведомство на корабле «Челленджер» (1872—1876). Отчет составил 50 объемистых томов. Один из ученых, проводивший эти работы Дж. Меррей, в начале XX века составил океанографическую сводку, в которой отметил все основные горизонтальные и вертикальные, холодные и теплые течения Мирового океана.
Подобные исследования имели не только теоретический интерес. Правда, окончилась эра парусников, непосредственно зависящих от воздушных и водных течений. Для навигационных целей уже, казалось бы, перестали иметь существенное значение прихотливые потоки морских вод. Однако в 1912 году прозвучало грозное предупреждение: гигантский пароход «Титаник» затонул, столкнувшись с плавучей ледяной горой — айсбергом, принесенным в эту область Атлантики морскими течениями.
Кроме того, выяснилось, что по границам теплых и холодных вод находятся наиболее богатые планктоном акватории с обилием рыб, птиц и морского зверя. А динамика этих потоков оказывает влияние на климат прибрежных территорий. Во второй половине XX века наиболее остро встал вопрос о загрязнении вод Мирового океана. И вновь в этой связи важное значение приобрели знания морских течений. Не исключено, что в ближайшем будущем с помощью этих течений будет осуществлена транспортировка айсбергов из арктических и антарктических акваторий к берегам тех стран, которые испытывают острый дефицит в пресной воде.
За последние десятилетия интерес к течениям мирового океана подстегивается глобальным потеплением климата Оно вызвано истреблением лесов и сжиганием горючих полезных ископаемых. В результате увеличивается содержание в атмосфере углекислого газа, который задерживает длинноволновое тепловое излучение земной поверхности, отражающей солнечные лучи, создавая так называемый парниковый эффект. Динамика океанических течений сказывается на движении и температуре воздушных масс, на климатических изменениях в конкретных регионах. Эта научная задача еще далека от своего решения.
Столь же важна, интересна и мало изучена проблема образования вихревых атмосферных потоков (тропических циклонов, тайфунов). Вполне возможно, что они связаны с динамикой океанических потоков.
Морские течения не имеют постоянных русел. Они не только «блуждают», смещаясь от года к году на сотни километров, но и разветвляются. Отдельные струи образуют огромные завихрения, которые могут вовсе отделяться от основного потока.
Кроме того, были открыты мощные движения вод Мирового океана, находящиеся на глубинах в десятки и сотни метров, а направленные противоположно поверхностным течениям. Они получили название противотечений. Обычно с ними связано интересное явление, получившее название апвеллинг (от англ. «ап» — вверх, «велл» — хлынуть) — подъем холодных вод с глубины.
Апвеллинг в небольших масштабах можно наблюдать в любом море, когда нагретые приповерхностные слои сгоняются устойчивым ветром, дующим с суши, а на их место поднимаются более холодные слои. Когда в этот процесс вовлекаются холодные течения и апвеллинг продолжается достаточно долго, это вызывает приток с глубины к поверхности кислорода (холодная вода насыщена больше, чем теплая) и питательных солей. Здесь активизируется жизнь и скапливается много промысловых рыб, а также тюленей и птиц, которые гнездятся на островах, прибрежных скалах.
Но как только апвеллинг ослабевает или холодное течение отклоняется в сторону открытого моря, начинается массовый мор рыбы и меняются погодные условия на прибрежных территориях. Так, холодное Перуанское течение, омывающее берега западной окраины Южной Америки, порой уступает место ответвлению теплого Экваториального течения (эта ветвь называется Эль-Ниньо).
Обычно оно не проникает южнее 1—3° ю.ш. Но в некоторые годы его теплые потоки внедряются далеко на юг, примерно на 10—13°. Тогда температура воздуха у берегов Эквадора и Перу повышается в среднем на 3—5°C. Теплый воздух с моря, насыщенный влагой, вызывает в предгорьях Анд сильные тропические ливни, наносящие урон сельскому хозяйству.
Уменьшение в морской воде содержания кислорода вызывает массовую гибель рыб, а за ними и птиц. Местное население лишается урожая, рыбы и доходов от добычи гуано — ценного удобрения из птичьего помета. От обилия гниющей рыбы вода насыщается сероводородом, который разрушает подводную часть судов и портовых сооружений.
До сих пор океанские течения таят, в себе немало загадок. Важное значение имеет познание взаимодействия общей циркуляции атмосферы и Мирового океана в связи с общим изменением климата на планете. Не менее важны более конкретные исследования динамики воздуха и воды в отдельных регионах. Нет еще полной ясности даже в том, какие силы, помимо ротационных (связанных с вращением Земли) и солнечной энергии вызывают глобальную динамику гидросферы.
Открытие океанских и воздушных течений Земли продолжается
МАТЕРИКИ — АЙСБЕРГИ ИЛИ АМЕБЫ?
БИОСФЕРА
ГОРИЗОНТЫ КОСМОГЕОГРАФИИ
В XVII веке появились первые карты, на которых были отмечены фрагменты течений, отражающие немногие фактические сведения и значительную долю фантазии составителей. Только в 1770 году была создана достаточно точная карта Гольфстрима. Ее автором был ученый и главный почтмейстер британских колоний Б. Франклин. Он выяснил, что американские китобои и торговые моряки проходили от Англии до Нового Света на две недели быстрее, чем британские почтовые пакетботы. Почему? Франклин, расспросив моряков, выяснил: американские капитаны по пути в Англию используют мощное океанское течение, а возвращаются, держа курс в стороне от него.
В XIX веке немецкий географ А. Гумбольдт, английские моряки-исследователи Дж. Ренкелл и М. Мори приступили к сбору и систематизации сведений о течениях Мирового океана. Первую обобщенную карту составил М. Мори. С середины XIX века, согласно международному соглашению, была организована единая система наблюдений за движениями атмосферных и водных потоков в Мировом океане.
Наиболее основательную научную экспедицию с этими целями организовало Британское морское ведомство на корабле «Челленджер» (1872—1876). Отчет составил 50 объемистых томов. Один из ученых, проводивший эти работы Дж. Меррей, в начале XX века составил океанографическую сводку, в которой отметил все основные горизонтальные и вертикальные, холодные и теплые течения Мирового океана.
Подобные исследования имели не только теоретический интерес. Правда, окончилась эра парусников, непосредственно зависящих от воздушных и водных течений. Для навигационных целей уже, казалось бы, перестали иметь существенное значение прихотливые потоки морских вод. Однако в 1912 году прозвучало грозное предупреждение: гигантский пароход «Титаник» затонул, столкнувшись с плавучей ледяной горой — айсбергом, принесенным в эту область Атлантики морскими течениями.
Кроме того, выяснилось, что по границам теплых и холодных вод находятся наиболее богатые планктоном акватории с обилием рыб, птиц и морского зверя. А динамика этих потоков оказывает влияние на климат прибрежных территорий. Во второй половине XX века наиболее остро встал вопрос о загрязнении вод Мирового океана. И вновь в этой связи важное значение приобрели знания морских течений. Не исключено, что в ближайшем будущем с помощью этих течений будет осуществлена транспортировка айсбергов из арктических и антарктических акваторий к берегам тех стран, которые испытывают острый дефицит в пресной воде.
За последние десятилетия интерес к течениям мирового океана подстегивается глобальным потеплением климата Оно вызвано истреблением лесов и сжиганием горючих полезных ископаемых. В результате увеличивается содержание в атмосфере углекислого газа, который задерживает длинноволновое тепловое излучение земной поверхности, отражающей солнечные лучи, создавая так называемый парниковый эффект. Динамика океанических течений сказывается на движении и температуре воздушных масс, на климатических изменениях в конкретных регионах. Эта научная задача еще далека от своего решения.
Столь же важна, интересна и мало изучена проблема образования вихревых атмосферных потоков (тропических циклонов, тайфунов). Вполне возможно, что они связаны с динамикой океанических потоков.
Морские течения не имеют постоянных русел. Они не только «блуждают», смещаясь от года к году на сотни километров, но и разветвляются. Отдельные струи образуют огромные завихрения, которые могут вовсе отделяться от основного потока.
Кроме того, были открыты мощные движения вод Мирового океана, находящиеся на глубинах в десятки и сотни метров, а направленные противоположно поверхностным течениям. Они получили название противотечений. Обычно с ними связано интересное явление, получившее название апвеллинг (от англ. «ап» — вверх, «велл» — хлынуть) — подъем холодных вод с глубины.
Апвеллинг в небольших масштабах можно наблюдать в любом море, когда нагретые приповерхностные слои сгоняются устойчивым ветром, дующим с суши, а на их место поднимаются более холодные слои. Когда в этот процесс вовлекаются холодные течения и апвеллинг продолжается достаточно долго, это вызывает приток с глубины к поверхности кислорода (холодная вода насыщена больше, чем теплая) и питательных солей. Здесь активизируется жизнь и скапливается много промысловых рыб, а также тюленей и птиц, которые гнездятся на островах, прибрежных скалах.
Но как только апвеллинг ослабевает или холодное течение отклоняется в сторону открытого моря, начинается массовый мор рыбы и меняются погодные условия на прибрежных территориях. Так, холодное Перуанское течение, омывающее берега западной окраины Южной Америки, порой уступает место ответвлению теплого Экваториального течения (эта ветвь называется Эль-Ниньо).
Обычно оно не проникает южнее 1—3° ю.ш. Но в некоторые годы его теплые потоки внедряются далеко на юг, примерно на 10—13°. Тогда температура воздуха у берегов Эквадора и Перу повышается в среднем на 3—5°C. Теплый воздух с моря, насыщенный влагой, вызывает в предгорьях Анд сильные тропические ливни, наносящие урон сельскому хозяйству.
Уменьшение в морской воде содержания кислорода вызывает массовую гибель рыб, а за ними и птиц. Местное население лишается урожая, рыбы и доходов от добычи гуано — ценного удобрения из птичьего помета. От обилия гниющей рыбы вода насыщается сероводородом, который разрушает подводную часть судов и портовых сооружений.
До сих пор океанские течения таят, в себе немало загадок. Важное значение имеет познание взаимодействия общей циркуляции атмосферы и Мирового океана в связи с общим изменением климата на планете. Не менее важны более конкретные исследования динамики воздуха и воды в отдельных регионах. Нет еще полной ясности даже в том, какие силы, помимо ротационных (связанных с вращением Земли) и солнечной энергии вызывают глобальную динамику гидросферы.
Открытие океанских и воздушных течений Земли продолжается
МАТЕРИКИ — АЙСБЕРГИ ИЛИ АМЕБЫ?
Среди глобальных географических закономерностей одна с давних пор привлекает внимание исследователей. При взгляде на глобус видно, что западный и восточный берега Атлантического океана в общих чертах сходны между собой. В частности, восточное побережье Южной Америки почти в точности соответствует западному побережью Африки, как будто они некогда составляли единое целое и со временем «разъехались» в разные стороны.
Эту закономерность еще в 1668 году отметил в своей книге французский просвещенный монах Плассе. Он решил, что раскол некогда единого континента надвое и образование на месте разрыва Атлантического океана произошли в результате всемирного потопа и сопутствующих ему катастроф. Через два столетия эту идею, но уже с геологических позиций, высказал французский ученый Снидер, а основатель современной геологии Чарлз Лайель упомянул о гипотезе разрыва и перемещения материков, хотя и не придал ей большого значения.
В начале XX века вышли одно за другим три издания монографии немецкого геофизика Альфреда Вегенера «Происхождение материков и океанов» (третье издание 1922 года было переведено на русский язык). Это уже было обоснованием оригинальной научной теории, объясняющей целый ряд географических закономерностей. Вслед за итальянским ученым Ф. Сакко он пришел к заключению, что все материки некогда составляли единое целое, позже расколовшись на несколько частей (чем и объясняется их клиновидная форма). В отличие от своих предшественников, Вегенер привлек для обоснования своей теории обширный геологический и географический материал. Его идеи дополнил преимущественно с позиций палеографии замечательный русский естествоиспытатель Б.Л. Личков, друг В.И. Вернадского, в работе «Движение материков и климаты прошлого Земли» (1935).
Действительно, по данным палеонтологии и палеогеографии, Южная Америка, Африка, Индийский полуостров, Австралия и Антарктида более ста миллионов лет назад составляли единый континент. От него были, судя по всему, отделены Северная Америка и почти вся Евразия. Последствия такого разделения сказались, в частности, на растительном и животном мире этих регионов.
Кроме того, получала объяснение глобальная закономерность в расположении главнейших горных поясов, которые подчеркивают, вроде бы, направление перемещения материков: Анды и Кордильеры Америки, а также широтная полоса от Пиренеев через Кавказ и до Гималаев включительно, пересекающая южную часть Евразии. Хотя при всей привлекательности самой идеи оставалось совершенно непонятно, какие силы могли бы перемещать континенты. Кроме того, сходство очертаний берегов, скажем, Атлантического океана, еще не является свидетельством их обязательного раздвижения. Ведь и у Каспийского моря сходны западный и восточный берега, но ведь никто не считает, что оно возникло в результате разрыва земной коры.
После взлета популярности теории Вегенера настала пора скептического к ней отношения. Сам автор погиб в 1930 году в Гренландии, где он проводил геофизические исследования. В день своего пятидесятилетия он отправился в рискованный переход с базы в центре острова к западному побережью и пропал без вести.
Следующая волна популярности идеи перемещения гигантских частей земной коры и объяснения некоторых глобальных географических закономерностей пришлась на вторую половину XX века. В результате исследований рельефа и строения дна Мирового океана выяснилось, что оно представляет собой подобие двухслойной плиты, которая покоится на более пластичном, тектонически ослабленном слое астеносферы. Ее рассекают на части зоны так называемых рифтов — разломов земной коры, по которым нередко проходят вулканические извержения и где находятся сейсмически активные полосы.
В результате некоторые геофизики постарались по-новому объяснить характер и причины горизонтального перемещения плит земной коры, которые то расходятся, то сталкиваются между собой, подобно ледяным полям в полярных морях. Так возникла гипотеза (или, как часто считается, теория), получившая название глобальной тектоники плит.
У нее имеются свои достоинства, но есть и немало существенных, а то и принципиальных недостатков. Она чрезвычайно просто объясняет существование глобальных зон растяжения (рифты) и сжатия (горные массивы) земной коры. Однако для обоснования механизма движения геоплит пришлось придумать круговороты, якобы существующие в сверхплотной мантии планеты. А ведь гипотеза, опирающаяся на гипотезу, вдвойне сомнительна.
Но самое главное даже не в этом. Еще Чарлз Лайель доказал, что на континентах преобладают вертикальные движения, в результате которых возникают и пропадают впадины морей и горные системы, происходит накопление осадочных толщ и разрушение возвышенностей — основы жизни земной поверхности.
Не учитывает глобальная плитотектоника и принципиальное отличие в химическом строении, структуре и динамике земной коры континентального и океанического типов (на этом основывал свою теорию Вегенер!), а также устойчивое существование впадины Тихого океана, окруженной полосой вулканов и сейсмических зон…
Короче говоря, в геологическом и географическом отношении глобальная плитотектоника значительно уступает теории Вегенера, согласно которой перемещаются только континенты. Но важен сам факт открытия удивительной закономерности в жизни нашей планеты: изменчивости соотношений океанов и континентов, подвижности лика Земли. Это — главное.
За последнюю четверть века выяснились некоторые дополнительные интереснейшие сведения. Оказалось, что в глубоководных впадинах, где согласно глобальной плитотектонике одна плита должна наползать на другую, находятся зоны растяжения. Здесь земная кора не сжимается, а растягивается, словно подминаясь под континент.
Рекордная по глубине Кольская сверхглубокая скважина, превысившая рубеж 12 км, показала, что на континенте отсутствует «плитчатое» строение земной коры, которое предполагается в плитотектонике. На глубине не происходит никаких принципиальных изменений с горными породами, они словно перемешиваются, а не сохраняют слоистую структуру.
Знаменательная географическая закономерность: крупные горные массивы и возвышенности располагаются параллельно линиям глубоководных желобов. Здесь же, на горах, возвышенностях и островных дугах находятся действующие вулканы. Создается впечатление, что по окраинам материков (но не по всем, а главным образом вокруг Тихого океана) — там, где находятся глубоководные впадины, каменные массы погружаются в недра, где проходят подземную переплавку и изливаются в виде вулканической лавы (там, где — уже главным образом на суше — имеются действующие вулканы). А в понижения с материка постоянно сносится могучими силами эрозии огромное количество осадков.
Получается своеобразный круговорот каменных масс (литосферы), благодаря которому вновь и вновь обновляется континентальная земная кора. Вот почему она принципиально отличается от «плитчатой» океанической!
Существуют и другие доказательства существования круговоротов литосферы. Их теория еще только разрабатывается, хотя сама по себе идея высказывалась давно. Согласно этой концепции, материки способны самостоятельно перемещаться по слою астеносферы, подобно чудовищным амебам. (Тем, кому такая идея покажется фантастической, могу рекомендовать познакомиться с моими книгами «Подвижная земная твердь», 1976, и «Каменная летопись Земли», 1983.)
Наша родная обитаемая планета до сих пор остается для нас, ее беспокойных обитателей, загадочной. И не в каких-то деталях ее строения, а именно в глобальных чертах, в тех особенностях, которые отличают ее от всех известных нам небесных тел. Сюда относится прежде всего форма, строение, динамика и взаимные соотношения континентов и океанов. В XXI веке придется во многом заново решать эти проблемы, постигая таинственную жизнь Земли, которая наделена изменчивым ликом, своеобразной «геомимикой», смысл и значение которой еще предстоит постичь.
Эту закономерность еще в 1668 году отметил в своей книге французский просвещенный монах Плассе. Он решил, что раскол некогда единого континента надвое и образование на месте разрыва Атлантического океана произошли в результате всемирного потопа и сопутствующих ему катастроф. Через два столетия эту идею, но уже с геологических позиций, высказал французский ученый Снидер, а основатель современной геологии Чарлз Лайель упомянул о гипотезе разрыва и перемещения материков, хотя и не придал ей большого значения.
В начале XX века вышли одно за другим три издания монографии немецкого геофизика Альфреда Вегенера «Происхождение материков и океанов» (третье издание 1922 года было переведено на русский язык). Это уже было обоснованием оригинальной научной теории, объясняющей целый ряд географических закономерностей. Вслед за итальянским ученым Ф. Сакко он пришел к заключению, что все материки некогда составляли единое целое, позже расколовшись на несколько частей (чем и объясняется их клиновидная форма). В отличие от своих предшественников, Вегенер привлек для обоснования своей теории обширный геологический и географический материал. Его идеи дополнил преимущественно с позиций палеографии замечательный русский естествоиспытатель Б.Л. Личков, друг В.И. Вернадского, в работе «Движение материков и климаты прошлого Земли» (1935).
Действительно, по данным палеонтологии и палеогеографии, Южная Америка, Африка, Индийский полуостров, Австралия и Антарктида более ста миллионов лет назад составляли единый континент. От него были, судя по всему, отделены Северная Америка и почти вся Евразия. Последствия такого разделения сказались, в частности, на растительном и животном мире этих регионов.
Кроме того, получала объяснение глобальная закономерность в расположении главнейших горных поясов, которые подчеркивают, вроде бы, направление перемещения материков: Анды и Кордильеры Америки, а также широтная полоса от Пиренеев через Кавказ и до Гималаев включительно, пересекающая южную часть Евразии. Хотя при всей привлекательности самой идеи оставалось совершенно непонятно, какие силы могли бы перемещать континенты. Кроме того, сходство очертаний берегов, скажем, Атлантического океана, еще не является свидетельством их обязательного раздвижения. Ведь и у Каспийского моря сходны западный и восточный берега, но ведь никто не считает, что оно возникло в результате разрыва земной коры.
После взлета популярности теории Вегенера настала пора скептического к ней отношения. Сам автор погиб в 1930 году в Гренландии, где он проводил геофизические исследования. В день своего пятидесятилетия он отправился в рискованный переход с базы в центре острова к западному побережью и пропал без вести.
Следующая волна популярности идеи перемещения гигантских частей земной коры и объяснения некоторых глобальных географических закономерностей пришлась на вторую половину XX века. В результате исследований рельефа и строения дна Мирового океана выяснилось, что оно представляет собой подобие двухслойной плиты, которая покоится на более пластичном, тектонически ослабленном слое астеносферы. Ее рассекают на части зоны так называемых рифтов — разломов земной коры, по которым нередко проходят вулканические извержения и где находятся сейсмически активные полосы.
В результате некоторые геофизики постарались по-новому объяснить характер и причины горизонтального перемещения плит земной коры, которые то расходятся, то сталкиваются между собой, подобно ледяным полям в полярных морях. Так возникла гипотеза (или, как часто считается, теория), получившая название глобальной тектоники плит.
У нее имеются свои достоинства, но есть и немало существенных, а то и принципиальных недостатков. Она чрезвычайно просто объясняет существование глобальных зон растяжения (рифты) и сжатия (горные массивы) земной коры. Однако для обоснования механизма движения геоплит пришлось придумать круговороты, якобы существующие в сверхплотной мантии планеты. А ведь гипотеза, опирающаяся на гипотезу, вдвойне сомнительна.
Но самое главное даже не в этом. Еще Чарлз Лайель доказал, что на континентах преобладают вертикальные движения, в результате которых возникают и пропадают впадины морей и горные системы, происходит накопление осадочных толщ и разрушение возвышенностей — основы жизни земной поверхности.
Не учитывает глобальная плитотектоника и принципиальное отличие в химическом строении, структуре и динамике земной коры континентального и океанического типов (на этом основывал свою теорию Вегенер!), а также устойчивое существование впадины Тихого океана, окруженной полосой вулканов и сейсмических зон…
Короче говоря, в геологическом и географическом отношении глобальная плитотектоника значительно уступает теории Вегенера, согласно которой перемещаются только континенты. Но важен сам факт открытия удивительной закономерности в жизни нашей планеты: изменчивости соотношений океанов и континентов, подвижности лика Земли. Это — главное.
За последнюю четверть века выяснились некоторые дополнительные интереснейшие сведения. Оказалось, что в глубоководных впадинах, где согласно глобальной плитотектонике одна плита должна наползать на другую, находятся зоны растяжения. Здесь земная кора не сжимается, а растягивается, словно подминаясь под континент.
Рекордная по глубине Кольская сверхглубокая скважина, превысившая рубеж 12 км, показала, что на континенте отсутствует «плитчатое» строение земной коры, которое предполагается в плитотектонике. На глубине не происходит никаких принципиальных изменений с горными породами, они словно перемешиваются, а не сохраняют слоистую структуру.
Знаменательная географическая закономерность: крупные горные массивы и возвышенности располагаются параллельно линиям глубоководных желобов. Здесь же, на горах, возвышенностях и островных дугах находятся действующие вулканы. Создается впечатление, что по окраинам материков (но не по всем, а главным образом вокруг Тихого океана) — там, где находятся глубоководные впадины, каменные массы погружаются в недра, где проходят подземную переплавку и изливаются в виде вулканической лавы (там, где — уже главным образом на суше — имеются действующие вулканы). А в понижения с материка постоянно сносится могучими силами эрозии огромное количество осадков.
Получается своеобразный круговорот каменных масс (литосферы), благодаря которому вновь и вновь обновляется континентальная земная кора. Вот почему она принципиально отличается от «плитчатой» океанической!
Существуют и другие доказательства существования круговоротов литосферы. Их теория еще только разрабатывается, хотя сама по себе идея высказывалась давно. Согласно этой концепции, материки способны самостоятельно перемещаться по слою астеносферы, подобно чудовищным амебам. (Тем, кому такая идея покажется фантастической, могу рекомендовать познакомиться с моими книгами «Подвижная земная твердь», 1976, и «Каменная летопись Земли», 1983.)
Наша родная обитаемая планета до сих пор остается для нас, ее беспокойных обитателей, загадочной. И не в каких-то деталях ее строения, а именно в глобальных чертах, в тех особенностях, которые отличают ее от всех известных нам небесных тел. Сюда относится прежде всего форма, строение, динамика и взаимные соотношения континентов и океанов. В XXI веке придется во многом заново решать эти проблемы, постигая таинственную жизнь Земли, которая наделена изменчивым ликом, своеобразной «геомимикой», смысл и значение которой еще предстоит постичь.
БИОСФЕРА
В первой половине XX века география как наука землеописания столкнулась с неожиданной принципиальной трудностью: она стала терять объект своих исследований.
Делать новые открытия, описывая неведомые прежде земли и воды, стало практически невозможно. Все более или менее крупные территории и акватории нашей планеты были уже исследованы с географической точки зрения.
Что же в таком случае считать главным объектом современной географии? Или она исчерпала себя как единая дисциплина и превратилась в разрозненные конкретные науки о климате, реках, озерах, болотах, морях, рельефе и прочих природных земных объектах?
Такие вопросы вставали перед географами. К этому времени разделение и дробление наук зашло так далеко, что специалисты в смежных областях порой перестали понимать и интересоваться достижениями друг друга. Казалось, что единая география перестала существовать. Дополнительную сложность привнесло появление так называемой экологии человека, возникшей на основе биоэкологии и посвященной острой проблеме взаимодействия общества с окружающей средой.
Короче говоря, пришло время выяснить, что считать основным объектом географии XX века. И тут выяснилось, что к традиционной физической географии пришла пора добавлять химическую, изучающую распространение и динамику химических элементов и соединений в ландшафтах и в целом на планете. Возникла новая область знаний — геохимия, одними из основателей и разработчиками которой были замечательные отечественные ученые В.И. Вернадский и А.И. Ферсман. Она существенно дополнила комплекс наук о Земле.
Поиски географами своего объекта привели к ситуации казусной, если не сказать нелепой. Было предложено таковым объектом считать географическую оболочку. Столь странное понятие, ничего по сути не проясняя, давало лишь иллюзию объяснения, тавтологию: география изучает географическую оболочку, а географическая оболочка — это объект, изучаемый в географии. (Прямо по Чехову: «…какое правление в Турции? Известно какое… турецкое…») Что же это за такая особенная «землеописательная» оболочка? В чем ее основные особенности?
Сейчас, в начале XXI века, образованному человеку ясно, что речь идет о биосфере — среде жизни. Но полвека назад это понятие еще только входило в обиход естествоиспытателей. Один из крупнейших русских советских географов Л.С. Берг писал в 1943 году:
«Не приходится распространяться о том, что понятие биосферы имеет важнейшее значение для географа. К биосфере относятся земные оболочки, в изучении которых наиболее заинтересован географ: атмосфера (точнее, тропосфера), гидросфера, верхняя часть суши (литосферы). В биосфере разыгрываются физические и биологические процессы, оказывающие существеннейшее влияние на все стороны жизни человека».
Может показаться, будто открытие биосферы — нечто само собой разумеющееся и не относящееся к великим географическим достижениям. Такое впечатление обманчиво. Понимание огромного значения живых организмов в жизни всех приповерхностных оболочек Земли — воздушной, водной и каменной — пришло далеко не сразу. Лишь в XIX веке благодаря трудам замечательных географов: немцев Александра Гумбольдта, Фридриха Ратцеля и Карла Риттера, француза Элизе Реклю, русского Василия Васильевича Докучаева. Об изменении природной среды ландшафтом, человеком обстоятельно писал американец Георг Марш.
Первый не очень определенный общий обзор биосферы дал в конце XIX века австрийский геоморфолог и геолог Эдуард Зюсс. Однако из его текста трудно определить, имел ли он в виду только совокупность живых организмов и почв («пленку жизни») или всю среду обитания, включая тропосферу, гидросферу и верхнюю часть земной коры. Английский океанолог Джон Меррей в начале XX века предложил такое определение:
«Биосфера. Где только существует вода или, вернее, вода, воздух и земля соприкасаются и смешиваются, обыкновенно можно найти жизнь в той или иной из ее многих форм. Можно даже всю планету рассматривать как одетую покровом живого вещества. Давши нашему воображению немного больше свободы, мы можем сказать, что в пределах биосферы у человека родилась сфера разума и понимания, и он пытается истолковать и объяснить космос, мы можем дать этому наименование психосферы».
Создать основы учения о биосфере удалось Владимиру Ивановичу Вернадскому в небольшом, но очень емком, насыщенном идеями и фактами труде «Биосфера» (1926). Он писал об «особой охваченной жизнью оболочке», которая закономерно развивается на границе планеты с космической средой.
Показательно, что эпиграфом к сугубо научному очерку «Биосфера в космосе» он взял начало стихотворения Ф. Тютчева:
Во второй половине XX века учение о биосфере постепенно (увы, слишком медленно) стало занимать место в центре естествознания, и прежде всего наук о Земле — геологических и географических. Изучение биосферы явилось в значительной степени и открытием объекта современной географии. Потому что в геологии охват геосфер значительно более широкий в пространстве (литосфера) и времени (миллиарды лет геологической истории). Ее объект, можно сказать, биогеосфера, включающая глубокие недра планеты.
Казалось бы, в общих чертах все прояснилось, в дальнейшем остается только кропотливо анализировать отдельные детали биосферы и всю ее целиком как природный объект, с которым в настоящее время происходят значительные перемены в связи с глобальной технической деятельностью человека. Однако в действительности биосфера все еще остается для нас Терра Инкогнита — Землей Неведомой. Одну из проблем сформировал сам Вернадский:
«Как мог образоваться этот своеобразный механизм земной коры, каким является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующей в течение сотен миллионов лет геологического времени, мы не знаем. Это является загадкой, так же как загадкой в общей схеме наших знаний является и сама жизнь».
Но это лишь одна из проблем, причем не самая принципиальная. Вернадский много раз писал о геологической вечности жизни. Целый ряд ученых и философов считали жизнь таким же обязательным качеством Мироздания, как пространство, время, энергия, материя, движение (и разум?). До сих пор остается в силе принцип живое — от живого. Несмотря на все ухищрения биохимиков и немалые затраты сил и средств, так и не удалось искусственно синтезировать даже примитивный организм из «неживой материи». Проблема происхождения жизни, возможно, просто некорректно поставлена, вернее было бы говорить о сущности и эволюции жизни.
Возникает другой вопрос: можно ли считать биосферу живым организмом, а не просто совокупностью взаимодействующих геосфер?
Вернадский сначала писал о механизме биосферы. Но с годами предпочел другое определение: организованность биосферы, ясно давая понять, что речь идет об организме, а не механизме.
По его словам: "Организм фактически, реально неотделим от биосферы. В нашей жизни мы непрерывно несем ее с собою, ибо являемся неразрывной и неотделимой частью биосферы. Слово «механизм» поэтому научно удобно отбросить, говоря не только о живом организме, но и о среде жизни — биосфере.
Надо приспособлять в биосфере атомную модель мира к организму, а не к механизму".
Область жизни имеет все признаки живого организма: она активно преобразует солнечную энергию, перерабатывает минеральные массы земной коры, синтезирует сложные химические соединения из простых, осуществляет обмен веществ.
Правда, как витающее в космосе тело биосфера не способна размножаться, скажем, дроблением. Но она рассеивает в окружающее пространство пыльцу и споры растений. А одно из творений биосферы — человек — посылает из ее недр космические аппараты к другим небесный телам. Есть все основания говорить о космической функции биосферы как аккумулятора солнечной энергии и развивающейся сверхсложной системе, способной создавать себе подобные. Это — космический организм.
И тогда возникает еще один вопрос, до сих пор в науке даже не поставленный: можно ли считать биосферу не только живым, но и разумным организмом?
Положительный ответ вполне вероятен уже потому, что устроена биосфера значительно сложнее, чем организм человека или его головной мозг (хотя говорить о мозге вне всего организма и его окружения можно только абстрактно или как о бессмысленном сгустке нейронов и глиальных клеток).
Мы обычно сопоставляем более сложное устройство нервной системы с более высоким интеллектом. Следовательно, если биосфера находится на более высоком уровне организованности, чем человек, и она его сотворила, то почему бы не считать ее разумным космическим телом? Быть может, прав был антрополог и философ Тейяр де Шарден, когда писал о мудром Духе Земли? Или — Платон, считавший Вселенную живым организмом.
Возможно, новый интеллектуальный рывок географических наук в XXI веке будет связан именно с изучением биосферы как живого и разумного космического организма. Такой неожиданный путь исследований открывает учение Вернадского о биосфере. Быть может, только на этом пути удастся нам осмыслить связь места и роли человека с земной природой и научиться жить в гармонии с ней.
Вспомним о том, какое продолжение имеет приведенный выше отрывок из стихотворения Федора Тютчева:
Делать новые открытия, описывая неведомые прежде земли и воды, стало практически невозможно. Все более или менее крупные территории и акватории нашей планеты были уже исследованы с географической точки зрения.
Что же в таком случае считать главным объектом современной географии? Или она исчерпала себя как единая дисциплина и превратилась в разрозненные конкретные науки о климате, реках, озерах, болотах, морях, рельефе и прочих природных земных объектах?
Такие вопросы вставали перед географами. К этому времени разделение и дробление наук зашло так далеко, что специалисты в смежных областях порой перестали понимать и интересоваться достижениями друг друга. Казалось, что единая география перестала существовать. Дополнительную сложность привнесло появление так называемой экологии человека, возникшей на основе биоэкологии и посвященной острой проблеме взаимодействия общества с окружающей средой.
Короче говоря, пришло время выяснить, что считать основным объектом географии XX века. И тут выяснилось, что к традиционной физической географии пришла пора добавлять химическую, изучающую распространение и динамику химических элементов и соединений в ландшафтах и в целом на планете. Возникла новая область знаний — геохимия, одними из основателей и разработчиками которой были замечательные отечественные ученые В.И. Вернадский и А.И. Ферсман. Она существенно дополнила комплекс наук о Земле.
Поиски географами своего объекта привели к ситуации казусной, если не сказать нелепой. Было предложено таковым объектом считать географическую оболочку. Столь странное понятие, ничего по сути не проясняя, давало лишь иллюзию объяснения, тавтологию: география изучает географическую оболочку, а географическая оболочка — это объект, изучаемый в географии. (Прямо по Чехову: «…какое правление в Турции? Известно какое… турецкое…») Что же это за такая особенная «землеописательная» оболочка? В чем ее основные особенности?
Сейчас, в начале XXI века, образованному человеку ясно, что речь идет о биосфере — среде жизни. Но полвека назад это понятие еще только входило в обиход естествоиспытателей. Один из крупнейших русских советских географов Л.С. Берг писал в 1943 году:
«Не приходится распространяться о том, что понятие биосферы имеет важнейшее значение для географа. К биосфере относятся земные оболочки, в изучении которых наиболее заинтересован географ: атмосфера (точнее, тропосфера), гидросфера, верхняя часть суши (литосферы). В биосфере разыгрываются физические и биологические процессы, оказывающие существеннейшее влияние на все стороны жизни человека».
Может показаться, будто открытие биосферы — нечто само собой разумеющееся и не относящееся к великим географическим достижениям. Такое впечатление обманчиво. Понимание огромного значения живых организмов в жизни всех приповерхностных оболочек Земли — воздушной, водной и каменной — пришло далеко не сразу. Лишь в XIX веке благодаря трудам замечательных географов: немцев Александра Гумбольдта, Фридриха Ратцеля и Карла Риттера, француза Элизе Реклю, русского Василия Васильевича Докучаева. Об изменении природной среды ландшафтом, человеком обстоятельно писал американец Георг Марш.
Первый не очень определенный общий обзор биосферы дал в конце XIX века австрийский геоморфолог и геолог Эдуард Зюсс. Однако из его текста трудно определить, имел ли он в виду только совокупность живых организмов и почв («пленку жизни») или всю среду обитания, включая тропосферу, гидросферу и верхнюю часть земной коры. Английский океанолог Джон Меррей в начале XX века предложил такое определение:
«Биосфера. Где только существует вода или, вернее, вода, воздух и земля соприкасаются и смешиваются, обыкновенно можно найти жизнь в той или иной из ее многих форм. Можно даже всю планету рассматривать как одетую покровом живого вещества. Давши нашему воображению немного больше свободы, мы можем сказать, что в пределах биосферы у человека родилась сфера разума и понимания, и он пытается истолковать и объяснить космос, мы можем дать этому наименование психосферы».
Создать основы учения о биосфере удалось Владимиру Ивановичу Вернадскому в небольшом, но очень емком, насыщенном идеями и фактами труде «Биосфера» (1926). Он писал об «особой охваченной жизнью оболочке», которая закономерно развивается на границе планеты с космической средой.
Показательно, что эпиграфом к сугубо научному очерку «Биосфера в космосе» он взял начало стихотворения Ф. Тютчева:
Ученый старался раскрыть именно гармоничное сочетание природных процессов, определяющее существование и развитие области жизни, где взаимодействуют три геосферы и живое вещество. Познание таких закономерностей, изучение строения и динамики биосферы — это и есть наиболее общая глобальная задача географии как единой науки.
Невозмутимый строй во всем,
Созвучье полное в природе…
Во второй половине XX века учение о биосфере постепенно (увы, слишком медленно) стало занимать место в центре естествознания, и прежде всего наук о Земле — геологических и географических. Изучение биосферы явилось в значительной степени и открытием объекта современной географии. Потому что в геологии охват геосфер значительно более широкий в пространстве (литосфера) и времени (миллиарды лет геологической истории). Ее объект, можно сказать, биогеосфера, включающая глубокие недра планеты.
Казалось бы, в общих чертах все прояснилось, в дальнейшем остается только кропотливо анализировать отдельные детали биосферы и всю ее целиком как природный объект, с которым в настоящее время происходят значительные перемены в связи с глобальной технической деятельностью человека. Однако в действительности биосфера все еще остается для нас Терра Инкогнита — Землей Неведомой. Одну из проблем сформировал сам Вернадский:
«Как мог образоваться этот своеобразный механизм земной коры, каким является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующей в течение сотен миллионов лет геологического времени, мы не знаем. Это является загадкой, так же как загадкой в общей схеме наших знаний является и сама жизнь».
Но это лишь одна из проблем, причем не самая принципиальная. Вернадский много раз писал о геологической вечности жизни. Целый ряд ученых и философов считали жизнь таким же обязательным качеством Мироздания, как пространство, время, энергия, материя, движение (и разум?). До сих пор остается в силе принцип живое — от живого. Несмотря на все ухищрения биохимиков и немалые затраты сил и средств, так и не удалось искусственно синтезировать даже примитивный организм из «неживой материи». Проблема происхождения жизни, возможно, просто некорректно поставлена, вернее было бы говорить о сущности и эволюции жизни.
Возникает другой вопрос: можно ли считать биосферу живым организмом, а не просто совокупностью взаимодействующих геосфер?
Вернадский сначала писал о механизме биосферы. Но с годами предпочел другое определение: организованность биосферы, ясно давая понять, что речь идет об организме, а не механизме.
По его словам: "Организм фактически, реально неотделим от биосферы. В нашей жизни мы непрерывно несем ее с собою, ибо являемся неразрывной и неотделимой частью биосферы. Слово «механизм» поэтому научно удобно отбросить, говоря не только о живом организме, но и о среде жизни — биосфере.
Надо приспособлять в биосфере атомную модель мира к организму, а не к механизму".
Область жизни имеет все признаки живого организма: она активно преобразует солнечную энергию, перерабатывает минеральные массы земной коры, синтезирует сложные химические соединения из простых, осуществляет обмен веществ.
Правда, как витающее в космосе тело биосфера не способна размножаться, скажем, дроблением. Но она рассеивает в окружающее пространство пыльцу и споры растений. А одно из творений биосферы — человек — посылает из ее недр космические аппараты к другим небесный телам. Есть все основания говорить о космической функции биосферы как аккумулятора солнечной энергии и развивающейся сверхсложной системе, способной создавать себе подобные. Это — космический организм.
И тогда возникает еще один вопрос, до сих пор в науке даже не поставленный: можно ли считать биосферу не только живым, но и разумным организмом?
Положительный ответ вполне вероятен уже потому, что устроена биосфера значительно сложнее, чем организм человека или его головной мозг (хотя говорить о мозге вне всего организма и его окружения можно только абстрактно или как о бессмысленном сгустке нейронов и глиальных клеток).
Мы обычно сопоставляем более сложное устройство нервной системы с более высоким интеллектом. Следовательно, если биосфера находится на более высоком уровне организованности, чем человек, и она его сотворила, то почему бы не считать ее разумным космическим телом? Быть может, прав был антрополог и философ Тейяр де Шарден, когда писал о мудром Духе Земли? Или — Платон, считавший Вселенную живым организмом.
Возможно, новый интеллектуальный рывок географических наук в XXI веке будет связан именно с изучением биосферы как живого и разумного космического организма. Такой неожиданный путь исследований открывает учение Вернадского о биосфере. Быть может, только на этом пути удастся нам осмыслить связь места и роли человека с земной природой и научиться жить в гармонии с ней.
Вспомним о том, какое продолжение имеет приведенный выше отрывок из стихотворения Федора Тютчева:
На эти вопросы поэт ответил в другом своем стихотворении. Оно адресовано в немалой степени современным ученым, которые даже вечно живую цветущую биосферу в своих узко ограниченных научных работах явно или неявно предполагают мертвым телом. Хотя их задача — научиться понять хотя бы малую долю мудрости Земли.
…Лишь в нашей призрачной свободе
Разлад мы с нею сознаем.
Откуда, как разлад возник?
И отчего же в общем хоре
Душа не то поет, что море,
И ропщет мыслящий тростник?
Не то, что мните вы, природа:
Не слепок, не бездушный лик —
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык…