Игорь Забелин - Молодость древней науки

Вы заметили — выше утверждалось, что ветры дуют, а реки текут благодаря солнечной энергии, а теперь… Что же, приходится еще раз подчеркнуть, как сложно переплетаются в биогеносфере и внешние, космические, и внутренние, земные, силы, что верно и то и другое!

В самом деле, ветры дуют, во-первых, потому, что солнечная радиация неравномерно нагревает атмосферу, а во-вторых, потому, что холодный воздух плотнее, тяжелее теплого и устремляется, течет в теплые районы.

Отметим еще, что твердая поверхность земного шара — это верхний предел распространения внутренних горообразовательных, иначе говоря — тектонических сил. Тектонические процессы наиболее ярко и зримо проявляются именно на границе литосферы и атмосферы, литосферы и гидросферы, и это опять-таки объясняется разностью в плотности среды, резкой сменой условий давления. Внутри литосферы давление равномерно возрастает в среднем на 275 атмосфер (килограммов) на один квадратный сантиметр на каждый километр глубины; в океане давление возрастает почти втрое медленнее, а давление в атмосфере (вес столба воздуха) по сравнению с литосферой и водной толщей вообще ничтожно. Но именно потому, что сопротивление атмосферы незначительное, тектонические процессы и проявляются так ярко и зримо у поверхности земной коры. Им мы обязаны сложным устройством поверхности, наличием крупных форм рельефа — горных систем, плоскогорий, равнин, впадин.

Выше в общей, форме говорилось об интенсивном взаимодействии компонентов биогеносферы, упоминалось о круговороте воды. Теперь мы можем расширить это положение, отметив, что для биогеносферы вообще характерен напряженнейший круговорот вещества и что свойственно это именно биогеносфере (за ее пределами круговорот веществ протекает несравнимо медленнее).

Вернемся сначала к круговороту воды, сыгравшему столь выдающуюся роль в истории развития биогеносферы. Ныне наиболее динамичными, наиболее изменчивыми формами материи в пределах биогеносферы стали ее органические компоненты. Но и по сей день круговороту воды принадлежит огромная роль в жизни планеты.

Вот некоторые цифры.

Ежегодно с поверхности Мирового океана испаряется 448 000 кубических километров воды, или слой толщиной в 1,2 метра, а с поверхности суши — 71000 кубических километров воды, то есть со всей поверхности земного шара испаряется 519 000 кубических километров, и такое же количество выпадает в виде осадков. Испарившаяся вода временно поступает в атмосферу (но процесс непрерывен, и поэтому вода всегда есть в атмосфере и всегда сосуществует в разных агрегатных состояниях) и переносится воздушными течениями в различных направлениях, подчиняясь, впрочем, особым закономерностям. Эти закономерности (о них мы еще вспомним) приводят к тому, что непосредственно на поверхность океана влаги выпадает меньше, чем испарилось с нее, а на часть суши, имеющую сток в океан (с ее поверхности испаряется 63 000 кубических километров), — больше (соответственно 412 000 кубических километров и 99 000 кубических километров). Избыток воды, выпавший на сушу (36 000 кубических километров), стекает в океан, и объем последнего остается неизменным. 8 000 кубических километров приходится на бессточные области, то есть не имеющие связи с океаном: количество осадков равно там количеству испарившейся влаги.

Сложные взаимодействия происходят при биогенном круговороте веществ, то есть при круговороте веществ органического происхождения. В процессе фотосинтеза из углекислоты создаются бесчисленные органические соединения. Низшие растительные организмы, и особенно мелкие морские водоросли, обладающие колоссальной скоростью размножения, образуют за год из углекислого газа примерно 1,5·10 11тонн органической массы! В дальнейшем органические вещества либо поедаются животными, либо разлагаются, и тогда углекислый газ возвращается в атмосферу, либо отлагаются в виде органических илов, гумуса, торфа, из которых в дальнейшем может образоваться каменный уголь, а может быть, и нефть. Из углекислого кальция водные организмы создают свои скелеты и раковины, которые после гибели животных оседают на дно. Именно поэтому огромное количество углекислоты «законсервировано» в виде известняков, образованных скелетами морских животных. В настоящее время — о чем вскользь упоминалось — в атмосфере содержится в десятки тысяч раз меньше углекислого газа, чем в общей сложности извлечено из нее и «законсервировано».

Из почвы и атмосферы растения постепенно извлекают азот, являющийся неотъемлемой частью белков и белковых соединений. Отмершие организмы разлагаются бактериями, и азот либо вновь возвращается в атмосферу, либо путем сложных превращений накапливается наряду с другими химическими элементами в виде селитры (в районах с жарким и сухим климатом).

Наконец, важной особенностью современной биогеносферы является то, что каждая ее составная часть, каждый ее компонент испытывают на себе всестороннее влияние всех остальных компонентов — именно всех, причем влияние настолько сильное, что оно изменяет первоначальные свойства иной раз на противоположные. Простейший пример тому — многократно упоминавшаяся вода. Вода химически чистая — это смертельный яд для живых организмов, но природная вода, обогатившаяся новыми свойствами в процессе взаимодействия с горными породами, с атмосферой, — это подлинный источник жизни, и мы уже убедились, что без природной воды жизнь была бы вообще невозможна.

Все важнейшие свойства биогеносферы, с которыми мы только что вкратце ознакомились или которые вспомнили, подтверждают, что биогеносфера — целостное природное образование, а это означает, что сколько-нибудь серьезное изменение сложившихся условий в одной из ее частей обязательно вызовет изменения в других ее частях.

Так, у тихоокеанского побережья Южной Америки за последние сто лет трижды разыгрывались следующие события.

Как известно, западное побережье Южной Америки — омывается течением Гумбольдта, или Перуанским. Это холодное течение (температура воды на 8—10° ниже температуры окружающего воздуха), которое, во-первых, снижает температуру на побережье, а во-вторых, приводит к крайней сухости приморских районов, обусловливая наряду с другими климатическими факторами существование пустыни Атакама. Пустыня — одно из самых засушливых мест на земном шаре. На большей ее части выпадает за год менее 10 миллиметров осадков. Не удивительно, что пустыню — а это очень узкая береговая полоса — пересекает всего одна постоянная река Лоа. Большие площади заняты солончаками. Растительность редка и бедна.