Биосфера и предотвращение экологической катастрофы

С позиций самоорганизации в развитии открытых неравновесных систем выделяется плавный (эволюционный) этап, на протяжении которого не происходит серьезных качественных изменений. Но в процессе его протекания возникают и накапливаются противоречия, в конечном счете приводящие систему в крайне неустойчивое состояние. Долго пребывать в таком состоянии система не может. Так, появление человека в биосфере стало началом новой эры. На ранних стадиях развития цивилизации воздействие человека на биосферу было практически незаметным. Этот период и был началом эволюционного развития биосферы в условиях новой эры. Но постепенно человек своей деятельностью начал видоизменять флору и фауну планеты, изменять облик ее поверхности, иначе говоря, начал перестраивать биосферу.
Интенсивность воздействия на биосферу сельскохозяйственной, а затем и промышленной деятельности людей особенно быстро нарастала в последние две сотни лет и достигла такого уровня, когда биосфера больше не могла сохраняться в своем прежнем состоянии. Назрел кризис системы, о чем и предупреждали человечество в 30-е годы В.И. Вернадский и другие ученые. Предполагается, что из кризисного состояния самоорганизующаяся система выходит скачком, меняя свою структуру и облик так, чтобы на новом уровне организации достичь устойчивого состояния. Обычно существует несколько возможных для перехода системы устойчивых точек бифуркации, ив условиях крайней неустойчивости развиваются флуктуации. Одна из таких флуктуации может подтолкнуть систему на конкретный путь перехода в новое состояние. Это будет случайный, вероятностный переход. Но после того как переход произошел, назад возврата нет, система начинает новый эволюционный этап, определяемый стартовыми условиями совершившегося перехода.
Итак, биосфера и человечество как ее составная часть вступили в кризисный период своего развития. Кризис усугубляется многими неблагоприятными факторами. Так, впервые в своей истории человечество стало обладателем мощнейших источников энергии и токсичности – теперь за считанные минуты может быть уничтожено все живое на Земле. Лишь по счастливой случайности осознание безумия использования подобных источников в традиционных способах решения межгосударственных конфликтов – в войнах – появилось раньше, чем дело дошло до самоуничтожения.
За угрозой ядерного, радиационного или токсического уничтожения биосферы вырисовывается другая, не менее страшная угроза, называемаяэкологической катастрофой. В ее основе – стихийная деятельность людей, сопровождающаяся загрязнением среды обитания, нарушением теплового баланса Земли и развитием так называемого парникового эффекта. В ближайшей перспективе назревает истощение жизненно важных для человеческой цивилизации сырьевых источников планеты. К этому добавляются демографический взрыв – очень быстрый рост численности людей с тяжелыми для биосферы последствиями, а также другие неприятности, о которых так много пишут.
Выход из надвигающегося экологического кризиса многие видят в радикальном изменении сознания людей, их нравственности, в отказе от взгляда на природу как объект бездушной эксплуатации ее человеком. Активность стихийной деятельности человека во многом зависит от этических норм его поведения. По мнению митрополита Волоколамского и Юрьевского Питирима, «этические нормы поведения человека определяют как бытие, так и взаимодействие с окружающей средой. Земля отвечает не просто неурожайностью почвы или изменением климата на нарушение нравственного ведения хозяйства, но и способна, накапливая отрицательное воздействие, выражать тектоническими изменениями свою реакцию на поступки человека».
В. И. Вернадский, как и ряд других крупных ученых, был оптимистом, верившим, что любые неприятности человечество преодолеет с честью и продолжит свое исторически предопределенное движение вперед. Но среди возможных устойчивых состояний, в которые биосфера как система сможет перейти в процессе самоорганизации, есть и такие, которые исключают жизнь на Земле или исключают существование на ней человеческой цивилизации. А так как механизм перехода управляется случайными факторами, то вероятность таких неблагоприятных для человека вариантов достаточно высока. Например, по случайным причинам или преднамеренно может произойти самоуничтожение человечества в ядерном конфликте. Или к тем же результатам приведет неспособность справиться с экологической катастрофой. Благоприятным выходом из состояния скачка станет образование ноосферы. Является ли в действительности переходный процесс в точке бифуркации независящим от воли человека, чисто случайным явлением?
Оказывается, присутствие в системе разума меняет ситуацию. Предотвратить переходный процесс в биосфере человек не в силах, но есть возможность свести к минимуму или совсем убрать ее неблагоприятные флуктуации, которые и подталкивают неустойчивую систему к нежелательным для человека вариантам перехода. Например, запрещение и полное уничтожение ядерного и химического оружия (точнее, любого оружия массового уничтожения) устраняет флуктуацию, способную вызвать уничтожение биосферы в конфликте. Еще лучше, если будут достигнуты договоренности о значительном сокращении, а затем и полном уничтожении обычных видов вооружений. Тогда высвободятся огромные материальные, интеллектуальные и финансовые ресурсы, которые можно направить на предотвращение экологической катастрофы.
Значительно труднее решить экологическую проблему. Человечество не может (и не должно) отказаться от той цивилизации, которая создана на сегодняшний день и которая не только порождает благополучие и комфортные условия существования современным людям, но также создает неблагоприятные флуктуации, способные подтолкнуть биосферу на переход, исключающий возможность существования в ней человека. Такие флуктуации пока еще до конца не выявлены, что усложняет определение способов их подавления. Однако совершенно ясно, что экологические проблемы возможно решать только совместными усилиями всех стран, всех народов, всех людей. Нет сомнений, что понадобятся такие ограничительные меры, как снижение потребления энергии, организация более экономного ведения промышленного производства, сокращение добычи и расходования важнейших полезных ископаемых. Необходимо изменить отношение к животному и растительному миру планеты, осознать демографические проблемы и сделать многое другое. Успешное решение всей совокупности возникших экологических и иных переходных проблем невозможно без научного предвидения результатов любой природопреобразующей и социальной деятельности людей, а также без создания налаженной системы управления и контроля при проведении в жизнь разрабатываемых мероприятий.
Государственная и национальная разобщенность людей создает существенно неблагоприятную флуктуацию для переходного процесса. Ее подавление представляется очень сложной задачей, и события наших дней подтверждают это. Происходящий на наших глазах распад многонациональных государств, кровопролитные межнациональные конфликты в еще совсем недавно мирных уголках планеты, необъяснимые вспышки ненависти, агрессивности, жестокости – все это дает повод говорить о господстве тенденции, противоположной той, какую требует переход биосферы в ноосферу. Те силы, которые используют национальные предрассудки в своих корыстных интересах, сознательно разжигают рознь между людьми, совершают в современной кризисной ситуации тяжкое преступление в отношении не только своего народа, но и всего человечества.
Предвидение предполагает знание алгоритма поведения системы при действии на нее управляющих и возмущающих факторов. Для сравнительно простых систем, обладающих линейным откликом на возмущающие воздействия, получить такой алгоритм не представляет труда. Хуже обстоит дело с системами, состояние которых определяется большим числом независимых параметров и параметров со сложным характером взаимосвязей. И совсем плохо приходится в случае, когда поведение сложной системы нелинейно, описывается функциями с разрывами. А биосфера и ее подсистемы принадлежат именно к системам такого типа. Подобные управленческие задачи пока не решаются. Но поиски путей к этому активнее ведутся.
Что же касается управленческих средств, то здесь вселяют надежды ведущееся в наши дни формирование базы вычислительных и моделирующих устройств, организация все более разветвленной сети сбора, переработки и анализа информации, разработка автоматизированных систем принятия на основе поступающей информации необходимых управленческих решений, систем контроля за их исполнением. Но это пока только первые, подготовительные шаги. Основная целенаправленная работа впереди. Скорее всего на первых порах задача научного управления будет состоять в предотвращении разрушения биосферы на стадии ее перехода в ноосферу, в борьбе с экологической катастрофой. Это станет возможным лишь при условии глобального охвата основных сфер человеческой деятельности системами предвидения, управления и контроля. На этой основе человечество обеспечит вступление в ноосферу, если, конечно, предварительно удастся подавить неблагоприятные флуктуации.
Вряд ли грядущая новая эра станет утопическим раем для человечества. На новом этапе эволюции неизбежно возникнут новые проблемы, противоречия нового уровня, которые рано или поздно приведут систему к следующему критическому состоянию, в новую точку бифуркации. Не исключено, что источником новых противоречий станут взаимоотношения человека с Космосом, сначала с ближним, а затем и с дальним. Развитие человечества в этом направлении предсказал еще в начале нынешнего века провидец космической эры – К. Э. Циолковский (1857– 1935), учитель физики и математики, ученый и изобретатель.

Изменение климата

Климат меняется на наших глазах. И подтверждают это природные катастрофы, все чаще обрушивающиеся на Землю. По расчетам климатологов, средняя температура планеты в конце XXI в. поднимется на три градуса. А выводы, сделанные при исследовании Гренландского ледяного щита, говорят о возможном повторении драматических колебаний в атмосфере – от жаркого климата пустыни до холодов великого оледенения.
Погода последнего времени, кажется, ни у кого не оставила сомнения в том, что климат нашей планеты меняется. Тревожные сообщения о небывалых наводнениях, разрушительных циклонах и тайфунах. По сравнению с 60-ми годами число бурь на планете увеличилось вчетверо, скорость ветра возросла, материальный ущерб, приносимый стихиями, по меньшей мере удесятерился.
Многие отмечают, что в последние несколько лет зимы стали теплее. Но только специалисты, на вооружении которых современные приборы и методы исследования, задолго до наших дней обнаружили признаки потепления атмосферы. Сто лет измерений массы глетчеров (ледников) в Альпах показали, что количество льда уменьшилось вдвое. За эти же сто лет уровень Мирового океана поднялся на 20 см. За последние годы темп пополнения океана увеличился, уровень его растет – на 3 см за десятилетие.
Мировой океан, преимущественно в тропических широтах, за последние 50 лет нагрелся в верхних слоях на 0,5 градуса. Например, течение Эль-Ниньо в восточной части Тихого океана стало теплее, а поскольку размеры этого течения огромны, оно оказывает влияние на весь климат планеты. От его нагрева падают урожаи в Австралии, возникают наводнения в Калифорнии и страдает от горячих муссонов Юго-Восточная Азия.
Ученые считают, что на 95% потепление Земли вызвано деятельностью человека, а не природными процессами. Основные источники парникового эффекта – углекислота и метан – выделяются промышленностью, транспортом и сельским хозяйством. Один только автомобильный транспорт на 0,7°С повысил температуру нижних слоев атмосферы,
Гамбургские климатологи сравнили колебании температуры за последнюю тысячу лет (анализируя ледяные керны, получаемые при бурении Гренландского ледника на различной глубине) с теми изменениями, что происходят в последние годы. Увы! За десять веков такого процесса потепления, как ныне, не наблюдалось. Нынешнее потепление – единственное в своем роде. Правда, сегодня оно чуть меньше, чем предвещали расчеты на компьютерных моделях, но этому найдено объяснение: окислы серы, также выделяемые производством, уменьшают прозрачность атмосферы, на поверхность Земли падает меньше солнечных лучей.
Парадокс: борьба за чистую, без серы и грязи, атмосферу позволит углекислому газу полностью сыграть свою роль, и тогда станет еще теплее, т. е. оправдаются расчеты компьютера. Но здесь не все зависит от человека. В июне 1991 г. на Филиппинах проснулся вулкан, который выбросил в атмосферу многие миллионы тонн частиц серы. И вот результаты: в следующем году средняя температура атмосферы упала на 0,4°С, а в 1993 – на 0,2°С. Между тем 1990 г. был отмечен исключительно высокой температурой на Земле.
Ускоряющееся потепление обязывает климатологов вводить в компьютерные модели все новые данные. Уже два десятилетия они обновляют математические модели новыми цифрами, говорящими о взаимодействиях между атмосферой и океаном, между ледяными покровами планеты и тем, что происходит в промышленности и на транспорте. Однако эти дополнения не меняют главной картины – компьютеры подтверждают: рост температуры происходит и будет происходить, если мы не вмешаемся в процесс накопления углекислого газа в атмосфере. По расчетам, к концу следующего столетия температура поднимется по сравнению с нынешней примерно на 3°С.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: