Молодость древней науки
Шрифт:
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 1,5·1011 тонн 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.
Но жизнь у берегов Перу богата. Правда, жизнь морская и связанная с морем. Прибрежные, зеленоватые, с оливковым отливом, воды — один из самых высокопродуктивных районов Мирового океана. Почти круглый год ведут здесь промысел многочисленные рыболовные суда. И ведут промысел миллионы птиц — бакланы, пеликаны, глупыши, альбатросы. Колонии птиц, занимающие площадь более десяти гектаров, — обычное явление; на квадратный метр там приходится по три гнезда. Общее количество рыбы, которое вылавливается этой птичьей армадой, достигает 2,5 миллионов тонн…
У меня нет сведений, сколько рыбы добывается в этом районе человеком. Очевидно, тоже немало. Но рыбные запасы не скудеют: холодные воды Перуанского течения богаты кислородом, а следовательно, и планктоном, а когда много пищи, много и рыбы — сардин, анчоуса, морского окуня и других относительно холоднолюбивых видов.
Каждое лето южного полушария навстречу течению Гумбольдта устремляется с севера теплое течение Эль-Ниньо, доходящее обычно до 4° ю. ш. Но в некоторые годы (так случалось в 1891, 1925 и 1941 годы), когда ослабевает северо-восточный пассат и на смену ему приходят северо-западные ветры, течение Эль-Ниньо проникает почти на тысячу километров дальше к югу.
На глазах у людей разыгрывается как бы классический случай изменения климата: холодное Перуанское течение отступает от берегов, и на смену ему приходит теплое течение Эль-Ниньо, температура которого на 7–8° выше обычной для этих мест.
В результате в океанской воде резко уменьшается количество кислорода (в холодной воде его всегда больше), что приводит к гибели массы живых организмов. Прибрежная рыба — главное богатство! — либо уходит от берегов, либо гибнет, и побережье покрывается гниющими морскими выбросами. Сероводород отравляет воздух, а на некогда зеленоватой, с оливковым отливом воде появляется дурно пахнущая черная пленка (у моряков это явление известно под названием «краски Кальяо», потому что особенно страдает порт Кальяо, морские ворота столицы Перу). Вслед за рыбой покидают берега многомиллионные стаи бакланов, альбатросов и других птиц.
На обнаженные скалы гор, на пустынное побережье, где обычно господствует тихая ясная и сухая погода, обрушиваются катастрофические штормы с ливнями и грозами. Дожди сопровождаются резким повышением температуры воздуха. Пустыня покрывается растительностью, расцветает. Сухие русла рек наполняются водой. Приспособленные к сухому климату глинобитные дома и постройки разваливаются. Дороги размываются, обнажаются и выходят из строя проложенные в земле провода и водопроводные трубы — прибрежные города остаются без питьевой воды и света.
Начинают гнить, разлагаться залежи гуано — ценного сельскохозяйственного удобрения, образующегося из птичьего помета в условиях пустынного климата.
Появляется огромное количество насекомых, возникает реальная угроза эпидемий…
Эти «назидательные» эксперименты природы продолжаются недолго — каждый раз около месяца, но результаты и этого малого срока, как видите, вполне убеждают в справедливости вывода физической географии: биогеносфера настолько чуткий, тонкий и слаженный механизм, что малейшее нарушение хода естественных процессов вызывает сложную цепь последствий. В самом деле, ведь в нашем примере произошла всего лишь замена северо-восточных ветров северо-западными…