Природа. Человек. Закон
Шрифт:
Это вовсе не те нежные и ласковые ультрафиолетовые лучи утреннего солнца, которые оказывают оздоровляющее воздействие на организм человека, придают красоту загоревшему телу и используются для излечения всяческих недугов — нет, это как раз те самые лучи, от которых рентгенологи и прочие работники, имеющие отношение к излучающей аппаратуре, прячутся за толстенным свинцовым экраном, призванным поглощать эти лучи, прячутся, не всегда успешно, заболевая страшной лучевой болезнью.
Дело в том, что жесткие космические излучения в рентгеновском диапазоне состоят из частиц высоких энергий, которые нечувствительно для организма, пронизывая биологическую ткань живого существа и сталкиваясь с ее атомами, передают свою избыточную энергию этим атомам, электроны которых или выходят на более высокий энергетический уровень (в физике такие атомы называют возбужденными), или и совсем вылетают со своих орбит, превращая атомы в ионизированные.
Возбуждение или ионизация даже всего одного из, примерно, 10 миллионов атомов ДНК клетки приводит к гибели всей клетки во время деления или гибельным уродствам мутаций. Не менее страшны последствия и нарушения биологических мембран других клеточных органов — лизосом и митохондрий. В первом случае в цитоплазму выливаются ферменты, разрушающие клеточные структуры, во втором — нарушаются процессы дыхания клетки и ее энергетики, поскольку митохондрии производят, так сказать, «миниаккумуляторы» клеточной энергии — АТФ. По всему по этому поражение радиоактивным излучением всего только одной десятимиллионной доли атомов того или иного организма становится смертельной дозой радиации.
Не стоит думать, что меньшая доза (конечно, если она не очень незначительна) не наносит разрушений организму. В первую очередь в нем поражаются клетки органов кроветворения — костного мозга, селезенки, лимфатических узлов, уменьшается количество лейкоцитов и тромбоцитов, перестают обновляться (в норме постоянно размножающиеся) клетки слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, что в конечном счете приводит весь организм к преждевременной смерти.
В данном случае речь шла о довольно интенсивных, но разовых облучениях. В условиях же постоянного жесткого излучения ультрафиолетовых лучей рентгеновского диапазона и прочих высокоэнергетических космических частиц, как вы понимаете, высокоорганизованная жизнь и вовсе невозможна.
От этой невозможности сейчас нас спасает так называемый озоновый экран — слой относительно (в сравнении с обычным) стойкого молекулярного кислорода O3, не пропускающий жесткую ультрафиолетовую радиацию Солнца. И снова мы должны быть благодарны сине-зеленой за столь удачный выбор энергетической основы жизни, которая позволяет нам иметь не только больше степеней свободы, но и защищает и полностью обусловливает существование всех высших — да практически всех за малым исключением — живых существ, населяющих Землю.
На протяжении последних сотен миллионов лет, с тех пор, как растения и животные от микроорганизмов до секвой и баобабов, слонов и китов заполонили всю поверхность Земли, а биосфера приобрела свой целостный нынешний облик, газовый состав атмосферы отличался удивительным постоянством. Эта стабильность обеспечивалась прежде всего дружной совместной работой растений и животных всей Земли. Растения с помощью фотосинтеза поглощали углекислоту, превращая ее в углеводы — крахмал и прочие сахара, в жиры и белки, выделяли кислород, которым дышали и они сами и которого вдосталь хватало на дыхание животным, возвращавшим в атмосферу при выдохе углекислоту, образовавшуюся в их организмах при окислении тех самых углеводов, которые накопили растения и которые животные употребили в пищу. Азот, добытый из воздуха азотфиксирующими бактериями и сине-зелеными, также попадал в круговорот: накапливался растениями в белках, служил основой для синтеза тканей организмов животных и после их смерти снова попадал в почву, откуда или поглощался вновь растениями или, в случае слишком большого накопления его от остатков растений и животных, денитрифицировался уже другими бактериями (поскольку он может окислиться, а окиси азота ядовиты для живых существ), возвращаясь обратно в атмосферу.
И до того эта часть биосферного организма — живое вещество-атмосфера была четко и тонко отлажена, что просто диву даешься! Грозы мы привыкли считать неуправляемыми стихийными бедствиями, совсем даже излишними в природе. Особенно для живых существ. Но в биосферном организме они не только естественное, но необходимое явление. В том числе и для живых существ.
Все мы знаем, что самый грозовой месяц — июль. И вполне понятно, что в этот еще и самый жаркий месяц дожди для растений чрезвычайно необходимы. Ну ладно — дождь. Но вот молнии-то к чему? А вот к чему. Как выяснилось, грозовые разряды поставляют на землю, а значит, растениям» из воздуха 10 процентов потребного для них азота. И поставляют как раз вовремя: именно к июлю иссякают накопленные в семенах и остатках отмерших прошлогодних растений запасы азота, именно в этом месяце растениям для роста и развития необходимы дополнительные
Не менее удивителен и, по-видимому, не случаен и баланс теплового режима организма биосферы.
Понятно, наши ощущения не дают нам возможности осознать этот баланс. Какой уж там баланс — летом жарко, зимой холодно, да и сезоны один на другой не похожи — то холодное лето, то тепловатая зима! Но с тех пор как человек стал измерять температуру наружного воздуха, он убедился: среднегодовая температура в том или ином регионе все года и все века стоит на одном и том же уровне с очень незначительными колебаниями — на градус-полтора — в ту или другую сторону. Жаркое или прохладное лето сменяется морозной или тепловатой зимой, что в сумме годовых температур дает определенный для данной местности тепловой баланс. Экваториальная жара и арктический и антарктический холод в сумме дают ежегодную вечную постоянную температуру земного шара — 15 градусов тепла. Словом, живой организм биосферы, так же как любой живой организм, имеет постоянную температуру, несмотря на региональные и временные вариации. Кстати, температура нашего организма также изменчива и в зависимости от того, в какой точке тела измеряется, и от того, в какое время суток производятся эти измерения. Так, в норме температура кожи туловища и лба на 3, а конечностей — на 5 градусов ниже, чем в месте обычного измерения — в подмышечной впадине, и с 2-х до 4-х часов ночи общая температура нашего тела ниже, чем во все остальные часы суток.
Привычное редко вызывает недоумение, так же как очевидное никогда не кажется невероятным. Только подсчитав, что на Землю изливается огромное количество солнечной энергии, порядка 174 миллиардов мегаватт, ученые задумались: а каким это, собственно говоря, образом Земля сохраняет постоянство своей температуры — ведь такое количество энергии, изливающееся постоянно в течение миллиардов лет существования планеты, изолированной атмосферой от космического холода да еще и саморазогретой изнутри, должно бы было раскалить земной шар добела. И наоборот, если бы излучение тепла Землей в результате проникновения космического холода превышало то количество, которое изливается на нее Солнцем и попадает на поверхность из недр, она давным-давно превратилась бы в безжизненную льдышку. Такую же, как Марс, где даже на экваторе при восходе солнца царит мороз в минус 103 °C (правда, через час после полудня там стоит вполне сносная температура — плюс 19 °C). Напомним, что пробы грунта, взятые на Марсе, показали отсутствие живых организмов.
Как показали многочисленные и разнообразные исследования, в том числе с применением современной космической и компьютерной техники, всеобщий закон равновесия соблюдается биосферой и в тепловом режиме Земли. И здесь было обнаружено немало удивительного.
Оказалось, что атмосфера отражает 38 процентов падающей на Землю солнечной энергии, сразу же возвращая ее обратно в Космос. С прагматической, человеческой точки зрения, только и думающей о том, где бы разжиться дополнительной энергией, это крайне неразумно. Например, американец Дайсон предложил для улавливания как можно большего количества солнечной энергии ни много, ни мало, как пустить в распыл крупнейшую планету солнечной системы — Юпитер, с тем чтобы из ее вещества, равномерно распыленного примерно в радиусе орбиты Земли, создать сферу, собирающую и концентрирующую к Земле всю энергию Солнца. Хорошо еще, что для реализации этого геростратовского проекта у человечества пока еще кишка тонка — нет ни материальных, ни технологических ресурсов, — а то, пожалуй, оно начало бы пускать в распыл Юпитер, а вместе с ним и всю Солнечную систему, ибо нарушение ее равновесности неизбежно, а следовательно, неизбежна и ее полная гибель. Остается только надеяться, что к тому времени, когда человечество будет иметь технические средства для того, чтобы осуществить проект, подобный «сфере Дайсона», оно настолько поумнеет, что этот проект будет воспринимать так же, как усилия лапутян, добывающих солнечный свет из огурцов.
С биосферной точки зрения неразумно использовать как раз всю излучаемую на Земле энергию Солнца. Ибо поддерживать миллиардолетнее постоянство температуры в условиях постоянно изменяющихся параметров — изменений вулканической деятельности недр Земли, увеличения поглощения энергии растениями и, наоборот, излучения тепла животными (кстати, сравнимое с тепловым излучением Солнца на Землю. Так, одно только 4-миллиардное человечество выделяет в общей сложности ежегодно 120 миллионов миллиардов килокалорий, тогда как инфракрасное, тепловое излучение Солнца на Землю составляет 670 миллионов миллиардов килокалорий. А ведь тепло излучают в процессе своей жизнедеятельности практически все, а не только теплокровные животные) — без энергетических резервов — все равно, что отправляться в пустыню на автомобиле с незаправленным бензобаком.