Тайные связи в природе
Шрифт:
Можно ли обратить этот процесс вспять? Да, есть утешительные новости, хотя временные рамки такие же гигантские, как и в случае эрозии. Предположим, что земли, с которыми так неласково обошлись, в один прекрасный день вновь окажутся покрыты лесом и эрозия остановится. Слой почвы начнет нарастать. Как только прирост превысит убыль, коричневого золота будет становиться все больше. Его источником являются камни, которые постепенно, но неуклонно измельчаются и выветриваются. В результате этих процессов в наших условиях от 300 до 1000 тонн камней на квадратный километр ежегодно превращается в землю. Это означает прирост слоя почвы на 0,3–1 миллиметр, что составит 5 сантиметров за 100 лет. Таким образом, примерно через 10 тысяч лет моя каменистая осыпь на горе у ручья вернется к изначальному состоянию, в котором она была до вырубки леса. Это соответствует периоду, прошедшему с момента последнего оледенения до нашего времени. Вам кажется, что это слишком долго? Природе спешить некуда. Достаточно хотя бы вспомнить, как растут деревья.
Анализируя экосистемы и их взаимосвязи, мы с вами побывали во многих местах, но при этом осматривали только поверхность земли. А что находится под ней? Ведь земля – трехмерное образование, и на многих этажах под нашими ногами скрыты огромные жизненные пространства. Я имею в виду не описанный выше двухметровый слой почвы. Мне хочется заглянуть значительно глубже. В конце концов, доказано, что бактерии, вирусы и грибки могут существовать на глубинах до трех с половиной километров. Если мы копнем на глубину 500 метров, то найдем там несколько миллионов этих живых существ на каждый кубический сантиметр породы. В лишенных света глубинах кислород уже не играет роли для дыхания, а питание во многих случаях состоит из используемых людьми ископаемых видов топлива: нефти, газа и угля. Жизнь этих таинственных экосистем почти не изучена, и нам известна лишь крошечная часть обитающих в них существ. По первым приблизительным оценкам, эти слои камня могут содержать 10 процентов всей биомассы Земли. Можно предположить, что на больших глубинах деятельность человека пока никак не сказывается, если не считать отдельных глубоких шахт и карьеров.
Под землей размещается еще одна часть экосистемы, с которой люди имеют дело уже достаточно давно, – подземные воды. Это совершенно особое жизненное пространство. Туда не проникает ни один луч света, там никогда не бывает мороза. В зависимости от глубины там может царить приятное тепло или даже жара, но питательные вещества встречаются редко. Тем не менее под нашими ногами идет активная жизнь. Ну, может быть, и не слишком активная, ведь в слоях, близких к поверхности, температура обычно ниже 10 °C, т. е. там довольно прохладно. В сочетании с дефицитом питательных веществ все это ведет к замедлению темпа жизни. На глубине 30–40 метров температура колеблется от 11 до 12 °C, а по мере продвижения в глубь возрастает на 3 °C каждые 100 метров. Но было бы ошибкой полагать, что с ростом температуры повышается и темп жизни. В список самых медленных форм жизни в мире попали представители как раз одной из самых быстро размножающихся категорий живых существ – бактерии. Если обычно они делятся в головокружительном темпе (в нашем кишечнике, к примеру, отдельные виды могут делиться каждые 20 минут), то обитатели километровых глубин, похоже, вообще никуда не торопятся. Как сообщает журнал Spiegel в репортаже с заседания Американского геофизического союза, некоторым видам бактерий для одного деления требуется 500 лет. В таких условиях никогда не испортятся продукты питания и не смогут распространяться болезни, имеющие бактериальное происхождение. Организм-хозяин (в данном случае наш) умрет задолго до того, как крошечные создания примутся за работу. Эта медлительность объясняется неблагоприятными условиями существования. На глубине отмечаются высокие давление и температура. Рекордсмены среди бактерий выдерживают свыше 120 °C, сохраняя способность к делению (в своем темпе, разумеется).
На первый взгляд в глубинном царстве веками ничего не должно меняться, но на самом деле это не так. Здесь тоже происходят перемены. Из верхних слоев земли вниз после сильных дождей просачивается вода. Во всяком случае, в наших широтах, где с неба ежегодно льется больше воды, чем испаряется. В противном случае вокруг простирался бы пустынный ландшафт. А если взглянуть на данные водного баланса, то некоторым регионам до этого не так уж далеко. В Германии ежегодно испаряется 481 литр с квадратного километра. В некоторых районах Бранденбурга объем осадков едва ли выше, а это означает, что отсутствует сколько-нибудь значительное пополнение грунтовых вод. С учетом изменений климата испарения будут увеличиваться, и не исключено, что пополнение вообще прекратится. А оно необходимо, так как потери грунтовых вод происходят постоянно.
Ключи и природные источники представляют собой открытые раны подземных водохранилищ. То, что нам представляется искрящимся и журчащим чудом природы, некоторыми подземными жителями воспринимается как катастрофа. Эти потоки выносят ракообразных и червей на дневной свет, где они быстро погибают ввиду внезапно изменившихся условий. Естественный выход подземных вод на поверхность особенно хорошо заметен зимой, потому что источник никогда не замерзает. Грунтовые воды имеют постоянную температуру около 10 °C, которая может упасть только на открытом воздухе в мороз. Поэтому если при минусовой температуре вы видите струящийся поток, то можете быть уверены: это грунтовые воды.
Вернемся к разнообразию видов. Последние исследования доказывают, что подземные воды являются местом обитания поразительно многих видов ракообразных и других микроскопических существ. Они плавают там в темноте и, возможно, уже попадали к вам в чашку вместе с питьевой водой.
Но, как бы внимательно вы ни рассматривали воду, увидеть этих непрошеных гостей вам не удастся, во всяком случае без микроскопа. Отсутствие света делает бесполезными глаза и окраску тела. Поэтому обитатели грунтовых вод слепы и прозрачны. Но дефицит света порождает еще одну проблему – невозможность фотосинтеза, а следовательно, отсутствие питательных веществ, производимых растениями. Полчища обитателей подвальных помещений нашей планеты вынуждены жить на милостыню, поступающую с поверхности. Речь идет о биомассе растений и животных, превратившейся в перегной, который постепенно просачивается в глубь земли с дождевой водой. По пути вниз питательные вещества многократно трансформируются, потому что здесь тоже существует своя пищевая цепь, как и на поверхности. Большинство обитателей – это бактерии, которые селятся везде (в том числе и в водопроводных трубах). На поселения бактерий совершают набеги хищные микроорганизмы, относящиеся к жгутиковым. И хорошо, что есть такие прожорливые малютки, поскольку в противном случае бактерии когда-нибудь забили бы все поры в породе. Но и на жгутиковых находится управа в лице солнечников, которые немного превосходят их по размеру и с удовольствием питаются ими. Таким образом, под землей существует полноценная экосистема. Люди ее практически не замечают, за исключением тех случаев, когда добывают из глубин свой эликсир жизни – воду.
Кстати, мы остановились на существах, контрабандой проникших в вашу чашку. Если вам противно думать о бактериях в своем напитке, то, возможно, следующая информация позволит восстановить хорошее настроение: вы сами являетесь средой обитания для микроорганизмов. Ваше тело состоит из 30 триллионов клеток и такого же количества бактерий, большинство из которых обитает в кишечнике. Тысячи различных видов микроорганизмов необходимы для вашего выживания, так как они помогают справляться с болезнями и переваривать трудноусвояемую пищу. Стоит ли бояться, что еще несколько безобидных существ попадут к вам внутрь с питьевой водой, тем более что они быстро погибнут в вашей пищеварительной системе?
Леса очень важны для подпочвенных вод – настолько, что некоторые водоочистные предприятия выплачивают премии владельцам лесных угодий за экологически грамотное ведение хозяйства. Правда, здесь есть определенное противоречие. Деревья ведь сами потребляют много воды. В жаркий летний день зрелый бук может высосать из земли до 500 литров воды. Она используется для различных процессов, а затем значительная ее часть испаряется через поры в листьях. Трава в этом отношении значительно экономнее. Однако у деревьев, особенно у местных лиственных пород, есть одно преимущество: они собирают влагу с помощью своих веток, направленных под углом вверх. По ним дождевая вода направляется к стволу, а затем целенаправленно стекает к корням. Однажды в сильную грозу я стоял под очень старым буком (не берите с меня пример, это опасно) и мог воочию наблюдать данный процесс. По коре стекало столько воды, что она буквально бурлила и пенилась у основания ствола, как пиво из только что откупоренной бочки.
Попав на рыхлую почву, обладающую свойствами губки, вода просачивается в глубь. Почва поглощает воду даже после сильных ливней. Правда, деревья вновь забирают часть воды, когда земля высыхает. Пространство возле корней служит им чем-то вроде резервуара, который всегда позволяет утолить жажду. Однако значительная часть воды достигает глубинных слоев, куда корни растений не дотягиваются. Здесь она становится частью подземных водохранилищ. В Центральной Европе они пополняются главным образом зимой, когда растительный мир засыпает. У буков и дубов наступает перерыв в жизнедеятельности, и вода беспрепятственно уходит в глубину, минуя корни. Летом же лесам не хватает дождевой воды и вся влага, попадающая в почву, жадно высасывается и закачивается в стволы деревьев. Этот факт наводит меня на тревожные мысли по поводу климатических изменений. Повышение температуры скажется на многих параметрах. Вода будет испаряться быстрее, так что почва будет высыхать даже без участия растений. К тому же в жару деревья, как и мы, больше хотят пить. А из-за увеличения продолжительности вегетационного периода сокращается время зимней спячки лесов, когда земля способна восполнять запасы влаги. Однако, несмотря на все эти аспекты, деревья и впредь будут способствовать накоплению подпочвенных вод, если их не станут усиленно вырубать.