Современные экологические проблемы и катастрофы

Найдены несколько ископаемых (перекрытых осадочными породами) кратеров, которые могут быть связаны с катастрофой конца мелового периода. А именно, в конце мела — начала палеогена, образовались Карский (диаметр 65 км) и Усть-Карский (25) кратеры на Пай-Хое (полярное Приуралье), Каменский (22) и Гусевский (4 км) кратеры на Донбассе. Возможно, будут найденные и другие кратеры, связанные с катастрофой, в частности и такие, что находятся на дне океана. Кстати, расчеты астрономов свидетельствуют, что если более или менее большой астероид входит в поле тяготения Земли, он обязательно может разорваться за счет приливных сил, и на Землю выпадет не одно крупное тело, а много более мелких.

Возможное ли столкновенье Земли с крупным метеоритом или астероидом в наше время? Последнее такое событие произошло близко 50 тыс. лет тому, когда образовался Аризонский кратер в США диаметром 1,2 км и глубиной 180 м. Метеорит упал в пустынном районе, и никаких важных следствий для окружающей жизни не имел (рис. 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Аризонский кратер.

 

Кое-кто из астрономов предполагает, что знаменитый Тунгуский феномен в 1908 г. был вызван взрывом в атмосфере небольшой кометы. Энергия этого взрыва составляла 1016 Дж, и он вызвал большой пожар  леса на площадях в сотни квадратных километров. Если бы это событие случилось не над безлюдной сибирской тайгой, а над густонаселенной частью Земли, следствия были бы трагические, хотя, конечно, вселенской катастрофой этот взрыв назвать никак нельзя.

Большое беспокойство вызвало сообщение астрономов о близком прохождении близ Земли астероида Икар в 1868 г. Пророчили даже близкий конец мира вследствие падения на Землю этой космической глыбы массой сотни миллионов тон. Действительно, если бы произошло такое столкновенье, то сила взрыва была бы эквивалентной силе тысячи водородных бомб. К счастью, астероид прошел на расстоянии около 6 млн. км от Земли.

Таких астероидов размером 1 км и больше, орбиты которых пересекают орбиту нашей планеты и которые в принципе могут столкнуться с Землей, астрономы насчитали около 1300. Вероятность такого катастрофического события оценивается как один случай на 100 тыс лет. Будем надеяться, что человечество найдет методы борьбы с этой потенциальной угрозой. Уже во время прохождения Икара близ Земли обсуждалось предложение выслать навстречу астероиду ракету с ядерной боеголовкой, чтобы взрывом раздробить его на мелкие фрагменты. Во всяком случае ныне существуют специальные астрономические программы слежения за движением астероидов, которые подходят близко к Земле (рис 2).

 

 

Рисунок 2. Работа спутника в космическом пространстве.

 

Помимо падения космических тел экологические кризисы на Земле могут быть вызваны солнечными вспышками, сопровождающимися выбросами радиоизлучения и огромного потока солнечных частиц. Процессы на Солнце имеют определённую периодичность. Установлены периоды с 11–, 22–, 80-90-летней повторяемостью. Существуют данные и о более длительных периодах повторяемости солнечных явлений. С вариациями потоков солнечной энергии связано изменение светимости Солнца и развитие оледенений на Земле . Они могут охватывать всю планету и продолжаться несколько миллионов лет. О существовании холодных эпох в далёком прошлом нашей планеты свидетельствуют находки тиллитов — глинистых толщ с многочисленными включениями скатанных обломков коренных пород.

Самое раннее оледенение (Гуронское) было в нижнем протерозое 2.5–2.2 млрд. лет назад, крупные оледенения происходили также в ордовике (460–430 млн. лет назад) и на границе карбона и перми (310–260 млн. лет назад), а на поздних этапах развития планеты — в неогеновом и четвертичном периодах. В конце олигоцена в Антарктиде зародились гигантские ледяные шапки, сохранившиеся до настоящего времени. Чередование морен с флювиогляциальными образованиями свидетельствует о многократном наступлении ледников в неоген-четвертичное время, которые сменялись более тёплыми межледниковыми эпохами. С наступлением оледенения происходило уничтожение экосистем, гибель или миграция фауны. Однако в межледниковые эпохи биота быстро восстанавливалась и шло формирование новых экосистем.

Наряду с космическими и солнечными явлениями экологические кризисы на Земле могли провоцироваться внутриземными процессами, прежде всего вспышками вулканизма. В истории Земли установлено несколько глобальных вспышек. Одна из них произошла на границе перми и триаса. С ней связаны заметная смена фауны и излияние базальтовых лав на обширных территориях Центральной Сибири, Северной Америки, юга Китая и Аппалачей. Извержения вулканов сопровождаются изменением газового состава атмосферы, её затемнением, повышением облачности и снижением поступления на Землю солнечной радиации, что приводит к эффекту „ядерной зимы“, известному по своим негативным воздействиям на биосферу.

Среди других возможных причин экологических кризисов биосферы следует упомянуть инверсию магнитного поля планеты. Геофизиками установлено, что в отдельные геологические периоды происходило по нескольку таких инверсий. Так, например, в плиоцен-четвертичное время, длившееся около 5 млн. лет, произошло не менее девяти инверсий . В момент инверсии наблюдается не только смена знака поля, но и временное уменьшение его величины, что открывает доступ к поверхности Земли потоку космического излучения, губительному для живых организмов.

Помимо рассмотренных следует учитывать ещё и другие процессы, развивавшиеся в течение геологической истории планеты и, возможно, вызывавшие критические ситуации в биосфере. Это прежде всего изменение содержания кислорода в гидросфере и атмосфере, колебание содержания углерода и, возможно, водорода, поступающих из недр планеты. Поэтому комплексный анализ глобальных процессов, причастных к экологическим кризисам на доантропогенном этапе развития биосферы, ещё предстоит осуществить. Не исключено, что самые исторически важные события в биосфере были связаны с одновременным действием нескольких факторов.

 

2.2. Вспышки сверхновых звёзд

В 1957 г. русские ученые В. Красовский и Й. Шкловский рассмотрели еще одну возможную космическую причину земных катастроф. В нашей и других галактиках астрономы время от времени наблюдают грандиозные космические явления — вспышки сверхновых звезд. Некоторые звезды, которые существенным образом не отличаются от других, вдруг вспыхивают и начинают излучать света в миллионы раз больше, чем до  вспышки (рис. 3)

 В нашей  Галактике последнее такое событие  было зафиксировано старинными  китайскими астрономами, которые  описали появление «звезды-гостьи». Эта звезда была настолько яркой, что ее наблюдали даже днем, она была ярче Венеры и уступала светимостью лишь Луне. Через несколько месяцев звезда постепенно угасла. Современные астрономы на месте «звезды-гостьи» наблюдают Крабовидную туманность — светящуюся газовую оболочку  сверхновой звезды, которая продолжает расширяться после вспышки.

Установлено, что взрыв сверхновой звезды сопровождается очень большими дозами ультрафиолетового и рентгеновского излучения и потоками космических лучей высокой энергии. К счастью, вспышка сверхновой звезды в Крабовидной туманности состоялся очень далеко от Земли — на расстоянии свыше 1 тыс. парсеков, так что эта космическая катастрофа на земную жизнь никак не повлияла. И возможны ли, такие грозные явления близ Земли?

В. Красовский и Й. Шкловский подсчитали, что вспышки сверхновых звезд в нашей Галактике происходят в среднем раз на 100 лет, в частности в окраинах Солнечной системы, (на расстоянии до 10 парсеков) раз на 750 млн. лет, а возможно, даже раз на 200 млн. лет. То есть за время существования на Земле биосферы такие явления имели место несколько раз. Какие это могло иметь следствия?

В результате близкой вспышки сверхновой звезды Земля на протяжении нескольких тысячелетий облучалась потоком жестких рентгеновских, ультрафиолетовых и космических лучей. На Земле резко повышался радиационный фон. Все это могло иметь серьезные биологические, прежде всего генетические следствия. Увеличивалась частота мутаций, которые в особенности сильно влияли на долгоживущие организмы. По мнению учёных с такой космической катастрофой

может быть связана, в частности, и гибель динозавров в конце                               мелового периода.

 

Рисунок 3. NGC .Скопление со вспышкой звёздообразования.

 

 

 

 

2.3. Начальный  этап антропогенеза.

 

Итак, «историю можно рассматривать с двух сторон, ее можно разделить на историю природы и историю людей. Однако обе эти стороны неразрывно связаны; до тех пор, пока существуют люди, история природы и история людей взаимно обусловливают друг друга».

Было бы наивно надеяться на то, что этими высказываниями проблема полностью исчерпывается. Они раскрывают лишь наиболее общую закономерность на разных этапах общественного развития.

К сожалению, достоверность сведений по интересующему меня вопросу уменьшается по мере углубления в прошлое. И если историко-географические события последних столетий по большей части подтверждаются документально, по различным картам, описаниям, то события, происходившие десятки тысячелетий назад, приходится восстанавливать по разрозненным фактам, по косвенным данным, исходя из наиболее общих закономерностей (принцип актуализма).

Воздействие человека на ландшафты происходит на фоне естественных изменений, масштабы которых порой бывают значительными.

 

2.4. Ранний палеолит

Ранний палеолит оставил нам очень немного непосредственных следов преобразовательной деятельности человека. Известны комплексы обработанных камней. Эти орудия служат главным источником информации о трудовой деятельности, мышлении, образе жизни и воздействии на природу древних людей.

Изготовление каменного орудия — дело очень трудоемкое, требующее немалого искусства и терпения, — предполагает достаточно высокий умственный уровень создателя. После раннего палеолита, в период мустьерской культуры так называемых классических неандертальцев, изготовлялись каменные рубила, которые можно было использовать как топор, пилку, скребок. Вместе с тем появилось немало специализированных орудий. По данным советского археолога и антрополога С.А.Семёнова, набор орудий  в раннем палеолите соответствует уже 30-40  и более функциям.

Вместе с орудиями труда на временных стоянках древних людей обнаружены многочисленные кости животных — результаты охоты. Судя по этим остаткам, нередко существовала узкая специализация племен, охотившихся почти исключительно на мамонтов, или северных оленей, или диких слонов, или бизонов. Вероятное объяснение этого — абсолютное преобладание в том или ином районе одного вида животных. Причину специализации можно искать и в особенностях технических средств и навыков, приспособленных для определенной добычи.

Было и «универсальное орудие» охоты — огонь. Его наши далекие предки широко использовали уже сто и более тысячелетий назад, что имело далеко идущие экологические последствия, «использование его для самозащиты, для изготовления орудий и. возможно, для охоты. Охотясь, люди поджигали травы и гнали дичь. Суть этого  способа охоты состоит не только в отпугивающем действии огня, но также и в ослепляющем действии дыма. Выдвинутая недавно гипотеза о том, что человек, возможно, ответствен за вымирание некоторых видов фауны раннего плейстоцена, которое происходило при разрушении среды их обитания и источников питания в результате постоянного неконтролируемого использования огня, представляется более приемлемой, чем предположение об истреблении человеком этих животных при помощи обычного ручного оружия.

В первобытном обществе, где труд носил примитивный характер, где уровень производительных сил чрезвычайно низок, природа, по выражению Маркса и Энгельса, противостояла людям как совершенно чуждая и неприступная сила, к которой люди относились совершенно по животному. Но вместе с тем они вынуждены были подчиняться власти природы.

Это "животное отношение" проявляется прежде всего в том, что первобытные люди сами еще не отдавали себе отчета о разрушительных последствиях своей деятельности. Они совершенно спокойно уничтожали не только растительный, но и животный мир (во время охоты убивали животных больше, чем нужно было для прокормления рода или племени). "Вымершие к концу XIX века аборигены Тасмании, которых европейцы застали на стадии развития, соответствующей палеолиту, систематически выжигали растительность на огромных пространствах острова с целью создания более благоприятных условий для жизни и охоты" . С одной стороны, это было  необходимо для более успешного развития производства, поскольку в результате выжигания растительности обрабатываемая площадь расширялась, что давало возможность получения большего количества продуктов. Но, с другой стороны, такое обращение с природой нередко вынуждало первобытные племена покидать насиженные места и переселяться в другие края, что часто сопровождалось болезнями и смертью.

Когда пишут об абсолютной зависимости первобытных людей от природы, то это не следует понимать в буквальном смысле слова. Они от нее зависели в том смысле, что не знали ее законов и потому не могли использовать их в своих интересах. Любое природное явление (засуха, наводнение и т.д.) они представляли как некую внешнюю силу, которую наделяли сверхъестественными атрибутами. Но первобытные люди в принципе удовлетворяли свои потребности. Только при этом следует учесть одно очень важное обстоятельство: их потребности соответствовали уровню развития их производительных сил. Потребности порождаются производством, а последнее имело очень ограниченный характер, поэтому и потребности были очень ограниченны. Люди широко пользовались готовыми продуктами природы, которых было вполне достаточно для того, чтобы в течение небольшого отрезка времени (несколько часов в день) собрать необходимое их количество для племени.