Глава 9. Глобальные изменения в географической оболочке

Науки о Земле выявили грандиозную картину функционирования географической оболочки. В истории нашей планеты имели место, с одной стороны, периодические колебания (например, чередование активных и относительно спокойных тектонических эпох, планетарных трансгрессий и регрессий Мирового океана, ледниковых и межледниковых эпох), а с другой — направленные изменения, которые привели к увеличению мощности стратисферы, контрастности планетарного рельефа, видовому разнообразию органического мира, усложнению ландшафтной структуры и др. Появление человека и постепенное превращение его в «геологическую силу» нарушили сложившиеся в природе равновесия и упорядоченности и стали менять тенденции естественного развития.

В начале XXI в. численность населения Земли превысила 6 млрд человек, и воздействие человека на природу достигло планетарных масштабов. Главными формами этого воздействия являются: выбросы загрязняющих веществ, вырубка лесов, распашка и мелиорация земель, вовлечение в технологические процессы больших масс пресной воды, изменения естественных ландшафтов и превращение их в природно-антропогенные и антропогенные, усиление демографической и социальной нагрузки, расширение специфических форм экономического прессинга и др. Воздействия такого рода, часто осуществляемые на локальной территории, вызывают негативные цепные реакции, охватывающие громадные пространства, что в итоге угрожает географической оболочке, поскольку она целостна и континуальна.

В этих условиях прогноз развития географической оболочки не может опираться только на экстраполяцию природных изменений и принцип актуализма, поскольку в прошлом таких явлений не было. Кроме того, вмешательство человека во многих случаях приводит в движение неравновесные процессы, которые самопроизвольно усиливают начальный импульс (например, эффект прогрессирующего потепления, загрязнение живых организмов пестицидами, обладающими мутагенным действием), и влияние которых на природу почти не выяснено и потому не может быть достоверно оценено. В такой ситуации изучение и прогноз глобальных изменений возможны лишь на основе имитационного моделирования и анализа тех последствий, которые обнаружили себя за последние десятилетия.

В то же время, некоторые явления (нарушение газового баланса и связанные с ним изменения парникового эффекта, сведение лесов, опустынивание) имели место и в прошлом, хотя были вызваны подчас другими причинами. Эта группа возможных изменений может изучаться не только с помощью математического моделирования, но и на основе аналогов прошлой истории Земли (палеогеографическими и другими методами). Метод аналогов дает возможность верификации математических моделей, что повышает их достоверность.

Происходящие изменения, вызванные естественными (внутренними и внешними) и искусственными (антропогенными) факторами, не сразу становятся заметными в географической оболочке в целом, но отражаются в ее отдельных частях. Наиболее чутко и относительно быстро реагирует на изменения воздушная среда, медленнее — водная, наиболее инертна каменная оболочка. Частные изменения в атмосфере благодаря значительной подвижности воздушных масс довольно быстро становятся всеобщими и лежат в основе практически всех глобальных изменений окружающей среды, поскольку состояние атмосферы определяет функционирование гидросферы и литосферы.

Глобальные изменения географической оболочки существенно трансформируют ее параметры и функциональные свойства, вызывая кардинальную перестройку структуры и смену тенденций развития (они практически всегда определялись изменением поступающей к земной поверхности энергии Солнца и Космоса).

Установлено, что чередования ледниковых и межледниковых эпох в истории Земли были обусловлены изменением состояния атмосферы.

Данные обработки кернов гренландских и антарктических ледников показывают, что в последнее межледниковье (110—140 тыс. лет назад) содержание диоксида углерода и метана было на современном уровне (или даже выше), тогда как во время оледенения оно сокращалось почти вдвое. В ледниковые эпохи резко уменьшалось содержание тяжелого изотопа водорода — дейтерия (почти на 25 %) и тяжелого изотопа кислорода (почти на 50%), а концентрации аэрозолей оказались в несколько раз выше современных (до 30 раз на станции Восток, до 27 раз на станции Купол-С, в 8 раз на станции Берд), что свидетельствует о значительной запыленности атмосферы.

Состав аэрозольного материала позволяет говорить об усилении атмосферной циркуляции (рис. 9.1). Эти и другие изменения состава атмосферы вызвали колебания приземной температуры примерно на 8—10°С. Полученные результаты были подтверждены исследованиями донных колонок океанического бурения, что позволяет считать отмеченные зависимости характерными для географической оболочки в целом и учитывать их при анализе современных изменений. Заметим, что современная эпоха является поздне-послеледниковьем, когда природа развивается в сторону межледниковья, что предполагает постепенное возрастание приземных температур воздуха и воды, носящее направленный, ритмично-колебательный характер.

Рис. 9.1. Содержание дейтерия в ледяном керне со станции «Восток» до глубины 2755 м (по В. М. Котлякову, 2000). Латинскими буквами обозначены климатические стадии

Определяя современные тенденции и причины развития географической оболочки и ее отдельных компонентов, необходимо не только аргументированно констатировать новые параметры окружающей среды и их конкретное отражение в ландшафтных системах, но и правильно оценивать роль естественных и антропогенных составляющих. Многообразный спектр прогнозов о будущем Земли связан с различиями в оценках естественных и антропогенных факторов и их временной роли. Отсюда и широкий диапазон представлений о современном состоянии географической оболочки и ее будущем — от непременного сохранения природы в ее нынешнем состоянии до кардинальных изменений, грозящих глобальной экологической катастрофой.

Условно точки зрения на глобальные изменения географической оболочки и их последствия можно объединить в три группы, в которых представлены как традиционные, так и новые взгляды, основанные на переосмыслении прежних данных с учетом современных достижений.

Среди представителей традиционных взглядов различают оптимистов и пессимистов. Малочисленные оптимисты считают, что природные силы достаточно велики, поэтому естественные тенденции развития превышают антропогенные нагрузки и природа может восстановить разрушенное человеком, особенно после прекращения или изменения воздействий. Одна группа пессимистов утверждает, что любые антропогенные влияния пагубны для природы и в настоящее время фактически необратимы, так как стали превышать природную составляющую географической оболочки. Другая усиливает пессимизм, говоря о неизбежности экологической катастрофы, и призывает противодействовать любым антропогенным преобразованиям (большая часть «зеленых» и экологистов), либо существенно уменьшить влияние антропогенной деятельности, всячески максимизируя ее роль в фактически наступившем экологическом апокалипсисе планеты (алармисты, армагедонисты, экологические мазохисты).

Представители новых оптимистических взглядов (А.Л.Яншин, Ю. П. Селиверстов и др.) на основе переоценки роли каждого фактора в глобальных изменениях окружающей среды делают вывод о том, что в настоящее время естественные силы развития явно превосходят антропогенные, значение которых существенно, но не катастрофично для географической оболочки. Последняя в прошлом неоднократно переживала состояния, близкие к современным, всегда сохраняя свое изменчивое разнообразие и жизнестойкость.

Сторонники новых идей, число которых растет, доказывают отсутствие глобального экологического кризиса и несостоятельность рассуждений об антропогенных воздействиях как причине этого кризиса. Они видят иные причины потепления климата, фактически мало связанные с деятельностью людей, по-другому оценивают состояние растительности земного шара, роль количественных колебаний озона и его пространственной распространенности. Большой аналитический материал представляет сторонник этого направления К. Я. Кондратьев.

Таким образом, глобальные изменения в географической оболочке в настоящее время рассматриваются как результат естественных тенденций эволюции планеты и антропогенных воздействий. Их можно классифицировать как возникшие:

1) под воздействием внутренних преобразований, обычно в пределах частной сферы и без принципиальной перестройки реальной системы;

2) под воздействием внутренних и, главное, внешних факторов, когда трансформируются отдельные геосферы и их взаимоотношения в пределах географической оболочки, которая довольно существенно изменяется, что приводит к перестройке системы и появлению новых качеств.

Первые изменения обычны для естественно развивающихся систем, вторые свойственны эволюционирующей глобальной системе, в которой в последние столетия стали возникать антропогенные новообразования, заметно изменившие ее облик.