Техносфера превратилась в геологическую среду: Масса рукотворного материала уже сильно превысила массу всей биосферы Земли
Английский научный журнал Anthropocene Review опубликовал исследование большой группы ученых: 25 человек - из Великобритании (в основном сотрудники департамента геологии Университета Лестера), США, Канады, Австралии, Норвегии, Испании, Швейцарии, Бразилии, Франции, Германии, Кении. Но интригует не это, а название статьи этого интернационального коллектива: "Масштаб и разнообразие физической техносферы: геологическая перспектива" (Scale and diversity of the physical technosphere: A geological perspective).
В коротком резюме статьи авторы отмечают: "Мы оцениваем масштабы и степень распространения физической техносферы (то есть всего созданного руками человека. - "НГН"), определяемой как суммарный выход материала современной производственной деятельности человека. Это включает в себя активные городские, сельскохозяйственные и морские компоненты, используемые для поддержания энергетических и материальных потоков для текущей человеческой жизни, и растущий слой отходов, в настоящее время только в небольшой части возвращают обратно в активный компонент".
Итак, по оценкам ученых (надо сказать, весьма предварительным), масса техносферы, созданной человеком, сегодня превышает 3 х 1013 (30 трлн) т! Вся органика, которую успела сотворить природа за 4,5 млрд лет существования Земли, вся биомасса, включая и самого Homo sapiens, весит около 2,5 трлн т. Почти 95% из этих 30 трлн т приходится всего на пять компонентов: города (36,9%), сельское жилье (20,9%), выгоны (16,7%), пахотные земли (12,5%), площади траления морского дна (7,5%). Для сравнения: замыкают список железные дороги - их вклад в массу глобальной техносферы оценивается в 2 х 1010 т (0,1%).
Но мало того, и видовое разнообразие техносферы уже на три порядка (в тысячу раз) превышает число ныне живущих видов биологических организмов. Авторы статьи приняли в своих расчетах количество биологических видов равным 8,7 млн. Хотя существуют и другие оценки. Так, число видов эукариотических организмов (то есть имеющих ядро в живой клетке), уже описанных и предположительно существующих, колеблется в диапазоне от 3 до 100 млн. По последним на сегодняшний день оценкам, таких видов от 5 до 15 млн.
Доктор технических наук, профессор Московского энергетического института Борис Кудрин по просьбе "НГН", прокомментировал статью в журнале Anthropocene Review: "Давайте взглянем на проблему вот под каким углом. Количество устойчивых элементарных частиц может быть оценено числом 10. Из них природа создала 10 в квадрате (100=102) устойчивых химических элементов. Из этих элементов в результате физических и химических процессов время создало мертвый физический мир Земли, количество всевозможных минералов на которой не превосходит 10 000 (1002=104). Затем, неизвестно почему и как, появилась жизнь с уже своим многообразием, определяемым отбором Дарвина или Шмальгаузена (может, и каким-либо иным), приведшим к общему количеству видов около 100 000 000 (10 0002=108)".
В связи с этим авторы статьи подчеркивают один важный аспект развития техносферы - разнообразие и быстрое развитие ее технологических компонентов. "Физическая техносфера включает в себя большое, быстро растущее разнообразие сложных объектов, являющихся потенциальными окаменелостями следов или technofossils (техноископаемыми), - отмечается в статье. - Если оценивать по палеонтологическим критериям, разнообразие техноископаемых уже превышает известные оценки биологического разнообразия и может превысить общее биологическое разнообразие за всю историю Земли".
Не без иронии оценивал эту ситуацию доктор геолого-минералогических наук, профессор Александр Портнов: "Грандиозные горные хребты отходов, отвалов, помоек изменят лицо планеты, создадут новые горные ландшафты". Можно сказать, что цивилизация оставляет после себя прежде всего переполненные сортиры, которые через сотни и тысячи лет археологи назовут культурным слоем. (см. "НГН" от 27.02.08).
Профессор Кудрин смотрит еще дальше. "Теперь перейдем к предельному общему количеству видов изделий, которое ежегодно смогут выпускать в мире, - предлагает он. - По аналогии может быть названо число технических (технетических) видов - 1016. Тогда, собственно, и должен произойти крах нашей цивилизации, точнее, смена ее техноинтеллектуальным миром - технотронной цивилизацией. Сейчас в мире, по моей оценке, ежегодно выпускается 1012 видов продукции при средней стоимости продажи особи одного вида 1,5 долл. США и при средней численности популяции этого усредненного вида 300 особей; это число, по-видимому, во времени устойчивое".
В итоге геологи - авторы статьи приходят к следующим заключениям. Удельная масса техносферы составляет 50 кг/м2 поверхности Земли. И это на пять порядков (105) больше, чем биомасса всех людей на планете (по некоторым оценкам, она составляет около 0,3 Гт). "Огромные масштабы техносферы по сравнению с доантропогенными системами становятся еще более очевидными, если учесть, что человеческая биомасса более чем в два раза больше, чем биомасса всех крупных наземных позвоночных животных, которые были характерны для Земли до человеческой цивилизации, - пишут авторы. - И это на порядок больше, чем биомасса всех ныне существующих диких наземных позвоночных".
Но важна не эта констатация сама по себе. "Сегодня человеческое влияние на материалы распространяется по всему миру, в том числе глубоко под землей и в космическое пространство", - подчеркивают авторы статьи. И с ними трудно не согласиться.
Человечество производит в единицу времени больше породы - бетона, чем это когда-либо делала природа, а темпы вымирания животных и растений за единицу времени превзошли все расчетные данные за любой отрезок геологического времени последних 500 млн лет. Поэтому ученые из Университета Лестера уже несколько лет назад и предложили ввести новое геохронологическое понятие - "эра антропоцена".
Однако новая эпоха, о которой говорят сегодня английские ученые, наступает не вследствие каких-то глубинных изменений внутри Земли или в результате внеземного воздействия. Причина перехода на новую стадию - деятельность человека. Отсюда и название - антропоцен. Англичане уверены, что антропоцен - это уже реальность, данная нам в ощущениях.
Каковы же основные признаки антропоцена? Вот некоторые примеры.
Трансформировано почти 50% поверхности суши, что породило потери биоразнообразия (например, треть амфибий, где бы они ни проживали, уже на грани вымирания или вымерли), нарушение биогеохимических круговоротов, изменение климата и свойств почвы; синтетическая (антропогенно обусловленная) фиксация азота и применение его в удобрениях превосходят масштабы природно обусловленной фиксации за счет всех экосистем суши; человек использует более половины всей доступной пресной воды, особенно быстро истощаются ресурсы грунтовых вод; в атмосфере существенно возросла концентрация парниковых газов; подверглись радикальным изменениям прибрежные и морские экосистемы - около 22% регионов морского рыболовства переэксплуатируются, а 44% находятся на пределе возможности возобновления ресурсов (Вестник РАН, 2002, т. 72, № 7).
Человечество не нарушает равновесия биосферы до тех пор, пока оно поглощает менее 1% первичной продукции биоты. В настоящее время ее потребление людьми превысило 10%. Сегодня более 60% суши освоено человеком и покрыто сильно разрушенной биотой. Другими словами, современная мощность цивилизации уже более чем достаточна для полного уничтожения ненарушенной биоты на всей планете.
"Не очевиден, но весьма правдоподобен вывод Энрико Ферми (1950), что всякая цивилизация, технологически достаточно развитая, чтобы вступить в коммуникацию с другой разумной цивилизацией, обречена на самоуничтожение. Говорят, что это произойдет в результате техногенной катастрофы, и предполагают такие глобальные катастрофы не позднее середины следующего века, - отмечает профессор Борис Кудрин. - Но, может, все проще: развитие парникового эффекта, озоновые дыры, всеобщее облучение человечества (электромагнитный фон вырос в 10 тыс. раз по сравнению с домаксвелловскими временами, но без компьютеров и электромагнитных сигналов цивилизация уже невозможна), лекарствофикация (в России число устойчивых штаммов к антибиотикам streptokokkus pnevmonie - 4%, в США - 20%, в Испании - 40%) и др. приведут к определенному мутационному необратимому вырождению.
Проблемы, проблемы, проблемы... Я не предлагаю скоропалительных решений, но призываю активно изучать объективные законы существования и эволюции технической реальности".
А ведь были времена, и по историческим меркам, совсем недавние, когда о такой техногенной трансформации биоты люди говорили с нескрываемой гордостью. Автор знаменитого политэкономического бестселлера "Добыча: Всемирная история борьбы за нефть, деньги и власть" Дэниел Ергин приводит такой пример.
В 1956 году президент США Дуайт Д. Эйзенхауэр подписал "Закон об автомагистралях между штатами", согласно которому планировалось построить 42 500 миль автомобильных шоссе, которые создавали общенациональную автодорожную сеть. "Площадь всего дорожного покрытия такова, что на ней могут разместиться две трети всех автомобилей США, - с понятным пафосом заявлял Эйзенхауэр. - Из бетона, пошедшего на строительство дорог, можно было бы... проложить шесть пешеходных дорог до Луны. Бульдозеры и экскаваторы перевернули столько земли, что ею можно бы было засыпать весь Коннектикут глубиной на два фута".
Это то, о чем говорил еще академик Владимир Вернадский: эволюция человека разумного на Земле превратилась в геологический процесс. "Научная работа, научная мысль констатируют новый фактор первостепенного геологического значения в истории планеты. Этот факт заключается в выявлении создаваемой историческим процессом новой психозойской или антропогенной геологической эры. В сущности, она палеонтологически определяется появлением человека, - писал еще в 1936 году академик Владимир Вернадский. - Такое более заметное влияние человека на изменение поверхности планеты может считаться со времени 80-100 тыс. лет назад".
Как бы там ни было, но в одном, кажется, ученые правы: "Быстрое преобразование большей части поверхности массы Земли в техносферу и ее бесчисленные компоненты подчеркивает новизну текущей планетарной трансформации".
Андрей Морозов
В коротком резюме статьи авторы отмечают: "Мы оцениваем масштабы и степень распространения физической техносферы (то есть всего созданного руками человека. - "НГН"), определяемой как суммарный выход материала современной производственной деятельности человека. Это включает в себя активные городские, сельскохозяйственные и морские компоненты, используемые для поддержания энергетических и материальных потоков для текущей человеческой жизни, и растущий слой отходов, в настоящее время только в небольшой части возвращают обратно в активный компонент".
Итак, по оценкам ученых (надо сказать, весьма предварительным), масса техносферы, созданной человеком, сегодня превышает 3 х 1013 (30 трлн) т! Вся органика, которую успела сотворить природа за 4,5 млрд лет существования Земли, вся биомасса, включая и самого Homo sapiens, весит около 2,5 трлн т. Почти 95% из этих 30 трлн т приходится всего на пять компонентов: города (36,9%), сельское жилье (20,9%), выгоны (16,7%), пахотные земли (12,5%), площади траления морского дна (7,5%). Для сравнения: замыкают список железные дороги - их вклад в массу глобальной техносферы оценивается в 2 х 1010 т (0,1%).
Но мало того, и видовое разнообразие техносферы уже на три порядка (в тысячу раз) превышает число ныне живущих видов биологических организмов. Авторы статьи приняли в своих расчетах количество биологических видов равным 8,7 млн. Хотя существуют и другие оценки. Так, число видов эукариотических организмов (то есть имеющих ядро в живой клетке), уже описанных и предположительно существующих, колеблется в диапазоне от 3 до 100 млн. По последним на сегодняшний день оценкам, таких видов от 5 до 15 млн.
Доктор технических наук, профессор Московского энергетического института Борис Кудрин по просьбе "НГН", прокомментировал статью в журнале Anthropocene Review: "Давайте взглянем на проблему вот под каким углом. Количество устойчивых элементарных частиц может быть оценено числом 10. Из них природа создала 10 в квадрате (100=102) устойчивых химических элементов. Из этих элементов в результате физических и химических процессов время создало мертвый физический мир Земли, количество всевозможных минералов на которой не превосходит 10 000 (1002=104). Затем, неизвестно почему и как, появилась жизнь с уже своим многообразием, определяемым отбором Дарвина или Шмальгаузена (может, и каким-либо иным), приведшим к общему количеству видов около 100 000 000 (10 0002=108)".
В связи с этим авторы статьи подчеркивают один важный аспект развития техносферы - разнообразие и быстрое развитие ее технологических компонентов. "Физическая техносфера включает в себя большое, быстро растущее разнообразие сложных объектов, являющихся потенциальными окаменелостями следов или technofossils (техноископаемыми), - отмечается в статье. - Если оценивать по палеонтологическим критериям, разнообразие техноископаемых уже превышает известные оценки биологического разнообразия и может превысить общее биологическое разнообразие за всю историю Земли".
Не без иронии оценивал эту ситуацию доктор геолого-минералогических наук, профессор Александр Портнов: "Грандиозные горные хребты отходов, отвалов, помоек изменят лицо планеты, создадут новые горные ландшафты". Можно сказать, что цивилизация оставляет после себя прежде всего переполненные сортиры, которые через сотни и тысячи лет археологи назовут культурным слоем. (см. "НГН" от 27.02.08).
Профессор Кудрин смотрит еще дальше. "Теперь перейдем к предельному общему количеству видов изделий, которое ежегодно смогут выпускать в мире, - предлагает он. - По аналогии может быть названо число технических (технетических) видов - 1016. Тогда, собственно, и должен произойти крах нашей цивилизации, точнее, смена ее техноинтеллектуальным миром - технотронной цивилизацией. Сейчас в мире, по моей оценке, ежегодно выпускается 1012 видов продукции при средней стоимости продажи особи одного вида 1,5 долл. США и при средней численности популяции этого усредненного вида 300 особей; это число, по-видимому, во времени устойчивое".
В итоге геологи - авторы статьи приходят к следующим заключениям. Удельная масса техносферы составляет 50 кг/м2 поверхности Земли. И это на пять порядков (105) больше, чем биомасса всех людей на планете (по некоторым оценкам, она составляет около 0,3 Гт). "Огромные масштабы техносферы по сравнению с доантропогенными системами становятся еще более очевидными, если учесть, что человеческая биомасса более чем в два раза больше, чем биомасса всех крупных наземных позвоночных животных, которые были характерны для Земли до человеческой цивилизации, - пишут авторы. - И это на порядок больше, чем биомасса всех ныне существующих диких наземных позвоночных".
Но важна не эта констатация сама по себе. "Сегодня человеческое влияние на материалы распространяется по всему миру, в том числе глубоко под землей и в космическое пространство", - подчеркивают авторы статьи. И с ними трудно не согласиться.
Человечество производит в единицу времени больше породы - бетона, чем это когда-либо делала природа, а темпы вымирания животных и растений за единицу времени превзошли все расчетные данные за любой отрезок геологического времени последних 500 млн лет. Поэтому ученые из Университета Лестера уже несколько лет назад и предложили ввести новое геохронологическое понятие - "эра антропоцена".
Однако новая эпоха, о которой говорят сегодня английские ученые, наступает не вследствие каких-то глубинных изменений внутри Земли или в результате внеземного воздействия. Причина перехода на новую стадию - деятельность человека. Отсюда и название - антропоцен. Англичане уверены, что антропоцен - это уже реальность, данная нам в ощущениях.
Каковы же основные признаки антропоцена? Вот некоторые примеры.
Трансформировано почти 50% поверхности суши, что породило потери биоразнообразия (например, треть амфибий, где бы они ни проживали, уже на грани вымирания или вымерли), нарушение биогеохимических круговоротов, изменение климата и свойств почвы; синтетическая (антропогенно обусловленная) фиксация азота и применение его в удобрениях превосходят масштабы природно обусловленной фиксации за счет всех экосистем суши; человек использует более половины всей доступной пресной воды, особенно быстро истощаются ресурсы грунтовых вод; в атмосфере существенно возросла концентрация парниковых газов; подверглись радикальным изменениям прибрежные и морские экосистемы - около 22% регионов морского рыболовства переэксплуатируются, а 44% находятся на пределе возможности возобновления ресурсов (Вестник РАН, 2002, т. 72, № 7).
Человечество не нарушает равновесия биосферы до тех пор, пока оно поглощает менее 1% первичной продукции биоты. В настоящее время ее потребление людьми превысило 10%. Сегодня более 60% суши освоено человеком и покрыто сильно разрушенной биотой. Другими словами, современная мощность цивилизации уже более чем достаточна для полного уничтожения ненарушенной биоты на всей планете.
"Не очевиден, но весьма правдоподобен вывод Энрико Ферми (1950), что всякая цивилизация, технологически достаточно развитая, чтобы вступить в коммуникацию с другой разумной цивилизацией, обречена на самоуничтожение. Говорят, что это произойдет в результате техногенной катастрофы, и предполагают такие глобальные катастрофы не позднее середины следующего века, - отмечает профессор Борис Кудрин. - Но, может, все проще: развитие парникового эффекта, озоновые дыры, всеобщее облучение человечества (электромагнитный фон вырос в 10 тыс. раз по сравнению с домаксвелловскими временами, но без компьютеров и электромагнитных сигналов цивилизация уже невозможна), лекарствофикация (в России число устойчивых штаммов к антибиотикам streptokokkus pnevmonie - 4%, в США - 20%, в Испании - 40%) и др. приведут к определенному мутационному необратимому вырождению.
Проблемы, проблемы, проблемы... Я не предлагаю скоропалительных решений, но призываю активно изучать объективные законы существования и эволюции технической реальности".
А ведь были времена, и по историческим меркам, совсем недавние, когда о такой техногенной трансформации биоты люди говорили с нескрываемой гордостью. Автор знаменитого политэкономического бестселлера "Добыча: Всемирная история борьбы за нефть, деньги и власть" Дэниел Ергин приводит такой пример.
В 1956 году президент США Дуайт Д. Эйзенхауэр подписал "Закон об автомагистралях между штатами", согласно которому планировалось построить 42 500 миль автомобильных шоссе, которые создавали общенациональную автодорожную сеть. "Площадь всего дорожного покрытия такова, что на ней могут разместиться две трети всех автомобилей США, - с понятным пафосом заявлял Эйзенхауэр. - Из бетона, пошедшего на строительство дорог, можно было бы... проложить шесть пешеходных дорог до Луны. Бульдозеры и экскаваторы перевернули столько земли, что ею можно бы было засыпать весь Коннектикут глубиной на два фута".
Это то, о чем говорил еще академик Владимир Вернадский: эволюция человека разумного на Земле превратилась в геологический процесс. "Научная работа, научная мысль констатируют новый фактор первостепенного геологического значения в истории планеты. Этот факт заключается в выявлении создаваемой историческим процессом новой психозойской или антропогенной геологической эры. В сущности, она палеонтологически определяется появлением человека, - писал еще в 1936 году академик Владимир Вернадский. - Такое более заметное влияние человека на изменение поверхности планеты может считаться со времени 80-100 тыс. лет назад".
Как бы там ни было, но в одном, кажется, ученые правы: "Быстрое преобразование большей части поверхности массы Земли в техносферу и ее бесчисленные компоненты подчеркивает новизну текущей планетарной трансформации".
Андрей Морозов