Экология

Антропогенный период, т. е. период, в котором возник человек, является революционным в истории Земли. Человечество проявляет себя как величайшая геологическая сила по масштабам своей деятельности на нашей планете. А если вспомнить о непродолжительности времени существования человека по сравнению с жизнью планеты, то значение его деятельности предстанет еще яснее.

Технические возможности человека изменять природную среду стремительно возрастали, достигнув своей высшей точки в эпоху научно-технической революции. Ныне он способен осуществить такие проекты преобразования природной среды, о которых еще сравнительно недавно не смел и мечтать.

Казалось бы, человек становится все менее зависим от природы, подчиняя ее своему влиянию, преображая в соответствии со своими целями. Однако все чаще слышатся слова «охрана природы», «экологический кризис» и т. п. Выяснилось, что рост могущества человека ведет к увеличению отрицательных для природы и в конечном счете опасных для существования человека последствий его деятельности, значение которых только сейчас начинает осознаваться.

Многочисленные научные данные показывают, что экологическая обстановка на нашей планете не была всегда одной и той же. Более того, она испытывала резкие перемены, отражавшиеся на всех ее компонентах. Одно из таких глобальных изменений произошло, по-видимому, на самом начальном этапе развития жизни на Земле, когда в результате деятельности живого вещества атмосфера нашей планеты резко изменилась, в ней появился кислород, и за счет этого была обеспечена возможность дальнейшего становления и распространения жизни. Живые существа создали нужную им атмосферу. В процессе своей эволюции живое вещество, преображаясь само и одновременно изменяя косную материю, сформировало биосферу – неразрывную целостную систему живых и косных компонентов нашей планеты. Процесс становления ее идет через выявление и разрешение противоречий между отдельными компонентами, и периоды резкого обострения противоречий могут быть названы экологическими кризисами.

Становление и развитие человеческого общества сопровождалось локальными и региональными экологическими кризисами антропогенного происхождения. Можно сказать, что шаги человечества вперед по пути научно-технического прогресса неотступно сопровождали, как тень, негативные моменты, резкое обострение которых приводило к экологическим кризисам. Но ранее имели место локальные и региональные кризисы, поскольку само воздействие человека на природу носило преимущественно локальный и региональный характер и никогда не было столь значительным, как в современную эпоху. Древние охотники могли, истребив животных на какой-либо территории, перейти на другое место; древние земледельцы могли, если почва подвергалась эрозии и продуктивность ее снижалась, освоить новые земли. Правда, такие переселения зачастую сопровождались социальными потрясениями (которые с каждой новой эпохой становились все более драматичными), но тем не менее теоретически и практически они были осуществимы.

В настоящее время представляется обоснованной точка зрения, согласно которой плотность заселения Земли приближается к критической. Население земного шара растет по экспоненте, о чем предупреждал еще Мальтус. В начале нашей эры на Земле находилось 250 млн человек. Понадобилось 1,5 тыс. лет для того, чтобы оно удвоилось. К началу XIX века население планеты достигло 1 млрд, а уже в 1987 году на Земле жило 5 млрд человек, причем на прибавление последнего миллиарда ушло всего 12 лет. Сейчас население Земли более 6 млрд.

Нынешние темпы роста таковы, что для обеспечения даже тех условий существования, каковы на Земле сейчас, каждое вновь появляющееся поколение обязано построить (и, стало быть, потребить соответствующее количество ресурсов биосферы) новую техноструктуру, равную той, которая в настоящий момент существует на Земле. Задачи беспрецедентные. Насколько они выполнимы? Тревога, которую испытывают в связи с этим, вполне обоснованна, если, скажем, рациональный предел расширения земледелия оценить в 2,7 млрд га. Встречаются весьма оптимистические заявления о том, что Земля может прокормить до 700 млрд человек. Но большинство ученых считают, что оптимальное количество жителей планеты не должно превышать 12–20 млрд. Некоторые же демографы полагают, что на Земле живет уже сейчас больше оптимального «золотого миллиарда».

Проблема небывалого увеличения давления на биосферу растущего населения планеты становится все более острой. Особенно сложна и печальна картина на уровне отдельных регионов и стран, в которых ежегодно умирают с голоду миллионы человек. Подъем жизненного уровня населения этих районов, для которых зачастую характерны самые высокие темпы прироста населения, составляет одну из основных задач человечества, трудность выполнения которой объясняется хотя бы тем, что даже при сохранении нынешней численности населения планеты для равного обеспечения всех на уровне высокоразвитых регионов необходимо стократное увеличение получаемых материальных благ и многократное увеличение производства продуктов питания. В то же время в других районах Земли, характеризующихся высоким уровнем давления на биосферу, беспокойство вызывает слишком незначительный прирост численности населения или даже его сокращение.

В нашей стране, несмотря на ее огромные размеры и природные богатства, население сокращается на 1 млн в год, а средняя продолжительность жизни мужчин уменьшилась до 58 лет, что в целом свидетельствует о процессе депопуляции.

В некоторых же других странах проводятся целенаправленные работы по планированию семьи с целью снижения темпов роста населения.

К ощущению современным человеком временной ограниченности жизни прибавилось осознание пространственной ограниченности нашей среды обитания, хотя последствия человеческой деятельности и в пространственном, и во временном отношении с каждым годом становятся все более продолжительными и внушительными.

Характерной особенностью нашего времени является интенсификация и глобализация воздействия человека на окружающую его природную среду, что сопровождается небывалыми ранее интенсификацией и глобализацией негативных последствий этого воздействия. И если раньше человечество испытывало локальные и региональные экологические кризисы, которые могли привести к гибели какой-либо цивилизации, но не препятствовали дальнейшему прогрессу человеческого рода в целом, то теперешняя экологическая ситуация чревата глобальным экологическим коллапсом, поскольку современный человек разрушает механизмы целостного функционирования биосферы в планетарном масштабе. Кризисных точек как в проблемном, так и в пространственном смысле становится все больше, и они оказываются тесно связанными между собой, образуя становящуюся все более частой сеть. Именно это обстоятельство и позволяет говорить о наличии глобального экологического кризиса и угрозе экологической катастрофы.

Рассмотрим более подробно современную экологическую ситуацию на нашей планете. Процессы жизнедеятельности человека можно в общем плане представить следующим образом. Человек берет у природной среды необходимые ему вещества, энергию и информацию, преобразовывает их в полезные для себя продукты (материальные и духовные) и возвращает в природу отходы своей деятельности, образующиеся как при преобразовании исходных веществ, так и при использовании изготовленных из них продуктов. Материально-производственная часть деятельности человека выражается в незамкнутой цепи:

Каждый из этих элементов влечет за собой помимо всего прочего негативные последствия, которые можно разделить (конечно же, до некоторой степени условно) на реальные отрицательные последствия, ощутимые сейчас (например, загрязнение природной среды, эрозия почвы и т. д.) и потенциальные опасности (исчерпание ресурсов, техногенные катастрофы и др.).

То, что глобальный экологический кризис является обратной стороной НТР, подтверждает тот факт, что именно те достижения научно-технического прогресса, которые послужили отправной точкой объявления о наступлении НТР, привели и к самым мощным экологическим катастрофам на нашей планете. В 1945 году была создана атомная бомба, свидетельствуя о новых невиданных возможностях человека. В 1954 году была построена первая в мире атомная электростанция в Обнинске, и на «мирный атом» возлагалось много надежд. А в 1986 году произошла самая крупная в истории Земли техногенная катастрофа на Чернобыльской АЭС как следствие попытки «приручить» атом и заставить его работать на себя.

В результате этой аварии выделилось больше радиоактивных материалов, чем при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки. Человечество столкнулось с такими техногенными катастрофами, которые вполне могут претендовать на статус суперрегиональных, если не глобальных.

Особенность радиоактивного поражения в том, что оно способно убить безболезненно. Боль, как известно, является эволюционно развитым защитным механизмом, но «коварство» атома состоит в том, что в данном случае этот предупредительный механизм не включается.

Чернобыльская авария затронула более 7 млн человек и коснется еще многих. Радиационное заражение влияет не только на здоровье живущих ныне, но и тех, кому предстоит родиться. Средства же на ликвидацию последствий катастрофы могут превысить экономическую прибыль от работы всех АЭС на территории бывшего СССР.

Чернобыль разрешил споры о том, можем ли мы говорить об экологическом кризисе на нашей планете или всего-навсего об экологических трудностях, переживаемых человечеством, и насколько уместны слова об экологических катастрофах. Чернобыль был экологической катастрофой, захватившей несколько стран, последствия которой трудно полностью предугадать.

Второй крупнейшей катастрофой суперрегионального масштаба является высыхание Аральского моря. Еще несколько десятилетий назад газеты прославляли строителей Каракумского канала, благодаря которому вода пришла в бесплодную пустыню, превратив ее в цветущий сад. Но прошло немного времени, и выяснилось, что победные реляции о «покорении» природы оказались опрометчивыми. Полезный эффект от орошения был далек от расчетного, почвы на громадной территории оказались засоленными, вода в многочисленных каналах стала высыхать, и вслед за этим приблизилась катастрофа, которая в отличие от чернобыльской не случилась мгновенно в результате аварии, а понемногу подбиралась годами, с тем чтобы предстать во всем своем ужасающем виде.

В настоящее время площадь Арала уменьшилась на 1/2, а ветры принесли токсичные соли с его дна на плодородные земли, отдаленные на тысячи километров. «В питьевую воду попало такое количество химических сбросов, что матери в районе Аральского моря не могут кормить грудью своих детей, не подвергая их риску отравления» (М. Фешбах, А. Френдли. Экоцид в СССР. М., 1992, с. 2). Спасти Арал уже не удастся, и этот отрицательный опыт преобразования лика Земли по-своему подтверждает вывод Вернадского о том, что человек стал величайшей геологической силой на нашей планете.

Чтобы не создалось впечатление, что экологические катастрофы происходят только на территории СССР, упомянем о катастрофе, вызванной вырубанием тропических лесов Бразилии, что может повлиять на изменение климата на планете с последствиями, которые трудно представить в полном объеме.

Перейдем теперь к другим реальным экологически негативным последствиям. Проблема загрязнения природной среды становится столь острой как из-за объемов промышленного и сельскохозяйственного производства, так и в связи с качественным изменением производства под влиянием научно-технического прогресса. Первое обстоятельство связано с тем, что лишь 1–2% используемого природного ресурса остается в конечном произведенном продукте, а остальное идет в отходы, которые – это второе обстоятельство – не усваиваются природой.

Многие металлы и сплавы, которыми пользуется человек, отсутствуют в природе в чистом виде, и, хотя они в какой-то мере подвластны утилизации и вторичному употреблению, часть их рассеивается, накапливаясь в биосфере в виде отходов. Проблема загрязнения природной среды в полный рост встала после того, как в XX в. человек существенно расширил количество используемых им металлов, стал изготавливать синтетические волокна, пластмассы и другие вещества, имеющие свойства, которые не только не известны природе, но даже вредны для организмов биосферы. Эти вещества (количество и разнообразие которых постоянно растет) после их использования не поступают в природный кругооборот. Отходы производственной деятельности все больше загрязняют литосферу, гидросферу и атмосферу Земли. Адаптационные механизмы биосферы не могут справиться с нейтрализацией увеличивающегося количества вредных для ее нормального функционирования веществ, и естественные системы начинают разрушаться.

Конкретных примеров загрязнения природной среды в литературе приведено великое множество. Известны основные источники загрязнения – автомобили, промышленность, теплоэлектростанции. Выявлены и изучены важнейшие загрязнители – окись углерода, соединения свинца, асбестовая пыль, углеводороды, ртуть, кадмий, кобальт и другие металлы и соединения.

Обычно говорят о загрязнении почвы, воды, воздуха, растительных и животных организмов. Совершенно ясно, однако, что в конечном счете это отражается на человеке. Темпы роста отрицательных последствий человеческой деятельности ставят под сомнение не только способность природы справиться с ними, но и адаптационные возможности самого человека.

Все соматические и нейропсихические особенности человеческого организма являются следствием эволюционного развития, результатом формирующего влияния стабильных природных факторов. Резкое изменение этих условий в современную эпоху, наличие физических и химических факторов, с которыми организм никогда в ходе эволюции не взаимодействовал, может привести к тому, что механизмы биологической и социальной адаптации окажутся не в состоянии сработать. «Технический прогресс вызвал к жизни массу новых факторов (новые химические вещества, различные виды радиации и т. д.), перед которыми человек как представитель биологического вида практически беззащитен. У него нет эволюционно выработанных механизмов защиты от их воздействия» (Г. И. Царегородцев. Социально-гигиенические проблемы научно-технического прогресса // Диалектика в науках о природе и человеке. Т. 4. М., 1983, с. 412).

Получено много данных о роли загрязнения природной среды в возникновении различных заболеваний. Загрязнение воздуха в промышленных центрах, по заключению экспертов Всемирной организации здравоохранения, – главная причина распространения хронических бронхитов, катаров верхних дыхательных путей, пневмонии, эмфиземы и одна из причин, вызывающих рак легких.

Явную причинно-следственную связь между загрязнением природной среды и заболеваниями проследить нелегко, потому что причин всегда оказывается много, но тем не менее косвенно определить влияние загрязнения природной среды возможно, поскольку, к примеру, жители особо запыленных мест и работающие на вредных производствах болеют чаще. Ведется статистика экологически обусловленных заболеваний.

Есть звонки и более тревожные. Исполнительный директор программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), созданной после проведения в 1972 году конференции ООН по окружающей среде, М. Толба пишет: «Периоды действия различных канцерогенных загрязнителей окружающей среды на человека все время удлинялись, и сейчас специалисты полагают, что в 60–90 % случаев можно усмотреть прямую или косвенную связь между раком и окружающей средой. Канцерогенные факторы содержатся в воздухе, воде, производственных материалах, пищевых продуктах, табачных изделиях» (когда речь идет о пищевых продуктах, имеются в виду прежде всего различные пищевые добавки). «Известно, что многие химические вещества являются канцерогенами; в этой роли выступают, по-видимому, даже медикаменты» (М. Толба. Человек и окружающая среда: причины и следствия // Здоровье мира. 1978, с. 3).

Нужно отметить различные профессиональные заболевания, связанные с работой в загрязненной среде, потому что от загрязняющих веществ страдают в первую очередь те, кто их непосредственно производит.

Иногда трудно проследить, в какой степени следует винить природную среду, скажем, в росте числа психических, сердечно-сосудистых заболеваний, сокращении продолжительности жизни и т. д. Нельзя все переложить на природную среду, однако последняя вносит свой вклад. Хотя и кажется, что человек привык, скажем, к напряженному ритму городской жизни, переуплотненности, но это в конечном счете способствует стрессовым ситуациям и болезням.

Получены настораживающие данные о влиянии загрязнения природной среды на генетический аппарат человека. В местах с высокой степенью загрязненности природной среды стали появляться на свет дети с врожденной желтухой и т. п.

Загрязнение природной среды привело к появлению новых заболеваний, таких как болезнь минамата, вызванная отравлением ртутью, и болезнь итаи-итаи от отравления кадмием.

Особенно острая ситуация сложилась для жителей мегаполисов. В крупных городах объемы твердых отходов резко возрастают, достигая 1 т в год на одного жителя. Сжигание городского мусора, содержащего значительные количества компонентов, которые не подвергаются минерализации в почве (стекло, пластмасса, металл), приводит к дополнительному загрязнению атмосферного воздуха, которое и так, как правило, превышает по большинству агентов предельно допустимые концентрации (ПДК).

70 млн жителей 103 городов бывшего СССР вдыхают воздух, содержащий токсичных веществ в 5 раз больше ПДК. В 66 городах уровень загрязненности в 10 раз больше (для 40 млн).

«Урбанизация нарушает биогеохимические циклы, поскольку город получает продукты, собранные с огромного по площади пространства, изымая с полей и пастбищ множество веществ, но не возвращая их обратно, потому что большая часть этих веществ после использования попадает в сточные воды и отбросы. А те и другие через канализацию со сточными водами переходят, минув поля, в грунтовые воды, в реки и, наконец, аккумулируются в океане» (Человек и среда его обитания // Вопросы философии, 1973, № 3, с. 55).

Некоторые последствия урбанизации пока еще трудно оценить. К таковым относится, например, просадка центральных районов городов, застроенных высотными зданиями, с компенсирующими поднятиями поверхности в пригородах.

Одним из путей предупреждения загрязнения природной среды являются попытки упрятать отходы как можно дальше (как продолжение стратегии «высоких труб»). Соответствующие предложения (например, ликвидация отходов путем сбрасывания их в спрессованном виде в тектонически активные зоны океанов, с тем чтобы они в дальнейшем погрузились в мантию, а также другие подобные предложения) не могут не навести на мысль: а не приведет ли это к еще большим трудностям?

Более половины всех обрабатываемых земель в странах бывшего СССР находятся в серьезной опасности: они или засолены, или подвержены эрозии, или переувлажнены и заболочены, или перенасыщены ядохимикатами.

К вызывающим тревогу последствиям научно-технического прогресса относят изменение фундаментальных физических параметров, в частности повышение шумового фона и радиационного уровня.

Среди потенциальных экологических опасностей отметим вначале те, которые могут актуализироваться в будущем при сохранении существующих тенденций технико-экономического развития. К ним можно отнести опасности исчерпания традиционных видов природных ресурсов, теплового перегрева планеты, разрушения озонового щита, сокращения количества кислорода в атмосфере и др.

Рассмотрим более подробно проблему исчерпания природных ресурсов. Все ресурсы природы можно разделить (до некоторой степени условно) на возобновимые и невозобновимые. Если ресурсы живой природы естественно возобновимы, то лишь небольшая часть ресурсов неживой природы может быть отнесена к таковым. Из невозобновимых природных богатств первостепенное значение имеют полезные ископаемые, т. е. минеральные вещества, которые на данном этапе развития производительных сил добывать из Земли технологически возможно и экономически выгодно для обеспечения потребностей в минеральном сырье.

Темпы роста производительных сил в значительной мере зависят от степени изученности и интенсивности разработки месторождений полезных ископаемых. В условиях невиданно высоких в эпоху научно-технической революции темпов развития промышленности и сельского хозяйства потребности в минеральном сырье стремительно возрастают. Потребление полезных ископаемых заметно опережает рост населения. Предполагается, что и в дальнейшем потребление минерального сырья будет опережать рост населения планеты.

Практическая невозобновимость естественным путем большинства полезных ископаемых ставит перед человечеством сырьевую проблему. Ведь природе требуется много тысяч лет для накопления запасов, к примеру, каменного угля, сжигаемого человеком за 1 год. Безусловно, в прогнозах учитываются лишь обнаруженные месторождения или принимается во внимание возможность небольшого увеличения запасов. Говорить об исчерпании всех полезных ископаемых, когда исследована только ничтожная часть радиуса земного шара, по крайней мере преждевременно. Теоретически все вещество Земли можно рассматривать как потенциальное полезное ископаемое, поскольку в принципе из обыкновенного гранита можно получать железо, цветные металлы, золото и т. д. На практике же проблема природных ресурсов и охраны недр от истощения (в связи с конечностью имеющихся в наличии запасов и дефицитностью некоторых видов минерального сырья) может стоять довольно остро, и это вполне справедливо для современной эпохи.

Некоторые отрицательные моменты интенсификации добычи полезных ископаемых сказываются и в настоящее время. Это прежде всего разрушение горными выработками почвенного покрова. Но не только. Добыча твердых полезных ископаемых в шахтах и откачка нефти и воды по скважинам приводят к осадке поверхности. В Подмосковном и Донецком бассейнах поверхность над выработками осела более чем на 2 м. Закачивание воды в скважины для интенсификации добычи нефти на нефтепромыслах может вызвать землетрясения с магнитудой, равной 6.

Можно отметить и такие негативные моменты, как увеличение затрат на геологоразведочные работы и добычу полезных ископаемых, поскольку найти полезное ископаемое становится все труднее и в разработку приходится вовлекать месторождения с более бедными рудами, находящимися к тому же в более сложных геологических условиях. Научно-технический прогресс требует широкого применения цветных и редких металлов. Но их содержание в руде обычно не превосходит 1–3%. Кроме того, коэффициент извлечения для этих металлов 50–70 %, а для редких металлов – 4-20 %. Остальная порода накапливается в отвалах, увеличивая и без того огромные пространства так называемого «лунного пейзажа».

Существенного улучшения результатов можно достичь при комплексном извлечении полезных компонентов из руды. На некоторых предприятиях эти вопросы решаются, однако так обстоит дело далеко не везде. Потери руды уменьшаются при открытом способе добычи, а большая концентрация предприятий горнодобывающей промышленности создает условия для разработок месторождений с низкой себестоимостью продукции и высокой производительностью труда.

Экономически открытый способ добычи полезных ископаемых выгодней, чем шахтный, но и он влечет за собой отрицательные последствия. Для того чтобы добыть полезные ископаемые таким образом, надо с каждым годом снимать все больше пустой породы, что увеличивает площади, изымаемые из землепользования, и количество пустой породы в отвалах. Из-за запыления местности при открытом способе добычи понижается урожайность сельскохозяйственных культур в близлежащих районах.

Намного лучше, казалось бы, положение с возобновимыми ресурсами. Однако именно их возобновимость вызывала самоуспокоенность и вела к тому, что, истребляя ценные виды животных и растений, человек не думал и зачастую препятствовал их естественному возобновлению. В общей сложности с 1600 года исчезли 226 видов и подвидов позвоночных животных (причем за последние 60 лет – 76 видов) и около 1000 видов находится под угрозой гибели (Р. Л. Смит. Наш дом – планета Земля. М., 1982, с. 188).

Технические средства лова постоянно совершенствуются, в то время как возможности естественного воспроизведения возобновимых ресурсов остаются на прежнем уровне, а если и растут, то не в такой степени, в какой необходимо. Поэтому дальнейшая интенсификация отлова животных может привести ко все более неблагоприятным экологическим последствиям.

К воспроизводимым ресурсам относятся также пресные воды. Их запасы на земном шаре велики, однако потребности в них промышленности, сельского и жилищно-коммунального хозяйства возрастают с огромной быстротой. На производство получающих большое распространение новых металлов (таких, как титан) и особенно на производство химических изделий (например, синтетических волокон) идет в несколько или даже несколько десятков раз больше воды, чем на производство стали. В современных домах со всеми удобствами расход воды намного больше, чем в домах, не оборудованных водопроводом. Интенсивная добыча воды (особенно в больших городах, где плотная застройка препятствует естественному стоку и, следовательно, естественному пополнению самых ценных для человека верхних горизонтов подземных вод) приводит к понижению уровня и постепенному истощению запасов.

Дефицит подземных вод ощущается во многих районах земного шара, например в Бельгии, Германии, Швейцарии. Такая же ситуация в некоторых регионах России и может распространиться на другие. Несколько лет велись исследования проблемы переброски части стока вод северных и восточных рек СССР на юг, но эта проблема не только технически, но особенно экологически исключительно сложна. Были высказаны предположения, что поворот рек может замедлить вращение Земли из-за перемещения огромных масс воды. Пожалуй, самое позитивное экологическое событие последних десятилетий– отказ от этого самоубийственного шага.

Не поспевает за вырубкой воспроизводство лесов. Чтобы вырубить участок леса в 1 га, требуется 1 день, а чтобы вырастить такой участок, нужно 15–20 лет. Кроме того, интенсивная рубка лесов может привести к оползневым процессам, наводнениям и другим разрушительным природным явлениям. Чрезмерная вырубка лесов, так же как и ошибки в ирригационном строительстве, перевыпас скота и др., и в прошлом была источником экологических трудностей и даже одной из причин ослабления и гибели цивилизаций. Этот факт наталкивает на мысль, что за много веков своего существования человек не стал экологически мудрее и не очень-то способен учиться на ошибках предков.

Подводя итог рассмотрению сырьевой проблемы, следует сделать вывод, что ценность каждого вида ресурса с ростом потребности в нем все более возрастает. Поэтому увеличивается и значение охраны природной среды от истощения.

Особо следует сказать о проблеме обеспечения энергетическими ресурсами. Основную приходную часть топливно-энергетического баланса составляет энергия, полученная за счет сжигания минерального топлива. Но запасы нефти и природного газа, по мнению специалистов, могут быть исчерпаны в ближайшем будущем. Перспективы связывают с развитием атомной энергетики, которая способна обеспечить человечество огромным количеством дешевой энергии. Атомная энергетика более благоприятна в смысле предохранения природной среды от теплового и химического загрязнения, однако ее развитие влечет не поддающийся учету риск.

Атомная энергетика таит второй основной тип потенциальных опасностей – тех, которые могут актуализироваться в любой момент в результате случайных обстоятельств. Имеется в виду опасность интенсивного радиоактивного заражения природной среды, которое может произойти не только в результате применения атомного оружия, но также и из-за аварий на АЭС. Нет технических систем со стопроцентной надежностью, поэтому хотя и трудно предугадать, где произойдут новые аварии, но в том, что они будут, сомневаться не приходится. Проблема захоронения радиоактивных отходов также до сих пор не решена.

Впереди и еще одна опасность. При существующих темпах роста энергии, вырабатываемой на Земле, следует ожидать, что ее количество станет соизмеримо в скором времени с количеством энергии, получаемой от Солнца. Ученые указывают на опасность теплового перегрева планеты и превышение энергетических барьеров биосферы.

Опасность теплового перегрева планеты усиливается и в связи с повышением содержания углекислого газа в атмосфере, что ведет к так называемому парниковому эффекту. Сжигание топлива вносит ежегодно в атмосферу не менее 1000 т углекислого газа. Расчеты показывают, что повышение содержания углекислого газа может вызвать глобальное повышение температуры на Земле со всеми вытекающими отсюда последствиями – таянием льдов и т. п.

Ряд ученых, напротив, высказывают предположение о грядущем похолодании на нашей планете под влиянием антропогенной деятельности, связанной с запылением атмосферы и т. д. В любом случае резкие изменения климата (события последних лет говорят о том, что подобные процессы уже имеют место) могут вызвать катастрофические результаты. Здесь уместно напомнить о наличии «триггерного эффекта» в природе, когда незначительное воздействие может повлечь громадные перемены. Нельзя забывать, что экологические процессы экспоненциальны и изменения в природе происходят не только эволюционно. Существуют пороги (энергетические и др.), превышение которых грозит резкими качественными преобразованиями.

Потенциально опасными являются и те процессы, которые сейчас приводят к реальным экологически негативным последствиям. Загрязнение природной среды не только приносит не поддающиеся полному учету потери, но создает риск еще больших неприятностей, особенно если учесть эффект накопления. Так, например, ДДТ, радиоактивные вещества даже спустя немалый срок после попадания в природную среду не утрачивают вредоносных свойств, а, наоборот, накапливаются в живых тканях. Риск истощения почвы и вывеивания ее плодородного слоя также растет по мере увеличения глубины вспашки и интенсификации воздействия на землю.

Потенциальные опасности важнее тех, которые уже в полный рост стоят перед человечеством. Реальные отрицательные последствия можно уменьшить, и мы становимся свидетелями успехов некоторых стран в борьбе с загрязнением природной среды. Потенциальные опасности коварнее, потому что подстерегают неожиданно и не только не уменьшаются, но и имеют тенденцию возрастать по мере роста масштабности человеческой деятельности. Вообще говоря, польза от природопреобразовательного проекта достигается довольно быстро, поскольку с этой целью он осуществлен, тогда как для полного проявления отрицательных последствий, как правило, необходимо время. Чем масштабнее и сложнее проект, тем больше проходит времени до проявления побочных эффектов, тем значительнее они и тем большими неприятностями грозят неполадки в процессе осуществления данного проекта и функционирования созданного объекта. Итак, наряду с традиционными проблемами, которые можно отнести к разряду экологических, – нехваткой продовольствия в слаборазвитых странах, предотвращением стихийных бедствий и т. д. – человечество столкнулось с новыми экологическими трудностями. Оно не избавилось от старых бед, а пришли новые, не менее опасные.

Отдельные регионы планеты, находящиеся на разных ступенях экономического развития, испытывают различные трудности: для развивающихся стран это традиционная проблема нехватки пищевых продуктов, для развитых – перспектива исчерпания природных ресурсов и загрязнения природной среды. Кажется, что перед различными районами Земли стоят противоположные задачи. Так, в странах Юго-Восточной Азии одна из важнейших проблем – это проблема снижения рождаемости, в то время как во многих африканских и некоторых западных странах рост населения считается необходимым для развития промышленности и сельского хозяйства. На самом деле все эти, казалось бы, разрозненные проблемы внутренне связаны между собой, и именно последнее обстоятельство сообщает качественное своеобразие современной экологической ситуации.

Специфика угрозы глобального экологического коллапса заключается не только в недостатке продуктов питания – эта проблема стояла всегда, и не только в исчерпании природных ресурсов, – об этом писали еще в XIX веке. К этим двум прибавились новые, и главная – загрязнение природной среды, вставшая как глобальная проблема в XX веке. Это создало качественно новое состояние взаимоотношений общества с природной средой, одной из самых существенных свойств которого является переплетение и взаимное усиливающее действие друг на друга экологических трудностей. Так, резкое уменьшение водных ресурсов является следствием и интенсивного извлечения их сверх естественного прироста, и загрязнения вод. Другой пример. Сжигание огромного количества топлива, вырубание лесов, загрязнение нефтепродуктами и пестицидами океана (ведущее к гибели в нем растительности – основного поставщика кислорода в атмосферу) – все это вместе взятое сокращает количество кислорода в атмосфере.

Отмечен вызывающий беспокойство эффект синергизма при введении в среду двух и более веществ. «ДДТ мало растворим в морской воде, и, следовательно, его концентрации не слишком опасны для морских организмов. Но ДДТ очень хорошо растворяется в нефти. Поэтому нефть как бы концентрирует ДДТ в поверхностном слое океана, где проводят часть своего жизненного цикла многие морские организмы. А в результате общее действие нефти и ДДТ превосходит влияние каждого из них в отдельности» (Дж. П. Холдрен, П. Р. Эрлих. Человек и экологические аномалии // Курьер ЮНЕСКО. 1974, авг. – сент., с. 25). Понятие синергизма сокоренно с синергетикой – наукой об организации и эволюции неживых структур. Синергизм ведет к точке бифуркации, за которой или распад системы, или ее переход в новое качество. С синергетикой связывают экологию триггерный эффект и автокаталитические петли положительной обратной связи.

Переплетение экологически негативных последствий препятствует попыткам решить какую-либо частную экологическую проблему. При соответствующих усилиях она может быть решена, но это ведет к возникновению и обострению других проблем. Происходит не окончательное решение, а как бы «сдвиг проблем».

Рассмотрим проблему увеличения производства пищевой продукции. Стремление получить больше сельскохозяйственной продукции стимулирует создание искусственных монокультурных систем взамен естественных. Но монокультуры более уязвимы для сорняков, насекомых-вредителей, болезней и особенно чувствительны к климату.

Избирательное уничтожение или существенное уменьшение количества возобновимых природных ресурсов нарушает тонкие и запутанные связи в экосистемах, что проиводит к их обеднению и деградации, нарушению экологического равновесия. Созданные же человеком искусственные биогеоценозы не так стабильны, как естественные. Для повышения их устойчивости к вредителям сельского хозяйства приходится использовать химические средства защиты растений. Однако «широкое использование пестицидов и других ядохимикатов в сельском хозяйстве в ряде случаев приводит к серьезным экологическим последствиям: гибели насекомых (в особенности пчел) и птиц, угрозе для фауны рек, озер и морских водоемов. Возрастающее содержание ядохимикатов в кормах для скота, а также в продуктах питания ведет к накоплению их в организме человека» (Ф. Г. Кротков. Загрязнение окружающей среды и проблемы гигиены // Природа. 1975, № 4, с. 64).

В последнее десятилетие решение пищевой проблемы связывалось с так называемой «зеленой революцией» – выведением новых высокоурожайных сортов растений. Однако «зеленая революция» требует огромного количества минеральных удобрений, применение которых также вызывает отрицательные экологические эффекты. Кроме того, новые селекционные сорта более восприимчивы к вирусным заболеваниям и дают продукцию, хоть и повышенной калорийности, но не обладающую столь же высоким содержанием белка и других компонентов, необходимых человеческому организму. Любое повышение человеком продуктивности экосистем приводит к увеличению затрат на поддержание их в стабильном состоянии вплоть до какого-то предела, когда дальнейшее повышение продуктивности становится невыгодным из-за чрезмерного роста затрат. Американский эколог Л. Браун считает, что в принципе можно получить столько продовольствия, сколько требуется, но это вызовет такое давление на биосферу, которое та не сможет выдержать. Необходимым оказывается стремиться к достижению не максимального, а некоторого компромиссного варианта, который является оптимальным.

Данный пример не только демонстрирует комплексный характер экологической проблемы, но и помогает раскрыть противоречие между современной стратегией воздействия человека на среду его обитания и экологическими закономерностями. Для получения необходимого количества продовольствия человек стремится максимально повысить продуктивность экосистем, однако это желание противоречит направлению их развития. «Если цивилизации свойственно максимально увеличивать продуктивность, то природе свойственно стремиться к максимальной стабильности, и цели эти несовместимы. Как показывают экологические исследования, наиболее сложные и, следовательно, наиболее стабильные экосистемы обеспечивают наименьшую продуктивность. Ее можно повысить, только снижая стабильность экосистем» (Дж. П. Холдрен, П. Р. Эрлих. Цит. соч., с. 21).

Таким образом, решение частной экологической задачи оказывается половинчатым или приводит к сдвигу проблем. Можно получить неограниченное количество продовольствия и промтоваров, но встанет проблема загрязнения; можно, развивая атомную энергетику, получить бесконечно большое количество энергии, но возникает проблема роста энтропии, теплового перегрева планеты, превышения энергетических барьеров биосферы.

Вообще говоря, достижение идеального состояния абсолютной гармонии с природой в принципе невозможно. Столь же невозможна и окончательная победа над природой, хотя в процессе борьбы человек обнаруживает способность преодолевать возникающие трудности. Мифический Антей не мог оторваться от земли. Современный «Антей» взмывает в небо. Значит ли это, что человек одержал победу над природой в том смысле, как мы говорим о победе в футбольном матче, когда он закончен и соперники расходятся по домам? Нет, взаимодействие человека с природой (его «игра», если можно так выразиться о вещах очень серьезных) никогда не кончается, и когда кажется, что человек вот-вот получит решающий перевес, природа увеличивает сопротивление. Впрочем, оно не бесконечно, и его «преодоление» в форме подавления природы чревато гибелью самого человека.

Современные «Антеи» взмывают в небо, но все же они неразрывно связаны с землей и зависимы от природной среды. Более того, нынешний успех человека в борьбе с природной средой достигнут за счет увеличения риска, который следует рассматривать двояко: риск возможных побочных экологических явлений, связанный с тем, что наука не может дать абсолютный прогноз последствий воздействия человека на природную среду, и риск случайных катастроф, связанный с тем, что технические системы и сам человек не обладают абсолютной надежностью. Здесь оказывается справедливым одно из положений Коммонера, называемых им «законами» экологии: «ничто не дается даром».

На основании анализа экологической ситуации можно сделать вывод, что следует говорить скорее не об окончательном решении экологической проблемы, а о перспективах сдвига частных проблем с целью оптимизации взаимоотношений человека с природной средой в существующих исторических условиях. Данное обстоятельство обусловливается тем, что на осуществление целей человечества накладывают ограничения фундаментальные законы природы.

Принципиально важным конкретно-научным положением, накладывающим ограничения на человеческую деятельность, является сформулированный в кибернетике «закон необходимого разнообразия». В соответствии с ним эффективное управление возможно только в том случае, когда внутреннее разнообразие управляющей системы не уступает внутреннему разнообразию управляемой системы. Человечество ставит перед собой задачу управления природой, и для этого оно должно или уменьшать разнообразие во внешней природе, или увеличивать свое внутреннее разнообразие (путем развития науки, культуры, совершенствования умственных и психосоматических характеристик человека).

Первый путь представляется более легким, и человечество часто предпочитает именно его. Но легкость его обманчива, и он может привести к коллапсу, поскольку уменьшение разнообразия в природе уменьшает стабильность экосистем. Если культура начинает упрощать природу, то природа отвечает тем же. Частным примером является разрушение культурных памятников под влиянием ухудшения экологической обстановки, загрязнения атмосферы и т. д.

Оба отмеченных выше пути как будто бы полезны для целей управления, однако лишь второй путь – развития человеческой культуры – представляется надежным способом разрешения противоречий между человеком и природой. К сожалению, современная наука и практическая природопреобразовательная деятельность вместо того, чтобы выполнять негэнтропийную роль по отношению к природной среде, зачастую способствуют уменьшению разнообразия в природе.

Термодинамические и кибернетические закономерности являются фундаментальными. Их учет имеет огромное значение для выработки природопреобразовательной стратегии человечества. Пытаясь обойти эти ограничения наиболее «легким» путем, человек нарушает фундаментальные принципы функционирования экологических систем, подрывая тем самым естественные основы своего существования.

По мнению Одума, одно из наиболее важных свойств экосистем – «отставание гетеротрофной утилизации продуктов автотрофного метаболизма» (Ю. Одум. Основы экологии... с. 41). Человек «начинает ускорять процессы разложения в биосфере, сжигая органическое вещество, запасенное в виде ископаемых горючих веществ (угля, нефти, газа), и интенсифицируя сельскохозяйственную деятельность, которая повышает скорость разложения гумуса» (Там же, с. 47). Редуцирующая деятельность человека начинает превосходить продуцирующую деятельность биосферы – в этом еще одна из причин угрозы экологической катастрофы.

Современная экологическая ситуация показывает, что влияние природы на человека зависит от объективных закономерностей ее развития, и это заставляет обращать пристальное внимание на изучение механизмов ее целостного функционирования. Так как в природе «все связано со всем», невозможно воздействие на часть системы без последствия для всей системы (для биосферы, как и для отдельного организма). Отсутствие или повреждение нескольких связей система может компенсировать, но если их будет нарушено много или будут затронуты наиболее существенные из них, система прекращает существование. Чем она сложнее, тем больше у нее скомпенсированных связей, что и позволяет ее долго безнаказанно разрушать. Но потом, когда пройден порог адаптации, наступают необратимые изменения, что и происходит с биосферой в наше время. Насколько ответственны за это наука, призванная познавать законы природы, и техника, преобразующая природную среду? Этим вопросам посвящена следующая тема.