А. Д. Арманд эксперимент «гея»
Скачать 1.76 Mb.
|
| Вторая гипотеза, как и первая, не имеет пока достаточного обоснования или решительного опровержения. Более правдоподобно выглядит модель переключателя, связанная с динамикой лесов и болот на поверхности суши (Klinger, 1991). Смысл гипотезы, положенной в основу модели, в том, что заболоченные территории служат накопителями углерода. В периоды расширения площади болот они активно освобождают атмосферу от углекислого газа, чем способствуют глобальному похолоданию. Палеогеографические исследования показывают, что в умеренных и высоких широтах (от 30° до70° сев. и южн. широты) начиная примерно с климатического оптимума (ок. 5000 лет назад) развивается процесс заболачивания территорий и вытеснения бореальных лесов и кустарничковых тундровых ассоциаций. В какой-то степени это можно связывать с увеличением влажности климата и понижением уровня многолетней мерзлоты в Сибири и Канаде. Ослабевает парниковый эффект, температура приземной атмосферы начинает падать. Когда дело доходит до распространения материковых льдов. высокощиротные болота перестают функционировать как накопители углерода. Но им на смену приходят низкоширотные болота (30° с. ш. — 30° ю. ш.), которым дает простор возрастание влажности воздуха в ранее пустынных и засушливых областях. Площадь переувлажненных ландшафтов увеличивается также благодаря понижению уровня мирового океана и выходу на сушу обширных участков шельфа. Положительная обратная связь работает на усиление процесса похолодания. Причина обратного переключения, от похолодания к потеплению моделью Клингера не объясняется. Выдвигается предположение, что толчок дегляциации дает очередной цикл Миланковича (что не подтверждается) или перестройка морских течений. Так или иначе, когда начинается потепление, положительная обратная связь действует снова, в сторону улучшения климата. Регулятором опять оказывается живой покров планеты. Тропические болота замещаются лесами, осушению способствуют участившиеся в это время засухи, пожары и деятельность термитов, а также затопление приморских маршей в результате подъема уровня океана. Пока не началось новое заболачивание в средних и высоких широтах, земля спешит согреться в очередном межледниковье. Механизмы усиления начавшегося понижения температуры воздуха не ограничиваются динамикой болот. Прежде всего распространение ледяного покрова на океаны и материки резко повышает альбедо (отражательную способность) земной поверхности и смещает тепловой баланс в отрицательную сторону. Снижение содержания двуокиси углерода в атмосфере происходит не только в связи с увеличением стока углерода в болотах. В том же направлении должно действовать возрастание растворимости углекислого газа в охлаждающейся океанической воде. В качестве еще одного канала, по которому отсасывается СО2 из атмосферы, называют апвеллинг. Этим термином обозначаются места подъема на поверхность глубинных вод океана, богатых питательными веществами. В районах подъема бурно развивается фитопланктон. Смещение океанских течений в периоды оледенений вызывает к жизни ряд таких зон повышенного потребления углекислоты, что сказывается на снижении парникового эффекта. Содержание углекислого газа в периоды оледенений (рис. 2-а) падает на 35–40% (Petit et al., 1999). Еще сильнее, в два раза, снижается количество в атмосфере другого парникового газа, метана СН4 (рис. 2-в), а также окиси азота N20. Причины этих сопряженных с оледенением колебаний не очень понятны, но удалось подсчитать, что не менее половины наблюдаемого в ледниковья снижения температуры можно считать «вкладом» парниковых газов. Еще одно природное яление «подстегивает» начавшееся похолодание климата. Антарктическая ледяная летопись указывает: каждое наступание ледников сопровождается усилением запыленности атмосферы. Возможно, это связано с обнажением обширных шельфовых зон при понижении уровня мирового океана, вода которого перекачивается в материковые льды. Другим поставщиком не закрепленной растительностью пыли становятся перигляциальные (приледниковые) холодные пустыни. Все это соединяется с усилившейся активностью ураганных ветров на границах природных зон, контрастность которых возрастает в периоды наступания ледников. В итоге пыль понижает проницаемость атмосферы для солнечной радиации, что усиливает холод. Штормовая активность может влиять на похолодание еще одним способом. Атмосфера над океанами насыщается сульфатами, вынесенными из морской воды, что тоже фиксируется анализами антарктического льда. Соединения серы служат ядрами конденсации водяных паров. Вследствие этого увеличивается суммарная облачность, увеличивается альбедо, ослабевает инсоляция, достигающая земной поверхности. Весь этот мощный блок акселераторов похолодания слаженно работает в одну сторону, грозя увести биосферу за критическую черту необратимости. Тем более важно выяснть, какие механизмы тормозят этот процесс. К сожалению, здесь наши знания не так велики. Довольно очевидно сдерживающее действие антициклонов, воцаряющихся над северной и южной ледяными шапками. Охлажденные поверхности суши и океана устойчиво поддерживают высокое атмосферное давление над белой поверхностью снега и льда. В результате, возникающие на периферии полярных ледников сухие стоковые ветры препятствуют проникновению циклонов в высокие широты и лишают ледники источников снегового питания. Некоторое время расширение покрытой льдом площади происходит без увеличения их массы, за счет растекания ранее накопившихся льдов, затем экспансия затухает. Агрессия покровных льдов сдерживается и самим фактом проникновения их в теплые районы, расположенные в низких широтах. В периоды оледенений природные зоны «сплющиваются», но не исчезают, температурные градиенты между ними возрастают. Для преодоления теплового барьера ледникам требуется все возрастающая интенсивность снегонакопления, которой, как мы видели, они сами препятствуют. Возможно, эти механизмы достаточны для того, чтобы остановить процесс обледенения планеты. Труднее объяснить, каким образом достигается такая точность работы регуляторов, что в четырежды (по крайней мере) осуществленном природой эксперименте не случилось досадного сбоя с понижением температуры еще на пару градусов, после которого можно было бы не рассматривать гипотезу о живой Земле. Заметим, что искусным оператором эксперимент не мог быть проведен более убедительно. Не расчитывая на помощь случая, Природа подтолкнула биосферу, находившуюся на нижнем пределе похолодания, к дополнительному снижению температуры. В трудные для Земли моменты около 25, 140, 250 и 350 тысяч лет назад (максимумы оледенений) кривая радиации, согласно Миланковичу, следуя своему ритму, прыгнула вниз (рис. 2-г). Эффект был незначителен, соответствующее понижение температуры не превысило 1–1,5°, не выйдя за отметку 8° ниже современной (речь идет о температуре над ледяным щитом, не среднеземной). Аналогичная причина падения интенсивности радиации, при попадании на начальные стадии оледенения, отзывалась похолоданием в 7–8°C. Нет сомнения, что на нижнем температурном пределе работает некий мощный ограничитель охлаждения поверхности Земли. Возможно, мы недостаточно учитываем роль растительности, в руках которой, образно говоря, находится такой мощный рычаг воздействия на климат как содержание в атмосфере парниковых газов. По модели А.В. и В.Н.Карнауховых перелом к потеплению климата наступает в тот момент, когда прогрессирующая соленость Северного Ледовитого снова «загоняет» Лабрадорское течение на глубину, уступая поле боя теплым водам тропического происхождения. По мысли авторов гипотезы содержание солей северной акватории увеличивается в периоды оледенения из-за массовой «переброски» текущих на север рек, заблокированных ледниковым покровом, в южном направлении. Как уже говорилось, эта модель пока не имеет геофизических и палеогеографических обоснований. Относительно других «переключателей» мы также имеем лишь предположения, слабо обоснованные расчетами и палеогеографическими данными. Деградация коралловых рифов и тропических болот, возможно, сохраняет дополнительное количество углекислого газа в атмосфере. И как следствие может произойти усиление парникового эффекта и переход к потеплению. Все обратные связи, работавшие на усиление похолодания в периоды наступания ледников, с началом потепления действуют также в роли усилителей, но уже в прямо противоположном направлении. Процесс ускоряется в результате потемнения освобождающейся от льда и снега земной поверхности, в результате уменьшения количества пыли и сульфидов в атмосфере и увеличения парниковых газов. Казалось бы, графики подъема и падения температуры должны быть в этих условиях симметричными. Но нет, разогревание биосферы в позднеледниковье идет намного интенсивней, чем охлаждение в начале оледенения, без признаков «разгона», «раскачки» и без постепенного замедления, если не считать совсем коротких межстадиалов. Уж не вмешивается ли и тут растительный покров, которому некогда ждать, который в конце каждой зимы «торопит весну» даже с риском понести потери в случае неожиданного возврата холодов? Итак, если вернуться к мысли о «решающем эксперименте», — дает ли картина оледенения основание для положительного или отрицательного решения главной проблемы: Земля живая? К сожалению, не дает. Как и в других случаях, мы не находим здесь ни безусловных признаков осмысленного целесообразного «чуда», ни подтверждения чисто механического саморегулирования сложной системы. И трудность проблемы не только в недостаточном знании многосложных связей, управляющих биосферой. Для того, чтобы спросить Землю: разумно ли ты поступаешь — надо сначала ответить на вопрос, от которого как от разъяренной осы убегает официальная наука: зачем ты, Земля, существуешь? Если считать разумным действием сохранение жизни на нашем глобусе, то стрелка весов несколько склоняется к ответу: да, разумно. Но это по-прежнему лишь гипотеза. За ней, однако, остается без решения проблема следующего уровня: зачем могла бы понадобиться живой Земле такая рискованная игра со ставкой в жизнь — в миллиарды жизней? — Вопрос трудный, но ответ на него есть. Ограничимся скромным предположением: эволюция любой жизни останавливается, если ей создать оптимальные, тепличные условия. Ароморфозы — эволюционные рывки — осуществляются в эпохи кризисов, неустойчивости, обостренной борьбы за существование. Такие мысли можно найти, например, в высказываниях нашего крупнейшего генетика-эволюциониста Н.В.Тимофеева-Ресовского. Действительно, наша человеческая цивилизация осуществила невиданный эволюционный прорыв именно во время плейстоценовых ледниковых испытаний на прочность. Или это тоже надо считать совпадением, еще одним в бесчисленном ряду совпадений? Голос скептика: легче увидеть во всем этом совпадение, чем проявление не обнаруженного наукой Разума. Эзотерический взгляд на проблему: вопрос о цели эволюции — не праздный, но на современном уровне сознания человечества не может быть ему открыт. 9. Отцы и дети Все живое существет в двух чередующихся формах. Генотип оформляется в фенотип, а основные свойства фенотипа снова свертываются в компактную запись на языке генетического кода. Такой мы представляем себе цепь жизни. В фазе фенотипа идет проверка сложившегося сочетания атомов и молекул на жизнеспособность. Организмы, не выдержавшие конкуренции, убираются из конкурентной игры, остальные оставляют запись о своих достижениях и тоже исчезают. При многократном перезаписывании неизбежны, как показал Клод Шеннон, ошибки, описки.Небольшой процент среди них оказывается счастливой находкой, улучшающей смысл записи. Так, в первом приближении, совершается дарвиновская эволюция. В возможности продвигаться по пути совершентвования — смысл смены поколений. И бессмысленность бессмертия каждого отдельного организма. Современные представления о мутациях и отборе заметно усложнили нарисованную выше картинку. Но необходимости смен не отменили. С другой стороны, бесконечная смена поколений представляется одним из наиболее серьезных свойств живых организмов, отличающих их от мира неодушевленных тел. Похоже, в этом пункте противники гипотезы живой Земли получат решающее преимушество. На сегодняшний день мы не можем обозначить процесс, в чем-либо напоминающий смену поколений в жизни планет. Каждая из них проходит свой эволюционный путь и умирает как, возможно, умерла наша Луна, не оставив ничего, кроме безжизненного шара. Значит, гипотеза живой Геи не выдерживает соревнования? Не совсем так. Факт обмена генетическим материалом между небесными телами можно считать установленным. Гипотеза панспермии и вечности жизни во Вселенной получила серьезное подтверждение после обнаружения отпеатков биогенных структур в углистых хондритах из Австралии (метеорит «Мурчисон»), из Сахары («Накхла»), из Индии («Ширготты») и из Антарктиды (11 осколков кометы или астероида группы SNC). Последние, предположительно, — вестник марсианской жизни. Мурчисон — свидетель каких-то более ранних биосфер. Его возраст 4,5–4,6 миллиарда лет. В то время планеты солнечной группы еще только формировались, на них не было биосфер (Снегирев, 1998, 1999). Нам предстоит еще очень много исследовать, чтобы получить представление о регулярности, частоте, направлении таких обменов, об адресе и облике планет-«родителей». Но и того, что мы знаем, достаточно для предположения: генофонд жизни, подобной земной, может совершать переход от одного поколения планет к другому. Так что вся эволюционная цепочка жизни на Земле имеет шанс оказаться всего лишь одним из фенотипов космической биологической эволюции. Различия в характерных временах, разделяющих поколения жизни на разных уровнях иерархии не должны затушевывать аналогии. Другое соображение ведет нас, вероятно, к еще более высокому уровню. Дело в том, что планеты, похоже, имеют традицию жить «семьями», группируясь вокруг «старшего брата» — центрального светила. Свободно блуждающих в пространстве массивных тел планетных размеров мы пока не знаем. По существующим представлениям «семьи» связаны общей судьбой. Они возникают, хотя и не одновременно, но в близкие сроки вслед за своими солнцами и после потухания центральной звезды перестают жить во всех смыслах. Но относительно звезд находит широкое признание гипотеза смены поколений этих образований. Дело в том. Что звезды смертны, как и мы с вами. Пройдя свой жизненный цикл с фазами латентного невидимого развития, младенчества, юности, зрелости, старости, звезда солнечной величины переходит в состояние холодного «черного карлика», не принимающего участия в дальнейшей жизни Вселенной (Арманд, 1999). Но еще до этого, в фазе «красного гиганта» звезда взрывается и выбрасывает в пространство до трети своей массы. Взрыв звезд более крупных, в 10 и более раз превышающих по массе солнечную, кончается полным распадом небесного тела, возвратом его в состояние межзвездной пыли. Существенно, однако, что это вещество отличается от того, из которого звезда сформировалась. В космических реакторах происходят процессы синтеза новых частиц. Во вновь возникшей «пыли» содержатся не только легкие ядра водорода и гелия, она обогащается набором более тяжелых элементов. В ходе дальнейшей эволюции рассеянное вещество вновь вовлекается в процесс концентрации, возникает следующее поколение светил. К финишу их жизненного цикла Космическое пространство пополняется новыми видами атомных ядер. Существует предположение, что наша солнечная система — дети как минимум третьего поколения звезд. При всем своеобразии этих смен трудно не увидеть в них аналогии со сменой поколений живых организмов. «Генофонд» космичесой жизни, составленный из частиц разного атомного веса, на каждой ступени пополняется, создавая все более разнообразные возможности осуществления программ развития в «фенотипических» фазах. Так что нашу Землю, как и другие планеты солнечной семьи никак нельзя считать лишенной родителей. Судьбы «состарившихся» планет мы не знаем. Возможно, они рассыпаются на астероиды подобно гипотетическому Фаэтону. В тайном учении, теперь уже частично рассекреченном, существует представление о том, что каждая планетная система проходит свой манвантарный (жизненный) круг, планомерно выполняя задачу последовательного развития материально-духовной субстанции. В каждом круге существует ряд планет, доступных нашим органам чувств, и, кроме того, серия из 6 аналогичных тел, построенных из более тонких субстанций. Живое вещество. Поднимаясь по эволюционной лестнице, переходит с планеты на планету для последовательного усовершенствования. Видимые планетные тела осваиваются жизнью в середине манвантарного круга, затем жизнь снова переходит в состояние более тонкой материи. Выполнив свое назначение, планеты умирают и распадаются на атомы и мелкие агрегаты. (Е.П.Блаватская). |
Похожие:
 | Программа курса «Социально-психологический эксперимент» для направления... Эксперимент в социологии не получил сколько-нибудь серьезного распространения. Даже в психологии мода на феноменологическое знание... | | Мысленный эксперимент в механике Мысленный эксперимент как метод научного познания заключается в получении нового или проверке имеющегося знания путем создания объектов... |
| Мысленный эксперимент в механике Но это совсем не значит, что в более ранний период развития науки мысленный эксперимент не существовал. Вспомнить хотя бы апории... | | Мысленный эксперимент в механике Галилея как воображаемые и говорил об их большой значимости в формировании естествознания нового времени. Но это совсем не значит,... |
| 2 Констатирующий эксперимент: организация и результаты диагностической... Дисциплина изучается один год, с недельной нагрузкой 6-8 часов. При изучении дисциплины используется учебник Математика. 10 класс:... | | Урок №16. Гея и селена Период обращения по орбите равен времени 365,256 кульминаций «среднего Солнца» или земных суток, которые равны ровно 24 часа. Период... |
| «Углеводороды» Учебный эксперимент при изучении кислород- и азотсодержащих органических соединений | | Подростковый суицид Учебный эксперимент при изучении кислород- и азотсодержащих органических соединений |
| Конспект к теме: «Отклоняющееся поведение» Учебный эксперимент при изучении кислород- и азотсодержащих органических соединений | | Получение и применение алкадиенов. Каучук. Цели Учебный эксперимент при изучении кислород- и азотсодержащих органических соединений |
| Календарно-тематическое планирование 10 класс /2 часа в неделю/. № п/п Различные естественнонаучные методы: наблюдение, измерение, эксперимент, моделирование |  | Эксперимент продолжается аннотация в книге обобщаются основные принципы и Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Л. н толстой Ход классного часа. I. Слово учителя Учебный эксперимент при изучении кислород- и азотсодержащих органических соединений | | Курс лекций (электронный учебник) Для студентов педагогических специальностей Учебный эксперимент при изучении кислород- и азотсодержащих органических соединений |
| Статья опубликована в журнале «Эксперимент и инновации в школе» Роль метода проектов в формировании личностных и метапредметных результатов средствами иностранного языка | | Мониторинг 14 июля 2014 г Правительство РФ может провести налоговый эксперимент на месторождениях в Югре и на Ямале. Дюков, Богданов и Алекперов уже на низком... |
