Книга: 100 великих открытий российской науки
Назад: Биогеохимия
Дальше: Учение о техногенезе и техносфере

Учение о биосфере

Если можно говорить о национальной особенности российской науки, то кроме приоритета наук о Земле и Жизни это создание учений – синтеза разнообразных знаний.
Для конкретных исследований требуются отлично оборудованные лаборатории, сложные приборы. В этом отношении Россия отставала. До ХХ века российские учёные стажировались обычно за рубежом. Но это не мешало им делать крупные обобщения.
О сфере жизни на Земле (биосфере) писали главным образом географы, начиная с немецкого натуралиста Александра Гумбольдта, понимая под этим термином совокупность организмов. В середине ХІХ века австрийский геолог Э. Зюсс среди оболочек Земли выделил биосферу. Он отождествлял её с «пространственно ограниченной совокупностью организмов».
Английский учёный Дж. Мёррей в книге «Океан» дал такое определение: «Биосфера. Где только существует вода или, вернее, где вода, воздух и земля соприкасаются и смешиваются, обыкновенно можно найти жизнь… Можно даже всю планету рассматривать как одетую покровом живого вещества. Давши нашему воображению немножко больше свободы, мы можем сказать, что в пределах биосферы у человека родилась сфера разума и познания и он пытается истолковать и объяснить космос; мы можем дать этому наименование психосферы».
Книга эта была издана в Лондоне в 1870 году (на русском языке появилась полвека спустя). Мёррей выступил как океанолог и натуралист-мыслитель. Его психосфера вошла в философию под именем ноосферы, понятие «живое вещество» использовал Вернадский.
В живые организмы и горные породы входят одни и те же химические элементы. Феномен жизни (так же, как разума) – проявление структурных особенностей сложно организованной материи. Наша плоть состоит из веществ, входящих в три поверхностных сферы Земли. В этом отношении ничего специфически живого в растениях или животных нет. Другое дело – генетическая информация. Она и энергия Солнца одухотворяют земное вещество.
Интуитивно мы обычно чётко разделяем живые и косные (мёртвые) природные тела. В этом смысле допустимо, хотя и не вполне корректно говорить о «живой материи».

 

Биосфера

 

…Университетский товарищ Вернадского геолог И.Д. Лукашевич, находясь в Шлиссельбургской крепости в бессрочном заключении за покушение на жизнь Александра III, начал писать обстоятельное исследование: «Неорганическая жизнь Земли». В третьем томе (1911 год) глава «Биосфера» посвящена геологической роли живых организмов. Лукашевич утверждал: «Жизнь как проявление особого вида энергии так же вечна, как движение, теплота, свет и электричество».
Годом позже А.Е. Ферсман, читая первый в мире курс геохимии, высказался определённей: «В этой зоне жизни или биосфере протекает наше существование, здесь вокруг нас кипит и волнуется мир людей, необъятно кишит животная жизнь, распускается и дышит растительность, – всюду колоссальная и интенсивная жизнь Земли».
И ещё: «Организмы являются великими геологическими деятелями, и неизбежно весь характер химических процессов земной поверхности будет зависеть, как он зависит уже и сейчас, от истории развития органического мира». Наконец, со ссылкой на Лукашевича, тезис: органический мир – дитя Солнца.
В апреле 1917 года журнал «Природа» опубликовал статью об энергетике жизни французского физика Виктора Анри, приглашённого в Москву для чтения лекций и работы в недавно созданном Институте труда.
«В каждом жизненном процессе, – писал В. Анри, – происходит превращение некоторых продуктов, называемых пищевыми, и образование сложных тел, составляющих живую материю…
С мировой точки зрения жизнь есть не что иное, как постоянное задержание и накопление химической и лучистой энергии, замедляющее превращение полезной энергии в теплоту и препятствующее рассеиванию последней в мировом пространстве».
Во всем этом было нечто важное, но недосказанное, нераскрытое во всей полноте и ясности. Хороший наглядный образ – все организмы планеты образуют плёнку жизни. А дальше? Разве она существует сама по себе? Допустимо ли считать её оболочкой Земли?
Поэты и философы с давних пор воспринимали земную природу как нечто живое, одухотворённое и обожествляли все её проявления.
«Есть всегда учёные, – писал Вернадский, – которые ярко чувствуют и охватывают эту живую, реальную природу нашей планеты, всю проникнутую вечным биением жизни, и для которых это понимание единой Природы является руководящей нитью всей их научной работы…
Они выходят из рутинных рамок и, не ограничиваясь изучением жизни в организме, переходят к изучению её проявлений в мёртвой природе, широко смотрят на задачи биологического исследования».
Отметим некоторую непоследовательность Владимира Ивановича. Сначала он упоминал «природу нашей планеты, всю проникнутую вечным биением жизни», но затем – о проявлениях жизни «в мёртвой природе». Это противоречие он преодолел в монографии «Биосфера» (1926):
«История биосферы резко отлична от истории других частей планеты, и её значение в планетном механизме совершенно исключительное. Она в такой же, если не в большей степени есть создание Солнца, как и выявление процессов Земли. Древние интуиции великих религиозных созданий человечества о тварях Земли – в частности о людях – как детях Солнца, гораздо ближе к истине, чем думают те, которые видят в тварях Земли только эфемерные создания слепых и случайных изменений земного вещества, земных сил.
Твари Земли являются созданием сложного космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма, в котором, как мы знаем, нет случайностей.
Медленно и с трудом выявляется нашему уму механизм превращения солнечной энергии в биосфере в земные силы. Мы привыкли видеть другие черты в отвечающих ему явлениях; он скрыт для нас в бесконечном разнообразии красок, форм, движений природы – мы сами составляем его часть нашей жизнью. Века и тысячелетия прошли, пока человеческая мысль могла отметить черты единого связного механизма в кажущейся хаотической картине природы».
Движения воздуха и воды, разрушение горных пород, нагревание поверхности суши и Мирового океана, фотосинтез, – формы накопления лучистой энергии Солнца. Хранят её осадочные горные породы, которые со временем погружаются в земные недра. Так энергия звезды медленно проникает внутрь планеты, как бы пропитывая земную кору.
«Как мог образоваться этот своеобразный механизм земной коры, каким является охваченное жизнью вещество биосферы, непрерывно действующий в течение миллионов лет геологического времени, – мы не знаем.
Это является загадкой так же, как загадкой в общей схеме наших знаний является и сама жизнь». По его словам: «Жизнь является великим, постоянным и непрерывным нарушителем химической косности поверхности нашей планеты». Постоянное обновление живого вещества, горение жизни, которым охвачена поверхность планеты, – замечательное качество Земли.
Мы, вступая в этот круговорот жизни – недолгие, мимолетные в смене поколений, – сохраняем неразрывную связь со всей средой жизни. Вернадский делает вывод: «Организм, нераздельно связан с земной корой и должен изучаться в тесной связи с её изучением. Автономный организм вне связи с земной корой реально в природе не существует».
Не странно ли? Ведь очевидно: каждый организм обособлен; так и называют – особь. Её мы видим, изучаем, можем сфотографировать, – а она «реально в природе не существует»?!
Французский натуралист Кювье называл организм «вихрем атомов». Жизнь организма невозможна без обмена веществом с окружающей средой. Как воздушный вихрь не существует вне воздуха, а водоворот немыслим вне воды, так и организм живёт только в особой среде – в биосфере.
Уточним афоризм Кювье: живое существо – это устойчивые, сложно организованные вихри атомов биосферы. Поэтому вне её нет реального организма. Мы не замечаем этого, ибо не задумываемся о том, что каждый живой организм является эфемерным созданием. Он возникает из воздуха, воды и земного праха по генетической программе и после недолгого срока, утрачивая энергию, переходит в воздух, воду и прах земной.
Причастность к биосфере сказывается и на стиле мышления. Как писал Вернадский: «В сущности человек, являясь частью биосферы, только по сравнению с наблюдаемыми на ней явлениями может судить о Мироздании. Он висит в тонкой пленке биосферы и лишь мыслью проникает вверх и вниз».
Но только ли телесно принадлежит человек биосфере? Наш мозг – результат эволюции животных (цефализации), а мысли, разум, интеллект возникли в биосфере и благодаря нашей взаимосвязи с ней. Не означает ли это, что существует неведомый нам разум живой оболочки планеты Земля?
Впрочем, это отчасти философский вопрос. Одно бесспорно: приоритет целого, а не его части, то есть биосферы, а не человека. Но до сих пор это остаётся в забвении. Один из предвестников глобального экологического кризиса – рост климатических и погодных аномалий, активизация природных стихий.
…Учение о биосфере основал не биолог или географ, а геохимик, минералог, историк науки. Вообще, крупные открытия в естествознании обычно совершаются на стыке наук, при синтезе знаний. Для узкого специалиста такой научный подвиг невозможен. Он способен создать научную теорию в конкретной научной дисциплине.
Идею биосферы высказывали многие учёные, вкладывая в это понятие разный смысл. Комплексное учение о биосфере как планетной геологической оболочке, имеющей свойства живого организма, основал академик Вернадский.
Это – классическая биосфера (с маленькой буквы), о которой написано в учебниках. Она выделена по формальному географическому признаку: пределы распространения современных живых существ. Земную кору Вернадский называл «областью былых биосфер».
Мы не считаем ствол дерева областью былого дерева, хотя у него есть годовые кольца, показывающие очередной прирост древесины. В биосфере ничего подобного нет. Она живёт как единое целое и развивается непрерывно миллиарды лет.
Вернадский имел в виду часть планеты, где в данный момент обитают живые существа. Примерно того же мнения придерживались немецкие географы ХIХ века. Но если учесть всю геологическую историю, то земная кора предстанет как органическая часть области жизни.
Владимир Иванович утверждал, что область жизни существует непрерывно всю геологическую историю. А если так, то былые биосферы и будущие – это единая Биосфера (с заглавной буквы) или Биогеосфера.
С геологических позиций надо иметь в виду планету, живущую миллиарды лет с постоянным обменом веществ всех трёх оболочек (воздушной, водной и каменной) с живыми организмами.
…Учение Вернадского о биосфере – одно из крупнейших научных достижений ХХ века. Английский зоолог и эколог Дж. Хатчинсон подчеркнул: «Концепция биосферы, которую мы принимаем сейчас, в основном опирается на идеи Вернадского».
Но это не косный монумент, а живая гибкая структура, способная к развитию. В истории естественных наук немало таких учений, теорий, гипотез, которые развивались, преображаясь.
Да и сам Владимир Иванович в своей концепции диссимметрии Земли (о ней будет сказано особо) показал перспективы дальнейшей разработки учения о живой оболочке планеты Земля.
Назад: Биогеохимия
Дальше: Учение о техногенезе и техносфере