Ограниченная биосфера и неограниченный техногенез

Живое вещество (по В. И. Вернадскому, совокупность живых организмов) проявляет активность в очень узком диапазоне температур, приблизительно от точки замерзания до точки кипения воды при нормальном давлении. Оно нуждается в постоянном притоке энергии, причем определенного качества, определенным образом организованной (т. е. потребляет не только энергию, но и информацию). Энергетический потенциал живых организмов достаточно велик. По подсчетам биохимиков, человек на единицу своего веса вырабатывает в 10 тыс. раз больше анергии, чем единица солнечной массы!

В биосфере обитают миллиарды миллиардов «живых сверхсолнц», которые стремятся распространить в окружающее пространство собственную биомассу и биопродукицию (Вернадский писал о «напоре жизни»). Это могучее стремление к экспансии ограничено физикохимическим полем жизни (комплексной оболочкой планеты, где активно взаимодействуют атмо-, гидрои литосфера). Противоречие между ограниченностью пространства жизни (биосферы) и постоянным «напором жизни», «неограниченным» размножением организмов, разрешается путем внутренних структурных перестроек живого вещества и биосферы.

Организмы находятся не просто в динамическом равновесии с окружающей средой, но в энергонасыщенном, напряженном динамическом равновесии. Этим определяются направленность эволюции жизни и биосферы, неизбежность переходов в новые энергетические и информационные (структурные) состояния.

Человечество как часть живого вещества ограничено в своем существовании пределами области жизни. Техника — средство добывания природных ресурсов. Появление и развитие техники определялись негласным, не всегда сознаваемым, но объективно существующим «социальным заказом»: добыть максимум благ, используя минимум усилий. Однако принцип «максимум благ при минимуме затрат» (максимум доходов при минимуме материальных затрат) не отвечает сущности жизнедеятельности организмов в их взаимодействии между собой и со средой обитания.

В биосфере действует эффективный механизм регуляции численности различных групп организмов. Существуют сложно организованные «пищевые пласты», в основании которых находятся абиогенные вещества, а на вершине — высшие формы жизни. Например, биологические показатели хищников находятся в гармоничном соответствии с показателями их жертв. Так осуществляется взаимная регуляция численности популяций, стоящих на разных трофических уровнях.

Техника позволила человеку преодолеть подобные ограничения и безнаказанно обеднять экосистемы, склоняя к вымиранию многие виды и решительно преобразуя ландшафты на огромных пространствах. Обеднялись собственные угодья — богатели техногенные; осушались естественные водоемы — появлялись искусственные; уничтожались или резко сокращались в числе многие виды — множились техногенные породы животных и сорта растений; появилась и достигла расцвета совершенно новая, необычайная группа искусственных созданий — технических систем, в том числе интеллектуальных.

Со временем усиливалась контрастность природной обстановки на земной поверхности. Развитие техники, общества, хозяйства, знаний последние 300 лет идет на фоне регресса биосферы и живого вещества, которые являются для человека и техники источником энергии, структурности, т. е. служат «пищевым пластом». До промышленной революции большая часть энергетических потребностей удовлетворялась за счет источников, которые являются возобновляемыми (табл. 11.1). В развивающихся странах и сейчас в основном используются те же источники энергии. Это привело к нарушению равновесия в природе, ускорению опустыниваемых территорий.

Таблица 11.1

Основные природные источники энергии, доступные в настоящее время.

Гигантский рост промышленности в конце XIX в. стал возможен благодаря использованию невозобновляемых ресурсов. Началось все с добычи каменного угля для ткацкого производства в Англии. Общее потребление этих веществ (применяющихся не только в качестве горючих материалов, но и как сырье для химической промышленности) возросло втрое с 1900 по 1950 гг., а затем еще раз утроилось с 1950 по 1975 г. Установлена прямая зависимость между потреблением энергии и благосостоянием и жизненным уровнем.

Запасы невозобновляемых ресурсов физически ограничены на планете. В целом, по прогнозам ресурсов нефть, газ и уголь могут еще долго оставаться масштабным и определяющим первичным источником энергии в мире. Одновременно прогнозируется ускоренное развитие альтернативных и возобновляемых источников энергии.

В самом деле, разведанные запасы нефти и газа в мире все время увеличиваются. Сейчас они оцениваются в 177 млрд т нефти и 173 трлн м³ газа. В сумме это составляет 350 млрд т условного топлива. Добыча нефти и газа неуклонно возрастает, если в начале XX в. добывалось всего 22 млн т нефти, то в 2008 г. нефти — 4.4 млрд т, а газа — более 3 трлн м³. Многие месторождения разрабатываются более 50 лет, и объем добычи из них превышает первоначально подсчитанные запасы. С учетом существующего коэффициента извлечения нефти в пластах еще остается более 60% запасов. Открываются новые нефтегазоносные районы и крупные месторождения на суше и на море, причем в нетрадиционных условиях (Белый Тигр, Вьетнам).

История свидетельствует, что Россия в середине XIX в. была одной из самых энергоэффективных стран мира. Несмотря на не очень благоприятный климат, эффективность использования энергии у нас была в 3,5 раза выше, чем в Западной Европе и США. Несмотря на исторические издержки в связи с отраслевой плановой экономикой, у России огромный потенциал энергосбережения — 45%. Это значит, что чуть не половина вырабатываемой в стране энергии пропадает, создавая еще один мощный техногенный фактор. Над городами возникли тепловые купола в 5—7° до высоты больше 1000 м [67].

Нередко считается, что радикальное средство против «антибиосферной» техники (технологии) — более совершенная, в идеале безотходная и экологически чистая технология. Идея верная, безальтернативная, она лежит в основе концепции устойчивого развития. Но ее реализация требует глубоко научных подходов, начиная с идеальных циклов Карно и нелинейной термодинамики.