Учение о биосфере (Этюды о научном творчестве Вернадского В.И.)

Выше мы излагали представления о некоторых явлениях, указывающих на специфические типы связей живого вещества с процессами космической среды (вспышки сверхновых звезд, возможное существование галактического живого вещества, воздействие космических излучений). В. И. Вернадский наряду с А. Л. Чижевским развивал также идею, что важнейшее значение для живого вещества биосферы имеет космическое излучение Солнца. Эти явления в настоящее время интенсивно изучают физика солнечно-земных связей и гелиобиология. Особый интерес в этом плане представляют периодические изменения мощности потока излучаемой Солнцем энергии. Эти колебания вызываются увеличением или соответственно уменьшением количества областей активности на Солнце. Такие области активности хорошо известны из элементарного курса астрономии как "темные пятна" на Солнце. Количество подобных областей активности на Солнце колеблется на протяжении таких периодов времени, как 11 лет и 22-23 года. Наблюдаются и меньшие периоды колебания числа пятен продолжительностью 3, 5,5, 7 или 8 лет.

Большинство областей активности (OA) "живет" около 27 суток, хотя некоторые из них существуют по многу месяцев. OA характеризуются выбросами взрывного типа. Во время выбросов они испускают в окружающее космическое пространство потоки электронно-водородной плазмы (смесь ионов и электронов). Одновременно усиливаются потоки радиоволнового и коротковолнового, ультрафиолетового и рентгеновского излучения. В случае особо мощных вспышек OA также испускают поток гамма-излучения. Поток "солнечного ветра" достигает Земли за 1-2 суток. Он вызывает возмущение собственного магнитного поля Земли, или магнитную бурю.

К настоящему времени выявлены многообразные эффекты, в живом веществе являющиеся следствием изменений солнечной активности в OA. Они наблюдаются на различных уровнях организации живого вещества: популяционном, организменном, функциональном, структурном, клеточном, биохимическом и т. д. Как подчеркивает, например, гелиобиолог Б. М. Владимирский (1977, 1982), синхронизация биологических ритмов жизнедеятельности с циклами солнечной и соответствующей ей геомагнитной активности есть широко распространенное явление.

Наряду с изучением влияния солнечной активности на перечисленных выше уровнях организации живых организмов может быть предложена особая единица, отражающая периодические колебания солнечной активности на биосферном уровне, на том интегральном уровне организации живого вещества, значение которого вскрыл В. И. Вернадский. Предварительно такая единица обозначена как солнечно-биосферная единица (СБЕ). Она вводится на основе геохимических представлений о миграции элементов в биосфере, основы которого были заложены В. И. Вернадским, многими советскими учеными (Б. Б. Полынов, А. Е. Ферсман и другие). Солнечно-биосферную единицу мы связываем с крупными стоками рек (например, в Сибири это - бассейны рек Оби, Енисея, Лены). Каждая СБЕ может рассматриваться как система, имеющая: 1) вход (пополнение запасов); 2) канал перемещения водных масс с сопутствующей миграцией химических веществ и соединений (он включает русло рек и прилегающую территорию); 3) выход со сбросом воды в прилегающую часть шельфовой зоны океана. В ходе наблюдений могут быть выявлены критические точки маршрута перемещений и интенсивность концентрации здесь тех или иных химических соединений как на протяжении русла рек, так и на выходе из системы. Солнечно-биосферные единицы должны анализироваться во времени. Прежде всего здесь может быть использован упомянутый ранее полный цикл солнечной активности (22-23 года) и его субъединицы в 11 лет и 5,5 года.

При исследовании СБЕ могут привлекаться дополнительные, конкретизирующие параметры и характеристики. К ним относятся особенности климатических зон, классификация типов рельефов и ландшафтных комплексов, разрабатываемые науками о Земле, например, конструктивной географией. Однако эти конкретные характеристики должны использоваться на основе исходного представления о СБЕ. Изучение СБЕ как своеобразных "площадок", на которых прослеживается общая картина взаимодействия разнообразных космических и антропогенных факторов представляет важное как в теоретическом, так и в практическом отношении направление исследований в будущем. Накопленные новейшие материалы аэрокосмических исследований создают реальные основы для такого рода исследований, например, на Востоке нашей страны, включая Крайний Север. Изучение влияния космических факторов на уровне солнечно-биосферных единиц в настоящее время делает лишь первые шаги. Это сложная, комплексная проблема, стоящая перед современной наукой.