Знание-сила, 2000 № 07 (877)

В последние же годы интересы науки стремительно смещаются к границам различных объектов, к их поверхностям. И касается это объектов из самых разных областей: химии, биологии, астрофизики. Но – почему так?

Для человечества необычайно важны процессы, происходящие на Границах – океана и атмосферы, океана и дна, науки и общества и т.д. Чтобы показать это «на пальцах», начнем с парникового эффекта.

Обычно рассуждают примерно так. Человек вырубает тропические леса (их часто называют«легкими планеты», хотя леса поглощают углекислый газ и выделяют кислород, а легкие наоборот, так что легкие планеты – это скорее помойки), сжигает уголь, нефть и древесину, в атмосфере накапливается углекислый газ, усиливается поглощение солнечного излучения, Земля начинает разогреваться. С соответствующими последствиями в виде грядущего всеобщего таяния льдов и всемирного потопа. Для нормального эколога рассуждение звучит примерно так, как рассказ о слонах или китах, на которых покоится Земля.

Тропические дождевые леса – климаксное, или конечное сообщество. Сколько в нем производится, столько и потребляется. Сколько кислорода выделяется при фотосинтезе, столько и тратится на гниение опавших листьев, коры, ветвей деревьев. Именно поэтому в тропических дождевых лесах так мало, по сравнению с саванной, зверей, и так мало, по сравнению с Руандой или Бурунди, людей. Когда вырубают такой лес, начинается бурный рост травы и молодых деревьев и, соответственно, выделение кислорода.

Так что все обстоит несколько иначе. Да и избыток углекислого газа наблюдается не над Уралом, Руром или Детройтом, где дымят заводские трубы, а над протаивающими болотами северной Сибири!

Посмотрим на границу океана и атмосферы. Мировой океан занимает 71 процент поверхности планеты. Почему бы океанскому фитопланктону не поглотить избыток углекислоты, если он действительно образуется? В меловом периоде (145-65 миллионов лет назад) содержание углекислоты в атмосфере было в десять раз больше, чем сейчас. И всю эту углекислоту фитопланктон аккуратно поглощал и осаждал на дно – так возникли меловые холмы Белгородчины. Почему бы сейчас этому не происходить? Говорят, что планктону для жизни и работы не хватает биогенных солей, фосфатов и нитратов. Да, в период цветения фитопланктон нацело, до аналитического нуля «выедает» все фосфаты и нитраты, которые есть в верхнем слое воды. Но когда начинается потепление климата, резко увеличивается частота и интенсивность ураганов и штормов. Хороший ураган перемешивает километровую толшу воды, и все биогенные элементы из глубины – а фосфатов и нитратов там предостаточно, только света нет, чтобы фитопланктон мог существовать, – поднимаются вверх. Стало быть, в природе есть отрицательные обратные связи, которые стабилизируют ситуацию.

Но на тропиках свет клином не сошелся. Основная биогенная продукция производится в северной и южной умеренной зонах, а там почти постоянно штормит, вода перемешивается, биогенов сколько угодно. Процессы продуцирования ограничиваются только освещенностью и выеданием фитопланктона многочисленными растительноядными животными. Исследования нашего академического Института Океанологии с моря и из космоса показали, что летом резко увеличивается общая продукция в северном полушарии, зимой – наоборот (ведь тогда в южном полушарии лето), а в целом ситуация достаточно сбалансирована и сезонные колебания, продукции не столь уж велики.

Но есть и еще одна обратная связь – и тоже отрицательная.

Она связана со второй границей, океана и суши. Мы моемся и стираем, смываем в канализацию, оттуда в реки и затем в океан моющие средства, стиральные порошки. Это те же фосфаты и нитраты. Начинается эвтрофирование, водоросли бурно размножаются, «цветут», захватывая С02 из атмосферы, а потом умирают и опускаются на дно, унося органический углерод с собой. Вот еще один механизм захвата (стока) углекислого газа. Словом, океан вполне способен стабилизировать содержание углекислоты в атмосфере.

Между прочим, почти все данные о содержании С02 в атмосфере получены в одной геофизической обсерватории – на Гавайях. Она расположена рядом с кратером громадного вулкана Мауна-Лоа. А вулкан выделяет углекислый газ. Плюс рядом с обсерваторией – стоянка туристских автобусов, непрерывно подъезжают туристы, а ведь водители автобусов, пока туристы обозревают вулкан, двигателей, естественно, не выключают. Да к тому же неподалеку еще один вулкан, Килауэа, самый активный на нашей планете, с озером постоянно кипящей лавы! Поэтому для меня сомнительно, есть ли вообще достоверные данные, которые доказывали бы непрерывный и все ускоряющийся рост содержания С02 в атмосфере.