Удивительная экология. Раздел 1. Как мы дошли до жизни такой? (О. В. Ларина, 2014)

Как появилась экология

Предпосылки возникновения экологии как науки появились в глубокой древности. Уже давно люди начали пристально наблюдать за взаимодействием растений и животных со средой. Такие наблюдения проводились в русле зоологии и ботаники, но это отнюдь не умаляет значения подобных исследований. Это был этап накопления первичных знаний о взаимодействии организмов с окружающей средой. И продолжался он примерно до XVIII столетия.

Аристотель

Нельзя не вспомнить древнегреческих мудрецов. В их трудах можно обнаружить множество интересных и прогрессивных для того времени сведений. Например, Аристотель (384–322 до н. э.) создал описание поведения более 500 видов животных. Ему удалось классифицировать животных в зависимости от их образа жизни и характерного для них поведения. Аристотель писал о миграции птиц и рыб, а также о других особенностях поведения животных, в частности о том, как они обустраивают свои природные жилища.

Теофраст Эрезийский

Теофраст Эрезийский (370–287 до н. э.), ученик Аристотеля, известен благодаря своим наблюдениям в области ботаники. Им были сделаны описания особенностей роста и развития растений в зависимости от условий среды. Философ обращал внимание на то, как тип почвы и климат влияют на рост и форму растений. Именно благодаря ему ботаника стала самостоятельной наукой, отделившись от зоологии. Среди особых достижений Теофраста Эрезийского – классификация покрытосеменных растений в зависимости от жизненных форм. Именно он разделил их на травы, полукустарники, кустарники, деревья.

Эмпедокл

О том, как условия среды влияют на растения, писал и древнегреческий философ, врач, политический деятель Эмпедокл (490–430 до н. э.). А в трудах великого древнегреческого врача Гиппократа (460–377 до н. э.) есть очень интересные мысли о том, как факторы окружающей среды влияют на здоровье человека. Он считал, что при лечении больного нужно обязательно учитывать особенности его организма, а также взаимодействие человека и окружающей среды. Гиппократ небезосновательно полагал, что различные природные и социальные факторы, такие как климат, почва и вода, образ жизни человека, политический строй страны и многое другое, так или иначе влияют на телесные и душевные человеческие свойства. Очень важным фактором Гиппократ считал климат, так как именно он, по его мнению, влияет на формирование национального характера.

Гиппократ

Римский ученый Плиний Старший (23–79 н. э.) создал 37 томов «Естественной истории». В своем труде он излагал сведения по географии, астрономии, этнографии, метеорологии, ботанике, зоологии. Ученый описал множество животных и растений, исследовал условия их обитания и произрастания. Сравнивая человека и животных, Плиний указывал на то, что в жизни животных главным является инстинкт, а люди обучаются всему благодаря сознательному опыту и выучке посредством подражания.

Плиний Старший

В Средние века формирование экологических идей, к сожалению, прервалось. В этот период главенствовала теологическая теория происхождения жизни. Первоисточником всего существующего на Земле считался Бог, а влияние среды соответственно отрицалось. Считалось, что все на земле происходит по воле Бога. Безусловно, нельзя не признать, что и в Средние века появлялись некоторые научные открытия, однако они имели прикладное значение. Примером тому могут служить такие труды, как «Зеркало вещей» Венсенна де Бове (XIII век), «О поучениях и сходствах вещей» доминиканского монаха Иоанна Сиенского (XIV век). Кроме того, в Средние века жили и работали Авиценна (980–1037) и Разес (850–923) – выдающиеся ученые своего времени.

Разес

Авиценна

Живая клетка и человек разумный

Эпоха Возрождения стала временем новых открытий.

Путешествия и связанные с ними открытия в области географии пробудили интерес к познанию мира. Научные экспедиции снаряжались в разные части света. В отчетах путешественников в избытке содержались интересные сведения. XIV–XVI века были богаты на географические открытия. И в этот период многие исследователи обращали внимание на зависимость растений от условий среды.

В 1543 году вышел труд Николая Коперника (1473–1543) «Об обращениях небесных сфер». В нем ученый изложил свои представления о гелиоцентрической системе мира. Учение Коперника продолжил итальянский мыслитель Джордано Бруно (1548–1600). Он предполагал, что во Вселенной есть огромное количество звезд, которые подобны Солнцу.

Николай Коперник

Жорж Луи Бюффон

Французский ученый Жорж Луи Бюффон (1707–1788) изучал влияние внешних условий на морфологию животных. В своем многотомном издании «Естественная история животных» Бюффон впервые заявил, что влияние внешних факторов способствует превращению одного вида живых существ в другой. Бюффон также писал о жизнедеятельности организмов, о том, что существует определенное единство животного и растительного мира. Кроме того, ученый высказывал идеи о влиянии среды обитания на животный и растительный мир.

Роберт Бойль

Английский химик Роберт Бойль (1627–1691) впервые провел экологический эксперимент, касающийся влияния низкого атмосферного давления на развитие животных.

Голландский натуралист Антони ван Левенгук (1632–1723) изобрел микроскоп и изучал под линзами разнообразные вещества и предметы. Им было сделано важное открытие: весь мир населен микроскопическими существами.

В одном из своих сообщений Левенгук писал:

«24 апреля 1676 года я посмотрел на… воду под микроскопом и с большим удивлением увидел в ней огромное количество мельчайших живых существ. Некоторые из них в длину были раза в 3–4 больше, чем в ширину, хотя они и не были толще волосков, покрывающих тело вши… Другие имели правильную овальную форму. Был там еще и третий тип организмов – наиболее многочисленный – мельчайшие существа с хвостиками».

Антони ван Левенгук

Один из видов микроскопов, использовавшихся в XVIII веке

Наверняка вы догадались, что в 1676 году Левенгук впервые увидел бактерии. Сам ученый назвал их «анималькулями», предполагая, что это маленькие животные. Он был уверен, что строение «маленьких животных такое же, как и у больших организмов», то есть у них есть ножки, хвостики, органы пищеварения и т. д.

Помимо всего прочего, именно Левенгук был первым исследователем, изучавшим пищевые цепи и регуляцию численности организмов. Эти исследования были очень важны для дальнейшего развития различных разделов экологии.

Роберт Гук

Современник Левенгука английский ученый-естествоиспытатель Роберт Гук (1653–1703) знал об исследованиях своего коллеги. Гук был ответственен за проверку результатов различных научных экспериментов в Лондонском королевском обществе. Он занимался проверкой открытий Левенгука и сам увлекся изучением различных объектов с помощью оптического прибора. Пытаясь понять, почему пробковое дерево хорошо плавает, ученый сделал тонкий срез и стал рассматривать его под микроскопом. Естествоиспытатель увидел на срезе ячейки, напоминающие пчелиные соты. Гук назвал элементы слоя пробки латинским словом сеllula («клетка, ячейка»). Так Гук открыл клетки живого организма.

Роберт Броун

В дальнейшем при исследовании клеток ученые замечали какой-то «островок». В 1831 году английский ученый-ботаник Роберт Броун (1773–1858) дал этому островку название – ядро клетки.

Первая половина XVIII века была ознаменована созданием таксономической системы животных и растений. Ее автор – шведский ученый Карл Линней (1707–1778). Эта система до сих пор используется ботаниками и зоологами. По созданной Линнеем системе классификации растительного и животного мира человек был отнесен к классу млекопитающих, отряду приматов. Таким образом, человеческий вид получил название homo sapiens – «человек разумный». В 1753 году была опубликована работа Линнея «Виды растений». В этом труде ученый писал о свойствах растений – целебных или ядовитых.

Карл Линней

Альфонс де Кандоль (1806–1895) в «Ботанической географии» писал о том, как на растительные организмы влияют абиотические факторы, то есть условия неорганической среды, такие как атмосферное давление, состав почвы, температура, рельеф и др.

Альфонс де Кандоль

Зарождение теории естественного отбора

Возникновение множества научных идей о растительном и животном мирах разных частей земного шара привело к формированию особой науки – биогеографии. Именно эта наука стала основой для следующего этапа развития истории экологии.

Биогеография подразделялась на зоологическую географию и ботаническую географию. С конца XVIII века до середины XIX века экологические знания формировались в русле зоологической и ботанической географии. И в рамках этих наук было сделано множество интереснейших открытий и наб людений.

Известные российские ученые М. В. Ломоносов (1711–1765), И. И. Лепехин (1740–1802), С. П. Крашенинников (1711–1755), П. С. Паллас (1741–1811) и др. также обратили внимание на взаимосвязь таких факторов, как климат, флора и фауна.

М. В. Ломоносов

В 1807 году увидела свет книга «Идея о географии растений», автором которой был немецкий естествоиспытатель, географ и путешественник Александр Фридрих Вильгельм Гумбольдт (1769–1859). Он выдвинул идею об изолиниях растений, т. е. предположил, что у растений появляются похожие физиономические формы в схожих географических условиях. Гумбольдт исследовал климатические факторы в разных районах Северного полушария. На основе полученных данных он составил карту изотерм, выявил связь между климатом и характером растительности. Также он пытался выделить ботанико-географические области – фитоценозы.

И. И. Лепехин

С. П. Крашенинников

В XVIII столетии появилась эволюционная концепция французского ученого-естествоиспытателя Жана Батиста Ламарка (1744–1829). Ученый полагал, что основная причина развития организмов от низших форм к высшим – это стремление к совершенствованию организации, присущее живой природе, а также влияние внешних условий. Об этом Ламарк писал в своей книге «Философия зоологии». Под влиянием изменений внешних условий изменяются и потребности организмов. Ответом на это становятся новые виды деятельности и новые привычки, действие которых приводит к изменению организации, морфологии существа. Таким образом приобретаются новые признаки, которые наследуются потомками. По мнению Ламарка, такую схему можно отнести и к человеку.

П. С. Паллас

А. Гумбольдт

Ж. Б. Ламарк

Какие только идеи не приходили в голову ученым и мыслителям! Некоторые были весьма своеобразны и остались в истории лишь как пример заблуждений. Например, к таковым относятся выводы английского священника, экономиста и демографа Томаса Роберта Мальтуса (1766–1834). Мальтус сформулировал «закон народонаселения», в соответствии с которым увеличение численности происходит в геометрической прогрессии, но при этом средства к существованию (главным образом пища) увеличиваются только в арифметической прогрессии. При таких условиях неизбежно возникает перенаселение. Мальтус считал, что бороться с этим явлением можно с помощью регламентации браков и ограничения рождаемости, а также нужно делать все возможное, чтобы «способствовать действиям природы, вызывающим смертность…».

Мальтус призывал делать дома перенаселенными, в городах строить узкие улицы, чтобы создавать условия для распространения смертельно опасных болезней.

Еще при жизни Мальтуса его идеи подвергались беспощадной критике как антигуманные и не имеющие под собой никакого основания.

Очень важное значение для развития экологических идей имели труды профессора Московского университета К. Ф. Рулье (1814–1858). Именно его считают одним из предшественников Чарлза Дарвина. Этот ученый стал автором более 100 работ в области зообиологии. Он неоднократно писал, что влияние изменений внешней среды на развитие органического мира несомненно. Рулье создал систему экологических исследований животных.

Н. А. Северцов (1827–1885), ученик Рулье, в 1855 году написал диссертацию на тему «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гад Воронежской губернии». Это было первым детальным экологическим исследованием в мировой зоологической литературе.

К. Ф. Рулье

Н. А. Северцов

Чарлз Дарвин

После опубликования в 1859 году книги Чарлза Дарвина (1809–1882) «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» начался новый, очень важный этап развития экологических идей. Ученый исследовал одну из основных проблем экологии – борьбу за существование, в которой победителем становится не самый сильнейший вид, а вид, сумевший приспособиться к специфическим жизненным обстоятельствам. Дарвин также подчеркивал влияние, которое оказывают на морфологию и поведение живых существ такие факторы, как образ жизни, межвидовые взаимодействия и условия существования.

Экология – новая наука

Термин «экология», как уже упоминалось, появился благодаря Эрнсту Геккелю. Он впервые был использован ученым в труде «Общая морфология организмов» (1866). Двумя годами позже в исследовании «Натуралистическая теория мирообразования» ученый раскрыл сущность новой науки: «…познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременно неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом».

Эрнст Геккель

По мнению Геккеля, экологию следует отнести к биологическим наукам и наукам о природе. Ведь именно эти дисциплины изучают все стороны существования живых организмов. Ученый писал: «Под экологией мы подразумеваем науку об экономии, о домашнем быте животных организмов. Она исследует общие отношения животных как к их неорганической, так и к органической среде, их дружественные и враждебные отношения к другим животным и растениям, с которыми они вступают в прямые и непрямые контакты…»

В конце XIX столетия термин «экология» получил широкое распространение. Его стали использовать ученые-биологи в разных странах. В России слово «экология» впервые появилось в 1868 году, когда был опубликован русский перевод работы Геккеля «Общая морфология организмов».

Австрийский ученый-геолог Эдуард Зюсс (1831–1914) в 1873 году впервые использовал термин «биосфера». С точки зрения Зюсса, под биосферой следовало понимать совокупность частей земных оболочек (литосферы, гидросферы, атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием и занята продуктами их жизнедеятельности. В дальнейшем советский ученый В. И. Вернадский существенно расширил это определение.

Эдуард Зюсс

Йоханес Варминг

В 1895 году датский ботаник и эколог Йоханес Эугениус Варминг (1841–1924) в работе «Ойкологическая география растений» опубликовал свои исследования о жизненных формах растений. Можно сказать, что благодаря ему термин «экология» был введен в ботанику. Примерно в это же время русский натуралист А. Ф. Миддендорф (1815–1894) на основе учения А. Гумбольдта применил теорию об изолиниях к животным.

В 1877 году немецкий ученый-гидробиолог Карл Мёбиус (1825–1908) впервые использовал термин «биоценоз», или «природное сообщество». Биоценоз – это сообщество определенных живых организмов (растений, животных, грибов или микроорганизмов), живущих на участке суши или водоема и связанных между собой особыми отношениями и сходной приспособленностью к условиям окружающей среды. Сообщества микроорганизмов называются микробиоценозом. Потом учение о растительных сообществах стало отдельной наукой – фитоценологией. На развитие этой науки оказали заметное влияние русские ученые – Г. Ф. Морозов, С. И. Коржинский, В. Н. Сукачев, Т. А. Работнов и многие другие.

Карл Мёбиус

В 1910 году в Брюсселе состоялся III Международный ботанический конгресс, на котором экология растений была разделена на аутэкологию (исследующую взаимоотношения отдельных видов со средой) и синэкол огию (экологию сообществ). Немаловажно, что синэкология получила официальный статус составной части экологии. Позже аналогичному делению подверглась экология животных и общая экология.

В первой четверти XX столетия активно создавались научные экологические общества в разных странах. В это время теоретическая экология стала интенсивно развиваться. Экологию как науку стали преподавать в университетах, появилось множество экологических периодических изданий.

Учение о биосфере. Экология сегодня

В 1923–1927 годы Владимир Иванович Вернадский (1863–1945) создал учение о биосфере как глобальной биологической системе планеты Земля. Труды этого великого ученого имели огромное значение для развития экологии как науки.

Вернадский исследовал процессы, происходящие в биосфере. Им была разработана теория, которую он сам назвал «биогеохимия». Она стала основой современного учения о биосфере. Открытие Вернадского легло в основу новых принципов, согласно которым планету Земля нужно изучать как развивающуюся саморегулирующуюся систему.

Биосфера – это область активной жизни, которая охватывает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы. Живые организмы тесно взаимосвязаны со средой обитания. В результате этого взаимодействия образуется целостная система.

В 20-е годы XX столетия вышла работа Вернадского «Биосфера». Это послужило отправной точкой появления новой науки о природе и ее взаимодействии с человеком. В своем труде ученый показал, что биосфера – это целостная динамическая система, управление которой осуществляет живое вещество планеты. Ученый высказывал мысль о тесной взаимосвязи биосферы с деятельностью человека и заявил, что сохранность равновесия состава биосферы зависит от человека.

В. И. Вернадский

Вернадский считал, что вещество биосферы состоит из:

1) живого вещества (то есть биомассы современных живых организмов);

2) биогенного вещества (то есть остатков разложившихся животных, растений и грибов вместе с содержащимися в них бактериями, осевших на дно водоема или взвешенных в толще воды, а также нефти, газа биогенного происхождения, торфа и т. д.);

3) биокосного вещества (то есть смеси биогенных веществ и минеральных пород небиогенного происхождения);

4) косного вещества (то есть минералов, осадков, горных пород).

Благодаря Вернадскому появилось новое понятие – ноосфера. Таким термином ученый обозначал «мыслящую оболочку», сферу разума. Ученый говорил о том, что все человечество в целом является мощной геологической силой. И именно перед человечеством, «перед его мыслью и трудом возникает вопрос о перестройке биосферы в интересах свободного мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера».

В 30–40-е годы XX века выделилось новое направление – экология популяций, или демэкология, основателем которого является английский зоолог Чарлз Элтон (1900–1991). На развитие экологии популяций оказали влияние такие ученые, как Н. П. Наумов, С. С. Шварц, Д. Н. Кашкарев, В. В. Догель и др. Одновременно появился новый принцип исследования природных сообществ во взаимодействии со средой обитания. В 1935 году английский ученый Артур Тенсли (1871–1955) впервые использовал термин «экосистема».

Артур Тенсли

Экосистема (от греч. oikos – «дом, местообитание» и systema – «сочетание, объединение») – сообщество живых организмов, обитающих на одной территории при определенных условиях. Это сложная система, способная к самостоятельной организации, регуляции и обновлению. В данном случае подразумевалось единство, ограниченное во времени и пространстве, природный комплекс, который был образован живыми организмами и средой обитания.

В 1942 году советский ученый В. Н. Сукачев (1880–1967) впервые использовал термин «биогеоценоз». Биогеоценоз – элементарная единица биосферы, то есть простейшая экосистема и геосистема.

В. Н. Сукачев

С середины XX века началось быстрое и интенсивное развитие экологии. Она стала взаимодействовать с самыми разными науками и сферами человеческой деятельности. Один из известных современных ученых-экологов Юджин Одум (1913–2002, США) считал экологию междисциплинарной областью знания, наукой об устройстве многоуровневых систем в природе, обществе, а также их взаимосвязи.

Многогранная наука

Экология – это уникальная, многогранная наука со сложной структурой. Известный советский ученый и теоретик экологии Н. Ф. Реймерс (1931–1993) утверждал, что экология – это цикл знаний, в который входят элементы геологии, географии, физики, химии, социологии, экономики, теории культуры.

Современная экология изучает не только биологические явления, но и антропосферу. Антропосфера – это часть биосферы, которая постоянно используется и видоизменяется человеком; практически то же, что ноосфера. Этот термин впервые применил географ и этнограф Д. Н. Анучин в 1902 году.

Д. Н. Анучин

Существуют различные классификации разделов и направлений экологии. Единого мнения в этом вопросе ученые пока не достигли. Классический подход выделяет общую и частную экологию. Общая экология исследует какие-либо явления окружающей среды в их взаимосвязи, например, то, как приспосабливаются к природным условиям целые популяции. Объект изучения частной экологии – это конкретные классы живых существ или даже отдельные виды животных и растений, например экология соснового бора, экология морей и океанов.

Общая и частная экология подразделяются на несколько разделов. Каждый раздел экологии, в свою очередь, включает в себя несколько направлений. Каждое направление состоит из частных наук (дисциплин).

Общая экология подразделяется на следующие разделы: биоэкология, геоэкология, экология человека, прикладная экология. Общая экология находится в тесной взаимосвязи со всеми частными науками. Формирование общей экологии как науки продолжается по сей день, и каждая из частных дисциплин способствует этому.

Как правило, частную экологию делят на два больших раздела – экология растений и экология животных. Экология растений изучает взаимодействие и взаимозависимость между растительными организмами и средой их обитания. В центре внимания экологии животных – взаимодействие животного мира и живой и неживой среды.

Также применяется более подробное деление частной экологии – это экология млекопитающих, экология беспозвоночных, экология насекомых, экология зайца-беляка и др. Экология микроорганизмов исследует места обитания микроорганизмов, а также их экологические связи. Основное положение экологии микроорганизмов – концепция о доминировании микробов в создании биосферы Земли и дальнейшем поддержании ее экологического баланса.

Помимо частных дисциплин, в структуру экологии входят комплексные науки. Специфика частных наук заключается в том, что они исследуют конкретные объекты окружающего мира, то есть отдельные организмы или совокупность организмов одного вида.

Комплексные науки исследуют определенные условия среды, например воду, почву, леса, а также взаимоотношения живых организмов и этих условий. К частным наукам можно отнести экологию человека, микробиологию, экологию растений, экологию животных и др. К комплексным наукам относят ландшафтоведение, почвоведение, биоценологию и многие другие.

Весь мир как на ладони

Столь сложное разделение науки экологии связано с тем, что каждый ученый стремится заниматься теми вопросами изучения окружающей среды, которые ему наиболее интересны. Экология настолько разнообразна, что любому специалисту легко выбрать для себя самую близкую и увлекательную сферу работы.

Экология по своей сути сходна с такой наукой, как социология, которая является составной частью предмета обществознание. Только если обществознание рассматривает различные стороны жизни человеч еского общества, такие как политика, экономика, поведение людей при их общении, то экология изучает природную жизнь во всем ее многообразии. При этом и обществознание, и экология объединили в себе множество других наук, используют их методы исследования, приемы работы и беззастенчиво пользуются теориями, которые строят ученые, занимающиеся смежными науками.

Экологам подвластно изучение практически всего живого мира. Существует даже такая наука, как глобальная экология, или мегаэкология.

Книгу под названием «Глобальная экология» в 1977 году выпустил известный советский ученый-климатолог М. И. Будыко (1920–2001), сформулировав в ней основную проблему – круговорот веществ в биосфере.

М. И. Будыко

По мнению ученого, глобальная экология призвана рассмотреть и предложить решение таких проблем, как выживание и сохранение здоровья человечества в условиях повышающейся агрессивности окружающей среды, а также сохранение устойчивости биосферы, нарушающейся в результате воздействия на нее людей.

Ученые, занимающиеся глобальной экологией, много внимания уделяют проблемам, встающим перед людьми с каждым годом все острее. Это нехватка продуктов питания, исчерпание полезных ископаемых, перенаселение планеты, загрязнение биосферы различными видами транспорта, а также проблема получения электроэнергии.

Некоторые ученые относят глобальную экологию к таким разделам общей экологии, как прикладная экология или экология человека. Однако Будыко предложил выделять глобальную экологию как самостоятельный раздел общей экологии.

Живые организмы и их эволюция

Конкретные экологические науки посвящены не глобальным проблемам человечества и природы, а частным, но тоже весьма актуальным и важным. Считается, что раньше всех появился такой раздел экологии, как биоэкология, берущая за основу биологические теории. Концепции и выводы биоэкологии лежат в основе многих других дисциплин.

Биоэкология включает в себя следующие направления:

1) аутэкология;

2) демэкология;

3) синэкология;

4) эволюционная экология.

Аутэкология (от греч. autos – «сам») исследует взаимоотношения организма и окружающей среды. Термин был введен швейцарским ботаником Карлом Шретером (1855–1939) в 1896 году. Аутэкология определяет границы стойкости вида и его отношения к различным экологическим факторам. Кроме того, в сферу интересов аутэкологии входит влияние среды на поведение организмов, физиологию и морфологию.

Аутэкология строится на трех законах.

Первый закон – закон оптимума. В соответствии с ним любой организм распространяется в пределах определенной территории потому, что имеет какие-то качества, которые позволяют ему жить именно здесь и не дают выйти за пределы очерченных границ. К примеру, для человека оптимальны условия обитания на Земле, и то не на всех ее территориях. А вот в космос мы просто так выйти уже не можем, его условия – вакуум и холод – для человека губительны.

Второй закон аутэкологии гласит, что каждый вид живых существ в пределах своего оптимума распределяется по-разному. Даже на подходящей для обитания территории условия могут меняться в зависимости от внешних факторов и сезонов года, и живые существа покидают насиженные ареалы обитания. Как мы уже говорили, на Земле не все зоны благоприятны для людей. Если где-то начинается засуха и неурожаи, люди, живущие там, начинают искать для себя новые плодородные земли.

Третий закон аутэкологии можно сформулировать так: наиболее важным для распределения вида является тот фактор, значения которого находятся в минимуме или максимуме.

Эти законы часто применяются в сельском хозяйстве.

Демэкология (от греч. demos – «народ»), или экология популяций, исследует, как под влиянием различных факторов окружающей среды меняется численность популяций. В русле демэкологии изучаются условия, которые способствуют формированию популяции. При этом особь рассматривается в составе группы таких же особей, которые относятся к одному виду и занимают определенную территорию.

Нужно отметить, что в последнее время некоторые ученые стремятся включить в состав демэкологии и аутэкологию.

Синэкология рассматривает взаимодействия организмов разных видов в составе сообществ. Выделить этот раздел экологии как отдельную дисциплину также предложил К. Шретер. Часто синэкологию рассматривают как науку о жизни биоценозов, то есть много-видовых сообществ животных, растений и микроорганизмов.

Эволюционная экология изучает эволюцию экосистем и биоценозов в зависимости от изменения факторов окружающей среды.

По современным представлениям, эволюция жизни на нашей планете – совершенно уникальное явление, создавшее современную нам биосферу. Эта эволюция была не только зависимой от внешних факторов, но и коренным образом изменяла их. Таким образом, эволюционировали не только виды, но и экосистемы.

Наш общий дом – Земля

Геоэкология (от греч. geo – «земля») – это раздел общей экологии, который посвящен изучению геологических и географических сред, таких как атмосфера, гидросфера и др.

Геоэкология зародилась на стыке географии и экологии. Ее основы заложил в 1930-х годах знаменитый немецкий географ Карл Тролль (1899–1975), он же уравнял геоэкологию и ландшафтную экологию. Известный советский географ В. Б. Сочава (1905–1978) впервые упомянул о геоэкологии в 1970-х годах, тогда же началось развитие этой дисциплины в СССР. Однако как отдельная наука геоэкология в России сложилась только к 1990-м годам.

Карл Тролль

Геоэкология направлена прежде всего на исследование взаимодействий экосистем и земных сфер. В русле данного направления изучаются связи между живыми материями и неживыми (абиотическими) факторами, а также взаимодействие между организмами и сообществами в зависимости от условий на суше и в Мировом океане. Отсюда естественным образом возникают отдельные направления в геоэкологии – экология атмосферы, экология гидросферы и т. д.

В. Б. Сочава

Экология атмосферы изучает состояние атмосферы, а также влияние деятельности человека на атмосферу.

Экология гидросферы исследует водную оболочку Земли, которая располагается между атмосферой и твердой земной корой (литосферой). Гидросфера представляет собой совокупность океанов, морей, поверхностных вод суши. В состав гидросферы входят также подземные воды, снег и лед Арктики и Антарктики, атмосферная вода и вода, которая содержится в живых организмах. Воды гидросферы постоянно взаимодействуют с атмосферой, земной корой и биосферой. Сложный круговорот воды на Земле возникает при взаимодействии этих вод и переходах вод из одних видов в другие.

Экология литосферы изучает качества литосферы в совокупности с ее экологическими функциями. Литосфера – это внешняя оболочка Земли. В ней осуществляется формирование почв, ландшафтов, биологических сообществ. Хозяйственная деятельность человека приводит к существенным изменениям литосферы.

Геоэкология – это молодая, но амбициозная наука. Она учит воспринимать Землю как дом для всех живых организмов. Геоэкология не ставит живые организмы «над» неживой материей, ведь без неорганического мира существование органического невозможно. Вода, плодородная почва, воздух – без них жизнь на планете немыслима. От строения ландшафта напрямую зависят строение экосистем и их основные свойства.

Человек и природа

Прикладная экология включает науки, исследующие взаимодействие человека и среды обитания. Это направление называется также «человек и природа». В русле прикладной экологии рассматривается влияние антропогенных факторов на окружающую среду, возникающее вследствие различных видов хозяйственной и производственной деятельности человека. Каждая из наук по-своему интересна.

Инженерная экология является относительно новым направлением экологической науки. Она направлена на исследование взаимодействия природы и техники, особенностей формирования природно-технических систем, а также способов управления ими для защиты природной среды и формирования экологической безопасности. Инженерная экология стремится к тому, чтобы техника и технологии промышленных объектов соответствовали экологическим требованиям.

Промышленная экология исследует влияние производственных предприятий на окружающую среду, а также ищет пути снижения негативного влияния к примеру, в результате совершенствования очистных сооружений и технологий.

Очистные сооружения – важный фактор защиты окружающей среды

Химическая экология выясняет, к каким результатам приводит воздействие химических веществ на окружающую среду, а также занимается поиском способов уменьшения отрицательного влияния химических веществ на природу.

Медицинская экология – это отрасль науки, которая находится на стыке экологии и медицины. Она изучает закономерности взаимодействия людей и окружающей среды в сфере здоровья, исследует болезни человека, которые возникают в связи с изменением окружающей среды. Эта область научного знания интегрирует в единый комплекс гигиену, токсикологию и экологию человека.

К примеру, медицинская экология, отталкиваясь от природных причин, отвечает на вопрос, как возникают эпидемии. Это может быть возрастание в процессе эволюции агрессивности вирусов или же перенаселение отдельных регионов, когда из-за скученности проживания инфекции распространяются быстрее.

Сельскохозяйственная экология, или агроэкология, изучает взаимодействия организмов, которые культивируются человеком, их популяций и сообществ с окружающей средой. Очень важной проблемой в сельскохозяйственном производстве является увеличение плодородности почв. Кроме того, сельскохозяйственная экология занимается прогнозами и оценкой отрицательных последствий, которые могут возникать в процессе хозяйственной деятельности человека, когда он вмешивается в жизнь различных экосистем и даже создает новые – так называемые агроэкосистемы.

Агроэкосистемы возникают в результате хозяйственной деятельности человека

Математическая экология моделирует вероятность изменений в природе, которые могут произойти в результате изменения экологических условий.

Экономическая экология исследует экономические механизмы охраны окружающей среды и рационального природопользования.

Городская экология изучает среду обитания человека в городе и возможности ее улучшения.

Социальная экология появилась благодаря американским ученым Роберту Парку (1864–1944) и Эрнсту Берджесу (1886–1966). Именно они впервые использовали данный термин в 1921 году как синоним понятия «экология человека», тем самым подчеркнув, что объектом исследования является именно общественное, а не биологическое начало в человеке.

Общая цель прикладной экологии – формирование экологического мышления. В его основе лежит бережное отношение к природе и ее богатствам, которые человек, конечно же, использовал всегда и будет пользоваться ими и дальше. При этом необходимо помнить, что, нанося вред окружающей среде, люди рискуют получить в итоге такие последствия, которые навредят им самим, а в некоторых случаях – даже человечеству в целом.

Роберт Парк

Эрнст Берджес

Совершенствование промышленных технологий – залог безопасности нашей жизни

Ноосфера – что это такое?

Мы знаем о существовании биосферы. Основателем учения о биосфере является великий русский ученый В. И. Вернадский. Именно он первым рассказал людям о тесной взаимосвязи всех существ, обитающих на нашей планете.

Биосфера у Вернадского – не только часть земного шара, в пределах которой существует жизнь. Она включает в себя «живую пленку» Земли, то есть всю совокупность населяющих нашу планету живых организмов. К биосфере относится и область «былых сфер», о чем свидетельствует распределение биогенных осадочных пород. «Былые сферы» – это распределение «живой пленки» Земли в более ранние времена. Ведь ничто на нашей планете не исчезает бесследно, и по распределению пород можно предположить, какие организмы существовали раньше на той или иной территории.

Согласно учению Вернадского, жизнь на Земле, как органическая, так и неорганическая, находится в постоянном движении. Все организмы, обитающие на нашей планете, – это часть огромной совокупности живого покрова Земли. И все они участвуют в круговороте веществ, энергии и особей.

Благодаря солнечной энергии на нашей планете существует два взаимосвязанных круговорота веществ: геологический, или большой, и биологический.

Геологический круговорот веществ на Земле проявляется, в частности, в круговороте воды и циркуляции атмосферы. То есть вода испаряется, принимая газообразное состояние, после чего осадками возвращается на землю.

Биологический круговорот развивается на основе геол огического. Это циркуляция веществ между почвой, растениями, животными и микроорганизмами. Оба выделенных Вернадским круговорота – это единый процесс.

Вклад Вернадского в науку, в частности в экологию, поистине неоценим. Ведь помимо полного определения биосферы ученый дал определение ноосферы.

Термин «ноосфера» впервые появился в конце 1920-х годов. Французские ученые Эдуард Лекруа и Пьер Тейяр де Шарден употребили его в значении «мыслящий пласт» или «новый покров», зародившийся в конце третичного периода и существующий над миром растений и животных, вне биосферы. Ноосфера, в представлениях французских ученых, – это «мыслящая» оболочка Земли, и появилась она с развитием человеческого сознания.

Вернадский же наполнил термин «ноосфера» несколько иным, менее «таинственным» и более научным смыслом. Человек, в представлениях Вернадского, является частью живого вещества и подчиняется законам существования биосферы. Человек не может существовать вне биосферы. Но человек изменяет биосферу, и основная задача такого изменения – сохранение организованности биосферы. То есть, согласно учению Вернадского, человек может и должен преобразовывать, перестраивать биосферу в интересах человечества. И такая новая, измененная биосфера является ноосферой.

Ноосферой называется сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой определяющий фактор развития биосферы и человечества – это разумная деятельность. Согласно учению Вернадского, это новый этап эволюции биосферы. Законы природы и законы развития общества образуют «очеловеченную природу» как высшую материальную целостность. И основной двигатель преобразования биосферы в ноос феру – научная мысль. Посредством научной мысли человечество, по Вернадскому, должно не разрушать, а преобразовывать Землю.

По сути, ноосфера – это идеальный вариант дальнейшего развития жизни на нашей планете. Ведь она предполагает взаимодействие человека и природы на условиях, выгодных обеим сторонам. Развитие ноосферы – процесс длительный и, вероятно, бесконечный. Ведь человек пока только начал открывать для себя целесообразные, не вредящие биосфере взаимоотношения с природой. Ученые говорят, что в перспективе люди смогут даже влиять на глобальный климат Земли, направленно изменять состояния биосферы.

Учение Вернадского о ноосфере получило широкое распространение благодаря вкладу целого ряда ученых и исследователей.

Сегодня ноосфера – одно из важнейших понятий экологии. Для сохранения жизни на нашей планете мы должны знать законы развития биосферы, понимать возможность и допустимость своих действий. Ведь если мы не научимся адекватно оценивать свои силы, обдумывать шаги, прежде чем изменять окружающий нас мир, все может закончиться для человечества весьма печально. Природа не безгранична, и она требует внимательного к себе отношения. А неосторожные и мало обдуманные вмешательства человека в природу могут привести к катастрофам.

Ноосфера как система взаимоотношений человека с природой развивается по определенным законам. Эти законы относятся к нематериальной, информационной природе. Ведь ноосфера фактически является нематериальной составляющей нашего мира, она должна развиваться согласно закономерностям развития Земли.

Человек тысячелетиями воздействовал на природу. По сути, ноосфера появилась и развивается вместе с человеком. Но лишь за последние сто лет, когда человечество сделало огромный скачок в развитии науки и техники, воздействие на природу оказалось поистине разрушительным. И дело не в том, что люди становятся со временем лучше или хуже. Ответственное отношение к природе появилось у человечества сравнительно недавно, раньше же запасы нашей планеты казались безграничными. Да и технические средства, которые наносят огромный и невосполнимый вред природе, люди обрели также не слишком давно.

Золотая драга на реке Пышма

Запуск ракеты «Прогресс-19М» с космодрома Байконур

В XX столетии научно-технический прогресс сделал огромный скачок. Появились всевозможные механизмы, машины, радио и телевидение. Многие из открытий и изобретений человека сказались на окружающем мире не лучшим образом, ведь человечество получило фантастические возможности к самоуничтожению. Открытие атомной энергии привело к появлению ядерного оружия. Разработки в генной инженерии – к возможности изменить генетические особенности живых существ. И если столь мощные силы задействовать необдуманно, человечество может погибнуть.

Впрочем, и без упомянутых «ужасов» мы можем прийти к тому же финалу, правда, гораздо медленнее. Загрязнение окружающей среды, изменение биосферы – все это может привести к глобальному потеплению климата, гибели всего живого на планете…

Человечество сегодня пришло к острой необходимости научиться жить в гармонии с природой, понимать не только собственные потребности, но и «желания» нашей планеты.

Как выяснили ученые, Земля обладает уникальной способностью – она может восстанавливать утраченные ресурсы. Восстанавливаются леса и луга, очищаются водоемы и воздух. Это позволяет нам увидеть картину будущего не в столь мрачных тонах. Ведь если мы придем на помощь нашей планете, совместная деятельность позволит восстановить ресурсы и гармонию в мире. Поэтому деятельность экологов можно сравнить с работой врача, пациентом же выступает Земля.

На пути к гибели…

Экологическая катастрофа – это бедствие, несущее обширный, зачастую непоправимый вред для отдельных экосистем и для геосистемы в целом.

Геосистема (от греч. geo – «земля» и systema – «целое, составленное из частей») – это относительно целостное территориальное образование любой площади, на котором находятся взаимозависимые компоненты географической оболочки и происходят взаимосвязанные изменения вещества, энергии, информации.

Глобальная геосистема – это географическая оболочка Земли, включающая литосферу (земную кору), нижние слои атмосферы (тропосферу, стратосферу), гидросферу (водную оболочку), биосферу (животный мир) и антропосферу (мир людей). Понятие геосистемы является фундаментальным в географии и геоэкологии.

Экологическая катастрофа может иметь значительную протяженность во времени. Вред для экосистем отличается множеством уровней воздействия. Нередко основной объем вреда скрыт и проявляется только тогда, когда были почти полностью ликвидированы первичные повреждения. Это объясняется тем, что биосфера в целом обладает высоким запасом прочности, да и у различных экосистем в отдельности он весьма высок. Очень часто главным последствием экологической катастрофы является именно понижение запаса прочности.

Экологическая катастрофа влечет за собой массовую гибель живых организмов, что приводит к необратимым изменениям экосистем. Если страдает одна или несколько экосистем – это локальная катастрофа.

Глобальная экологическая катастрофа – это вред, который может быть причинен биосфере в целом. К примеру, к таким катастрофам можно отнести ледниковый период. В будущем ученые предсказывают такие глобальные катастрофы, как всемирное потепление, ядерная зима.

Как правило, экологические катастрофы носят техногенный и антропогенный характер, то есть связаны с деятельностью людей. Самые крупные экологические катастрофы – авария на Чернобыльской АЭС (СССР), выброс ядовитых химических веществ в Бхопале (Индия), гибель Аральского моря (Казахстан), сброс нефти в Персидском заливе, организованный иракской армией во время войны 1991 года, взрыв нефтяной платформы Deepwater Horizon в Мексиканском заливе, авария на АЭС «Фукусима-1» в Японии.

Когда речь заходит об экологических катастрофах, в сознании большинства людей сразу появляются мысли о каком-то бедствии, начало которого вполне определенное и однозначное. Это может быть извержение вулкана, взрыв на атомной электростанции и т. д. Между тем далеко не всегда у экологической катастрофы есть фиксированное начало. И даже при наличии такого начала экологическая катастрофа не случается внезапно.

Намного чаще причиной экологической катастрофы является комплекс определенных факторов. До поры до времени они не являются критическими. Но постепенно нарастает вред для экосистемы, действие одного или нескольких факторов становится катастрофическим. В связи с этим весьма значительные экологические катастрофы на первый взгляд происходили незаметно.

Почему исчезли динозавры

Одна из глобальных экологических катастроф на планете Земля связана с гибелью динозавров.

Более ста миллионов лет на нашей планете обитали гигантские ящеры. Происходили весьма заметные изменения климатических условий, менялось соотношение воды и суши, даже растительность претерпевала изменения. Однако динозавры приспосабливались к любым условиям. А потом вдруг очень быстро исчезли с лица земли. Случилось это 65–70 миллионов лет назад…

Сегодня динозавров мы можем увидеть только в музеях

Существует немало гипотез, объясняющих исчезновение динозавров. Весьма интересной представляется одна из них, в основе которой лежит столкновение Земли с огромным астероидом. В то время подобные катаклизмы происходили достаточно регулярно: небесные тела врезались в планету с огромной скоростью, вследствие этого в атмосферу поднималось огромное количество пыли, которая заслоняла поверхность Земли от Солнца. В какой-то момент концентрация пыли в воздухе стала столь велика, что нехватка солнечных лучей повлекла за собой гибель растений, которые являлись пищей травоядных ящеров. И те стали умирать от голода. Гибель же хищных динозавров была тоже обусловлена нехваткой пищи: ведь те, кем они питались, вымирали.

Данная гипотеза имеет косвенные подтверждения. Так, американский ученый Уолтер Альварес (1884–1978) в процессе исследования подводного каньона рядом с Губбио (Италия) обнаружил, что слой, который относится к периоду гибели динозавров, содержит огромное количество иридия: в 30 раз больше обычного содержания его в земной коре. А ведь этот элемент чаще встречается в космических телах, чем в Земле! Поэтому и появилась гипотеза о столкновении Земли с астероидом (или несколькими).

Разумеется, вопрос, как все было на самом деле, пока остается открытым. Тем не менее экологическая катастрофа в далеком прошлом все-таки была, ведь гигантские ящеры на самом деле существовали, а затем исчезли. Но даже если допустить версию о столкновении с Землей гигантского астероида, гибель динозавров не произошла в одночасье. Вымирание данного вида растянулось на несколько миллионов лет. Иными словами, падение астероида было одним из факторов, который до поры до времени не являлся критическим. Однако он нанес вред экосистеме, в результате чего и вымерли животные.

Почему погибли мамонты на Камчатке

Климатические условия очень важны для всего живого. Любой живой организм может жить исключительно в пределах определенного интервала температур. Если температура поднимается выше или опускается ниже этого интервала, это приводит к гибели организма.

Пределы температурной выносливости могут варьироваться у разных организмов. Например, некоторые бактерии могут существовать при разных диапазонах температур. Но это все-таки исключение из правил. В основном живые организмы нуждаются в определенных условиях для нормальной жизнедеятельности. В истории нашей планеты неоднократно случались природные катастрофы, которые влекли за собой глобальное изменение климата и, как следствие этого, гибель огромного количества живых существ.

На Камчатке, вблизи реки с таким же названием, было обнаружено огромное количество останков мамонтов: здесь погибли сотни этих доисторических животных. Примечательно, что кости мамонтов в иных районах Камчатки обнаруживаются крайне редко. Что же послужило причиной того, что на сравнительно небольшом участке практически одновременно погибло столько мамонтов?

Гибель гигантских животных произошла из-за резко наступившего изменения климата, то есть похолодания. Вокруг долины реки Камчатки расположены горные хребты и вулканы. В процессе похолодания в горах сначала стали формироваться ледники. Мало-помалу оледенение распространялось на новые территории. Ледники при этом спускались с гор в долину, и постепенно долина оказалась со всех сторон как бы «заперта» льдами. В долине реки оставался небольшой участок земли, куда еще не распространилось оледенение. Здесь нашли свое убежище мамонты со всей Камчатки. Но выжить им так и не удалось, ведь из-за ледников температура местности заметно снизилась. Вот так небольшой пятачок земли стал огромным кладбищем древних животных.

Конец Римской империи

Можно ли говорить о том, что гибель Римской империи была вызвана экологической катастрофой? Однозначно на этот вопрос ответить нельзя. С одной стороны, в тот период не было какого-то глобального воздействия на природу. Но с другой стороны, как не вспомнить об отравлении свинцом…

Свинцовые водопроводные трубы с кранами времен Древнего Рима

Известно, что римляне вели обширную добычу свинца. Этот металл пластичен, не ржавеет. Поэтому неудивительно, что он применялся для самых разных целей: из него делали водопроводные трубы, в него оправляли посуду, а также использовали для изготовления косметических средств. А «свинцовый сахар»[1]даже добавляли в пищу!

О том, какой вред свинец оказывал на здоровье, никто даже не задумывался. А между тем свинец является метаболическим ядом. Систематическое отравление свинцом приводило к тому, что римские патриции жили не более 25–30 лет. Представителям низших сословий повезло чуть больше, так как они не пользовались свинцовой посудой и косметикой, поскольку она была дорогой и малодоступной. Однако воду из свинцовых водопроводных труб пили все без исключения…

В останках древних римлян, найденных при раскопках, было обнаружено высокое содержание свинца. Неправильное использование ядовитого металла было одним из факторов, влияющих на здоровье и продолжительность жизни людей.

Разумеется, на гибель империи повлияли и иные причины – экономические, политические, социальные. Но нельзя сбрасывать со счетов, что к вымиранию людей приводило массовое отравление. Этот фактор в совокупности с другими и обусловил гибель целой империи.

Глобальное потепление

В XX веке ученые забили тревогу: многолетние наблюдения показали, что температура поверхности Земли и воды в Мировом океане увеличилась в среднем на 0,7 °C. Этот процесс климатологи связали с началом промышленной революции, которая началась во второй половине XVIII века.

Активная промышленная деятельность человечества привела к массовым выбросам в атмосферу таких вызывающих парниковый эффект газов, как углекислый газ и метан. Если потепление на Земле продолжится такими же темпами, то к началу XXII века средняя температура земной поверхности возрастет на 1,8–3,4 °C.

Последствия роста температуры для человечества могут оказаться катастрофическими. Ведь в результате, как предсказывают экологи, изменится уровень воды в Мировом океане, а также количество и распределение атмосферных осадков. Это приведет к наводнениям, засухам, ураганам и другим экологическим бедствиям. Так как потепление приводит к климатическим изменениям, в некоторых регионах Земли возможно резкое похолодание. Например, в том случае, если нарушится течение Гольфстрима, который, принося воду из тропиков, прогревает европейскую часть нашего континента, в Европе станет значительно холоднее.

Таким образом, данный вид экологического бедствия отличается продолжительностью во времени и непредсказуемостью последствий.

Классифицировать глобальное потепление крайне сложно, потому что ученые до сих пор спорят по поводу причин его возникновения. Некоторые специалисты сомневаются в том, что оно имеет место, а тем более вызвано деятельностью людей. Тем не менее основная часть научного сообщества сходится во мнении, что ни одну из причин глобального потепления исключать нельзя. Среди этих причин называют изменение орбиты Земли, перемены в солнечной активности, вулканические выбросы и парниковый эффект.

Парниковый эффект открыл французский физик и математик Жозеф Фурье (1768–1830) в 1824 году. Данный эффект основан на том, что нагрев атмосферы и поверхности Земли происходит за счет поглощения и испускания инфракрасного излучения атмосферными газами – водяным паром, углекислым газом, метаном и озоном. В результате масштабной индустриализации начиная с XVIII века концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 31 %, а метана – на 149 %. На увеличение концентрации углекислого газа влияет и повсеместная вырубка лесов. Поэтому глобальное потепление можно отнести как к природным экологическим катастрофам, так и к техногенным (антропогенным).

За последние годы был принят ряд мер, направленных на предотвращение глобального потепления. Но в общем и целом данный процесс трудно остановить, если будет продолжаться массированное загрязнение атмосферы Земли и Мирового океана промышленными отходами.

Человек или природа – кто виноват?

Экологические катастрофы характеризуются, как правило, каким-либо кратковременным воздействием, которое несет с собой ущерб для обширной территории и большого количества людей. Природные бедствия вызывают гибель, заболевания, ранения людей, лишают население пищи и крова. Правда, не все. Например, землетрясения на дне океана иногда даже не вызывают цунами или крупных волн, то есть проходят незаметно.

Экологические катастрофы чаще всего имеют либо природные, либо антропогенные (вызванные действиями людей) причины. Поэтому их делят, как правило, на природные и технологические.

К природным экологическим катастрофам относятся стихийные бедствия (землетрясения, наводнения, извержения вулканов, лавины, пожары), а также бедствия биологического характера, вызываемые флорой и фауной (нашествия саранчи, термитов, эпидемии и др.). К природным катаклизмам относятся только те, в основе которых не лежат ошибки или преступные действия человека. Лесной пожар, возникший в результате не потушенного кем-то костра, будет скорее отнесен к антропогенным чрезвычайным ситуациям.

Чрезвычайная ситуация (ЧС) – это обстановка, возникшая на определенной территории или акватории в результате аварии, катастрофы, стихийного бедствия или иного опасного природного явления. Чрезвычайные ситуации сопровождаются возможностью человеческих жертв, ущербом, наносимым здоровью людей и окружающей среде, материальными потерями и нарушением привычной жизни населения. В зависимости от источника ЧС бывают природными, техногенными, биолого-социальными и военными. По масштабам их принято делить на локальные, местные, территориальные, региональные, федеральные и трансграничные.

К технологическим экологическим катастрофам относятся прорывы плотин, железнодорожные и авиационные аварии, взрывы, аварии на промышленных объектах, заводах и электростанциях, которые наносят значительный урон экосистемам.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) делит экологические катастрофы по следующему принципу:

•◦метеорологические катастрофы (тайфуны, ураганы, торнадо, аномальные морозы, жара, засухи);

•◦топологические катастрофы (наводнения, лавины, сели, оползни);

•◦тектонические и теллурические катастрофы (землетрясения, извержения вулканов);

•◦аварии (крушения железнодорожного и авиационного транспорта, неконтролируемые взрывы и выбросы в атмосферу опасных химических веществ, поломки на технических сооружениях – шахтах, плотинах, а также загрязнение сточных вод).

Авария – это опасное происшествие на техногенном объекте, которое влечет за собой повреждение этого объекта, а также других зданий, сооружений, оборудования и транспортных средств. Аварии создают угрозу жизни людей и животных, наносят ущерб окружающей среде и влекут за собой материальные потери.

Химическая авария – авария на химически опасном объекте, то есть на производственном объекте, где ведется работа с химически опасными веществами. Это может быть завод по переработке химических веществ, хранилище, а также транспортная компания, занимающаяся перевозкой химических веществ. К примеру, вагоны поезда, перевозящего бром, также являются химически опасным объектом. На данный момент на территории России находятся более трех с половиной тысяч химически опасных объектов. Многие из них соседствуют с крупными городами, население которых превышает сто тысяч человек.

Бхопальская катастрофа унесла множество жизней

Причинами химической аварии могут послужить нарушение техники безопасности в процессе производства, повреждения различных емкостей, хранилищ, транспортных средств. Химические аварии сопровождаются выбросом в окружающую среду аварийных химически опасных веществ (АХОВ), которые способны вызвать гибель или заражение людей, животных, растений, пищи, воды, сельскохозяйственных угодий.

Одной из самых крупных химических аварий за последнее время считается Бхопальская катастрофа, произошедшая 3 декабря 1984 года в Бхопале (Индия) на заводе компании Union Carbide. Этот завод производил пестициды для борьбы с вредителями на сельскохозяйственных полях. Однако низкие урожаи в Индии снизили спрос на пестициды, отчего завод пришел в упадок, оборудование устарело. Авария произошла вследствие нарушения техники безопасности. Из-за разрыва аварийного клапана в одном из резервуаров завода в атмосферу попало около сорока тонн ядовитых паров метилизоцианата, опаснейшего токсина. Три тысячи человек погибли на месте, еще несколько десятков тысяч человек скончались в последующие годы от последствий отравления.

Земная кора в движении

Землетрясения относятся к наиболее страшным природным катастрофам. Они влекут за собой огромное число жертв и разрушений. Землетрясения могут охватывать весьма значительные территории.

С давних пор люди боялись землетрясений. У разных народов существовали мифы и легенды, объясняющие это природное явление. Многие легенды очень похожи, они основываются на представлении людей о том, что в глубине Земли живет огромное животное. Это животное долгое время спит, потом просыпается и начинает шевелиться, сотрясая планету.

На Земле очень много сейсмоопасных районов, то есть мест, подверженных повторяющимся землетрясениям. Всегда существует опасность, что в сейсмоопасной зоне произойдет очередная «встряска». Разумеется, люди делают все возможное, чтобы предупредить очередную трагедию. Существует даже специальная наука, занимающаяся изучением данных процессов, – сейсмология. Но тем не менее зачастую люди оказываются бессильны перед разбушевавшейся стихией. Последствия землетрясений бывают поистине трагическими.

В зависимости от места расположения сейсмоопасные зоны планеты условно делятся на две категории:

1) зона Тихоокеанского огненного кольца, к которой относятся побережье Калифорнии, Японские острова, Чили, Курилы, Сахалин, Камчатка, Индонезия, Филиппины;

2) зона Евро-Азиатского пояса, к которой относятся полуостров Малой Азии, Гималаи, Памир, район Гиндукуша, Тянь-Шань.

Сохранились древние источники, в которых рассказывается о землетрясениях прошлого. Сведения, хранящиеся в них, представляют немалый интерес для исследователей.

Картина великого русского художника К. П. Брюллова «Последний день Помпеи» известна даже тем, кто не слишком хорошо разбирается в живописи. На полотне показана трагедия древнего города, погибшего в результате природной экологической катастрофы.

Помпеи по праву считались одним из самых важных центров Римской империи. Город был основан примерно в 4 веке до н. э. недалеко от вулкана Везувий. Он быстро развивался, появлялось все больше и больше красивых и изысканных строений; благополучие горожан росло.

Как считают ученые, к моменту гибели Помпей извержения вулкана происходили неоднократно. Однако человеческая память коротка: люди быстро забывают и хорошее, и плохое. Окрестности Везувия были удивительным местом, – здесь была прекрасная природа, плодородная почва, что не могло не привлекать поселенцев.

К. П. Брюллов. Последний день Помпеи. 1830–1833

В 62 году н. э. в районе Везувия произошли сильные подземные толчки, в результате чего города, находившиеся рядом с вулканом, были значительно разрушены. Помпеи вошли в число этих городов. Вскоре землетрясения стали частым явлением. Это было тревожным знаком. Природа сама предупреждала о скорой катастрофе. Но люди всегда были чрезмерно самонадеянными. Им трудно было представить, что привычный мир может рухнуть буквально в одночасье. Именно это и произошло, причем достаточно быстро – в августе 79 года.

Римский писатель и государственный деятель Плиний Младший (около 61–114) очень подробно описал все, что тогда произошло. За несколько дней до катастрофы в городе случилось сильное землетрясение, повлекшее за собой значительные разрушения. Это было первым предвестником беды. 24 августа над вулканом появилось огромное белое облако с бурыми вкраплениями. Это облако поднималось вверх, росло, расползалось в разные стороны. Раздавался страшный шум. Подземные толчки становились все сильнее и отчетливее, их ощущали даже те, кто находился за много километров от Помпей.

Из жерла Везувия огромным столбом вырывались раскаленные газы, вместе с которыми выходили обломки пемзы (вулканическая порода), мелкие камни и вулканический пепел. Извержение продолжалось не менее 10 часов. За это время часть горожан покинула Помпеи и тем самым спасла себе жизнь. Однако многие жители остались в городе. Может быть, они не успели покинуть его или же у них были иные причины остаться – например, рабы отлучиться не могли, поскольку были обязаны охранять имущество своих хозяев.

На город спустилось огромное количество вулканической пыли. Она закрыла солнце, и день превратился в ночь. Крыши зданий, не выдерживая тяжести камней и пыли, рушились. Воздух был наполнен вулканическими газами, дышать становилось все труднее и труднее. Между тем из жерла вулкана стал подниматься огненный столб – это выходили наружу раскаленные газы. Обрушилась часть вершины кратера, раскаленный поток направился в сторону Помпей. Температура огненной массы была очень высока, поэтому животные, растения и люди, оказавшиеся на пути раскаленной лавы, сгорали заживо.

Помпеи и Стабия были погребены под вулканическим пеплом. В толще пепла навсегда остались скелеты жителей этих городов, погибших при извержении вулкана. Смерть множества людей была вызвана раскаленным воздухом, содержащим большое количество вулканической пыли. При попадании в легкие пыль превращалась в цемент. Немало людей погибло, попав в кипящую лаву.

Чуть позже был стерт с лица земли город Геркуланум. Его погубили горячие грязевые потоки, спускавшиеся по склонам вулкана.

Город Геркуланум сегодня превращен в музей

Долгие столетия на месте погибшего города Помпеи была только застывшая вулканическая лава. Потом древнеримский мегаполис был расчищен и превращен в музей. Сегодня туристы со всего мира могут прикоснуться к древней истории и задуматься о размерах катастрофы, которая произошла на этом месте много столетий назад.

Одно из самых грандиозных и разрушительных землетрясений произошло в конце января 1556 года в китайской провинции Шаньси. Город Сиань, находящийся на берегу реки Хуанхэ, стал эпицентром землетрясения. Подземные толчки привели к «разжижению» грунта, в который погрузилось несколько городов. Все произошло очень быстро, многие люди даже не успели выбежать из домов. Первые подземные толчки начались в пять часов утра, когда люди еще спали, поэтому человеческих жертв было очень много.

Землетрясения случались и в Европе. В 1755 году произошло Лиссабонское землетрясение. Утром люди услышали страшный треск. Очевидцы могли видеть, как земля то поднимается вверх, то опускается. Рушились дома, не было видно солнца. Первые толчки длились несколько минут, но стали причиной страшных разрушений. Обезумевшие от ужаса горожане, в том числе и король Жозе I, собрались на поле. На их глазах огонь уничтожил то немногое, что уцелело во время землетрясения.

Многие люди, выжившие после первого толчка, добрались до причала Кайз-Депреда, который был расположен на набережной реки Тежу. Этот причал казался прочным и устойчивым. Однако вскоре последовала вторая серия толчков – и фундамент причала начал оседать. Через несколько мгновений он вместе с людьми ушел под воду. Спастись никому не удалось.

На руинах Лиссабона (гравюра XVIII века)

Однако несчастья на этом не прекратились. Землетрясение привело к тому, что в океане образовалась огромная волна. Она обрушилась на португальское побережье, а также на другие районы Атлантики. В устье реки Тежу высота волны достигала 6 метров, она разрушила здания, мосты, корабли. Всего во время землетрясения в Лиссабоне погибло примерно 50 тысяч человек.

Лиссабонское землетрясение привело к катастрофическим последствиям и в иных местах. Недалеко от Лиссабона поднялась суша, а в гавани возникла новая скала. В результате этого очертания португальского побережья заметно изменились.

В старинных источниках есть упоминание о подземных толчках даже на тех территориях, которые являются весьма спокойными в сейсмическом плане.

Например, в летописях говорится о том, что в 1091 году в Киеве было землетрясение: «…земля стукну, яко мнози слышаша».

В Никоновской летописи, относящейся к XVI веку, сказано: «А той же осени октября в 1 день, в кой день отпущен князь великий с Курмыша, в 6 часов нощи потрясеся город Москва, кремль, посад весь и храм поколебашеся, мнози людие не спяще и слышавши, во многи скорби быша и живота отчаявшеся».

Подземные толчки были замечены в Москве и 14 октября 1802 года. В газете «Московские ведомости» сообщалось: «Удары были чувствительны в высоких домах; почти во всех домах качались люстры, в иных – столы и стулья. Многие люди, не веря глазам, вообразили, что у них кружится голова. Те, которые шли по улице или ехали, ничего не чувствовали, и большая часть жителей только на другой день узнала, что в Москве было землетрясение».

Конец ознакомительного фрагмента.