Вызванные падением астероидов глобальные катастрофы, уничтожающие большинство видов входящих в состав биосферы - для немногих выживших - подарок судьбы, мощный ускоритель их эволюции. Указанная закономерность носит всеобщий характер, проявляясь не только в биологии, но и в экономике, политике и искусстве.
О таких же последствиях можно говорить не только в отношении катастроф, вызванных астероидным (космическим) фактором, но и в отношении любых других. В настоящее время имеется тенденция возрастания числа техногенных (искусственных) катастроф, как мелких, так и несущих глобальный характер. В этом разрезе можно отметить, что каждая такая катастрофа имеет определенный подтекст, объективные причины ее происхождения, что при их анализе по прошествии определенного времени после катастрофы несут поучительный подтекст. Впоследствии именно катастрофа в определенном секторе человеческой деятельности может служить глобальным изменениям в жизни общества - отказу от определенных технологий в пользу более безопасных и т.д. [16].
Как видим, ранее произошедшие случаи катастроф поставили перед человечеством ряд вопросов. Центральным из них стал вопрос и сообразности деятельности человека и минимизация негативных последствий от такой деятельности.
По мнению многих ученых, рассматривая перспективу постиндустриального развития общества, следует вернуться к экологическому пониманию устойчивого развития. Устойчивым следует считать развитие, не выходящее за пределы хозяйственной емкости биосферы, сохраняющее её функции как самоорганизованной и саморегулирующейся системы [3, с. 998-1005].
Речь идёт не о прекращении прогресса цивилизации, а об ограничении количественного роста с сохранением всех возможностей для духовного и интеллектуального совершенствования в соответствии с экологическими императивами. Переход на устойчивое развитие, помимо решения чисто научных задач, связанных с оценкой биологической ёмкости биосферы, предусматривает выработку общепланетарной экологической политики, выходящей за рамки интересов народов и стран.
Биосфера как саморазвивающаяся система за многомиллиардную историю существования пережила огромное количество локальных и глобальных кризисов, всякий раз возрождаясь и продолжая своё развитие на новом эволюционном уровне. Человек как любой биологический вид - временный житель на Земле. Исследование биологов показывают, что заложенные в эволюцию животного мира механизмы постоянной смены видов обеспечивают существование в биосфере одного вида в среднем около 3,5 млн. лет. Поэтому современный человек - кроманьонец, появившийся 60-30 тыс. лет назад как биологический вид - находится на начальном этапе развития. Однако своей деятельностью за относительно короткий срок он противопоставил себя биосфере и создал условия для антропогенного кризиса [3].
Нет оснований считать, что наступающий экологический кризис приведёт к полной гибели биосферы. Проблемными остаются вопросы: выживет ли человек и сохранится ли цивилизация на Земле? Ответ на этот вызов может дать только человеческое общество.
История катастроф доантропогенного периода
Живые организмы появились на Земле в виде простейших прокариотных форм, представленных в основном бактериями. Начиная с того времени шло непрерывное развитие биосферы и совершенствование её фауны - от бактерий к одно- и многоклеточным организмам, затем к позвоночным и эндотермным обитателям планеты.
Развитие живых существ неоднократно прерывалось мощными внешними и внутренними воздействиями на Землю: падением крупных астероидов, метеоритов и комет, вспышками сверхновых звёзд, проявлением вулканизма и температурных аномалий [3].
Астероидным катастрофам посвящено большое количество исследований [12, 13, 16 17, 18].
Наиболее полно эта проблема освещена в монографии И.А. Резанова «Жизнь и космические катастрофы» [11].
Важное значение для идентификации падений крупных метеоритов имело установление факта привноса ими на Землю ряда химических элементов, в том числе иридия [16].
В настоящее время аномалии иридия в геологическом разрезе используются для выявления метеоритных вторжений. Учёные считают, что первая глобальная катастрофа произошла на заре зарождения прокариотной биосферы. Земля была подвергнута интенсивной метеоритной бомбардировке, в результате которой исчезла её первичная водородная атмосфера. Прокариоты, выжившие после этого события, вынуждены были в течение 1,5 млрд. лет адаптироваться к новой среде обитания, пока не научились осваивать энергию Солнца через процессы фотосинтеза [16, 19].
На протяжении своей истории Земля неоднократно подвергалась метеоритным атакам. Подтверждением этого являются многочисленные кратеры на её поверхности. По данным В.И. Фельдмана, на современных континентах зафиксированы следы 135 кратеров от крупных метеоритов. Самый древний кратер Вредефорт на юге Африки имеет возраст около 2 млрд. лет [18, с. 71].
Наиболее известный кратер под названием Попигайская котловина на севере Средне-Сибирского плоскогорья имеет диаметр 75 км и глубину около 10 км. Предполагается, что упавший метеорит был диаметром 0,8-1,5 км и падал со скоростью не менее 15-20 км/с. Метеорит заглубился в Землю на 2 км и взорвался. Энергия взрыва составила около 1,7Ч1023 Дж, что на три порядка выше энергии извержения вулкана Кракатау в 1883 г. По изотопным данным, Попигайский метеорит упал на Землю 35,7±0,2 млн. лет назад, то есть на рубеже эоцена и олигоцена. К этому времени приурочены значительные изменения в палеогеновой фауне нашей планеты [20, с. 22].
Механизм вымирания живых организмов при падении метеоритных тел был описан М.И. Будыко, Г.С. Голицыным и Ю.А. Израэлем, высказавшими гипотезу об аэрозольных климатических изменениях, наблюдаемых при падении космических тел. По мнению учёных, падение метеоритов приводило к выбросу огромного количества пыли, снижающей прозрачность атмосферы и уменьшающей интенсивность солнечной радиации на Земле. В результате на какое-то время температура поверхности планеты понижалась на 5-10°С, снижалась эффективность процессов фотосинтеза, что приводило к гибели отдельных видов организмов. Кроме того, при прохождении через атмосферу небесные тела разрушали озоновый слой, спасающий от проникновения жёсткого излучения на поверхность Земли [21, с. 65-69].
Другим примером крупной космической катастрофы стало падение астероида массой около 15Ч1018 г диаметром примерно 10 км 66 млн. лет назад (на рубеже мела и палеогена). Существует версия, что эта катастрофа могла быть связана с несинхронным падением нескольких космических тел или крупной кометы, взорвавшейся при подходе к Земле. В результате образовалось несколько кратеров: в районе Красного моря, на северо-востоке Донецкого кряжа, в Северной Африке, Беринговом море, на полуострове Юкатан. В отложениях того времени фиксируется повышенное содержание иридия. Анализ фактов позволяет считать, что это крупное космическое событие стало причиной экологической катастрофы, приведшей к массовому вымиранию биоты, в том числе динозавров. Данный экологический кризис был назван „великим вымиранием“, так как привёл к исчезновению в мезозойской биоте 18% семейств и более 45% видов живых организмов [11, с. 91].
Помимо падения космических тел экологические кризисы на Земле могут быть вызваны солнечными вспышками, сопровождающимися выбросами радиоизлучения и огромного потока солнечных частиц. Процессы на Солнце имеют определённую периодичность. Установлены периоды с 11-, 22-, 80-90-летней повторяемостью. Существуют данные и о более длительных периодах повторяемости солнечных явлений. С вариациями потоков солнечной энергии связано изменение светимости Солнца и развитие оледенений на Земле. Они могут охватывать всю планету и продолжаться несколько миллионов лет. О существовании холодных эпох в далёком прошлом нашей планеты свидетельствуют находки тиллитов - глинистых толщ с многочисленными включениями скатанных обломков коренных пород [22, с. 43].
Самое раннее оледенение (Гуронское) было в нижнем протерозое 2,5-2,2 млрд. лет назад, крупные оледенения происходили также в ордовике (460-430 млн. лет назад) и на границе карбона и перми (310-260 млн. лет назад), а на поздних этапах развития планеты - в неогеновом и четвертичном периодах. В конце олигоцена в Антарктиде зародились гигантские ледяные шапки, сохранившиеся до настоящего времени. Чередование морен с флювиогляциальными образованиями свидетельствует о многократном наступлении ледников в неоген-четвертичное время, которые сменялись более тёплыми межледниковыми эпохами. С наступлением оледенения происходило уничтожение экосистем, гибель или миграция фауны. Однако в межледниковые эпохи биота быстро восстанавливалась и шло формирование новых экосистем [3, с. 1000].
Наряду с космическими и солнечными явлениями глобальные катастрофы и, связанные с ними, экологические кризисы на Земле могли провоцироваться внутриземными процессами, прежде всего вспышками вулканизма. В истории Земли установлено несколько глобальных вспышек. Одна из них произошла на границе перми и триаса. С ней связаны заметная смена фауны и излияние базальтовых лав на обширных территориях Центральной Сибири, Северной Америки, юга Китая и Аппалачей. Извержения вулканов сопровождаются изменением газового состава атмосферы, её затемнением, повышением облачности и снижением поступления на Землю солнечной радиации, что приводит к эффекту «ядерной зимы», известному по своим негативным воздействиям на биосферу [11].
Среди других возможных причин глобальных катастроф того времени следует упомянуть инверсию магнитного поля планеты. Геофизиками установлено, что в отдельные геологические периоды происходило по нескольку таких инверсий. Так, например, в плиоцен-четвертичное время, длившееся около 5 млн. лет, произошло не менее девяти инверсий. В момент инверсии наблюдается не только смена знака поля, но и временное уменьшение его величины, что открывает доступ к поверхности Земли потоку космического излучения, губительному для живых организмов [11].
Помимо рассмотренных следует учитывать ещё и другие процессы, развивавшиеся в течение геологической истории планеты и, возможно, вызывавшие критические ситуации в биосфере. Это - изменение содержания кислорода в гидросфере и атмосфере, колебание содержания углерода и, возможно, водорода, поступающих из недр планеты [4, с. 37].
Комплексный анализ глобальных процессов, причастных к экологическим кризисам на доантропогенном этапе развития биосферы, ещё предстоит осуществить. Не исключено, что самые исторически важные события в биосфере были связаны с одновременным действием нескольких факторов [3, с. 1000].
1.4 Катастрофы в период развития человечества
В конце плиоцена - начале четвертичного периода начался принципиально новый этап истории биосферы, где доминирующие позиции стал завоёвывать человек. Археологами установлено, что древние гоминиды - предшественники современного человека - появились около 2-2,5 млн. лет назад. Значительно позже (30-60 тыс. лет спустя) появился кроманьонец - первый представитель homo sapiens. В течение позднего палеолита - начала неолита первобытный человек расселялся по Земле, постепенно осваивая вначале Африканский, затем Евроазиатский континенты, последними были заселены Америка и Австралия.
Наряду с другими животными наши предшественники были элементом саморегулирующейся природной системы, в которой их существование определялось возможностями окружающей среды по воспроизводству кормовой базы. Если продукции экосистем становилось недостаточно, то наступал голод, люди вымирали или переселялись на новые территории. Следовательно, древние представители человеческой популяции имели экологические и биологические ограничения на местообитание и рост численности. Поэтому их популяция практически не изменялась и долгое время составляла не более 200 тыс. человек [3, С. 1001].
Умение добывать огонь и участвовать в коллективных мероприятиях усиливало охотничьи инстинкты людей в борьбе за выживание. Они совершенствовали способы охоты на крупных растительноядных животных. Особенно эффективной была загонная охота, когда стадо животных гнали к обрыву, где они срывались вниз и разбивались. На этой основе существует гипотеза о массовой гибели «мамонтовой фауны» в результате деятельности человека-охотника. Если дальнейшие исследования подтвердят эту гипотезу, то можно говорить о первой кризисной ситуации, созданной человеком на начальном этапе антропогенеза, которая в научной литературе получила название «кризиса консументов».
Кризисные ситуации, периодически возникавшие на начальном этапе антропогенеза, послужили толчком для нового эволюционного события - земледелия, приуроченного к началу неолита (10-8 тыс. лет назад). С ним связано развитие неолитической, или первой технологической, революции [10, с. 37].
Экономисты называют этот исторический момент переходом от присваивающей экономики к производящей. По-настоящему революционным в данном событии следует считать то, что человек перешёл на принципиально новые отношения с природой. Впервые природный биологический цикл частично был заменён на искусственный, основанный на выращивании растений. К 5000 г. до н. э. были окультурены многие зерновые: пшеница и ячмень - на Ближнем Востоке, маис - в Центральной Америке, рис - в Китае, картофель - в Южной Америке. Вскоре началось приручение животных и развитие животноводства. Такому прогрессу homo sapiens способствовала одна особенность, выделявшая его среди животного мира, - способность накапливать внегенетическую информацию (благодаря речевому аппарату, а позднее - письменности), передавать её от поколения к поколению и формировать культурное наследие.
Развитие земледелия и животноводства коренным образом изменило условия существования человека. Площадь земли, необходимая для обеспечения питанием одного индивидуума, сократилась примерно в 500 раз для собирателя и в 5000 раз для охотника. Это способствовало увеличению численности людей. К началу новой эры она возросла до 100-200 млн. человек, то есть увеличилась почти в 1000 раз по сравнению с ранним неолитом.