Молодость древней науки

Ныне установлено, что водные соединения входят в состав межзвездной материи, в метеориты (ее даже удавалось выделять в лабораторных условиях), и нет никаких сомнений в том, что вода была и в составе того первичного вещества, из которого формировалась планета. После образования относительно мощной атмосферы, при сравнительно равномерном ходе суточной температуры на быстро вращающейся Земле, в биогеносфере сложились условия, при которых вода смогла выделиться в качественно особый компонент природы.

Надо полагать, что образование морей, океанов, озер на Земле шло, так сказать, с двух сторон — и сверху, и снизу — и моря возникли там, где встретились два «ливня». Впрочем, об одном ливне — атмосферном, можно писать, не употребляя кавычек. Дело в том, что при наличии в атмосфере углекислого газа и водорода между ними возможна реакция, ведущая к образованию болотного газа (метана) и водяного пара, а водяной пар, при некоторых дополнительных условиях, имеет свойство сгущаться в облака и, оборачиваясь капельками воды, дождем, а то и ливнем ниспадать на землю…

Трудно представить себе это сейчас, но ведь был на Земле первый — самый первый! — дождь, а ему предшествовало самое первое облако и самая первая тень от облака, упавшая на от века сухую землю… И был первый туман, и был первый пасмурный день, и первая роса на ребристых скалах…

Вспомнив об этом, давайте не будем «гневаться», когда на наших глазах облачная пелена затягивает небо; если бы не облака, если бы небо наше всегда было безоблачным, на Земле никогда не зазеленело бы ни одного дерева, не пропела бы ни одна птица и никто никогда не любовался бы полуденной лазурью и нежно-розовыми закатами…

И еще были первые родники — внешнее проявление странного «ливня», шедшего снизу вверх, из недр планеты к ее поверхности. И «ливни» подземные встречались с ливнями небесными и вдвое ускоренными темпами заполняли чаши озер, морей…

Имея в виду современные пустыни, мы часто говорим: вода— это жизнь. И всем нам привычна мысль, что жизнь невозможна без воды, что жизнь, вообще-то, — вода с некоторой примесью белковых и прочих элементов… К этой любопытной проблеме— в ее совершенно ином ракурсе — мы еще вернемся, но сейчас важно подчеркнуть другое, что вода — в точном смысле этого слова — привела в движение всю биогеносферу, всю ее трансформировала, преобразовала и что именно вода стала выразителем максимальной изменчивости земной природы для того времени.

В самом деле, покидая атмосферу, попадая на землю, вода и тогда поступала точно так же, как поступает сейчас: стекала с высоких мест в понижения, скапливалась там, нагревалась лучами солнца и вновь, в виде пара, возвращалась в атмосферу, чтобы вновь дождем упасть на землю и стечь в океан… Так начался на планете круговорот воды, который продолжает действовать и поныне, играя колоссальную роль в жизни биогеносферы.

В тропических пустынях, вроде Сахары или Аравийской, раскаленные за день горные породы так быстро охлаждаются после захода солнца, что трескаются с выстрелоподобным звуком. Арабы говорят в таких случаях, что камни «кричат»… Пока не было воды, камни «кричали» по всей Земле, и на поверхности ее скопилось огромное количество мелких и крупных обломков, перемешанных с космической пылью. Теперь материковые воды, устремляясь в понижения, в моря и океаны, стали сносить туда обломочный материал, и он осаждался там в прибрежной полосе, — так начали образовываться осадочные породы, тоже новое в биогеносфере.

Известно замечательное свойство воды — нагревшись, она медленно остывает, гораздо медленнее, чем горные породы. Иначе говоря, вода обладает способностью накапливать, аккумулировать солнечное тепло, лишь постепенно отдавая его потом атмосфере. К чему это привело — догадаться нетрудно: с появлением морей и океанов климат на Земле стал теплее, мягче, ровнее.

Но были и другие последствия. Вода всегда соседствует с массивами суши, с материками. Уже только потому, что суша и вода нагреваются по-разному, между ними неизбежен обмен ветрами, или, точнее, воздушными массами, — все, очевидно, слышали о муссонах и бризах, ветрах, рожденных, соседством моря и суши… Естественно, что воздушные массы, сформировавшиеся над океаном, отличаются от воздушных масс, сформировавшихся в глубине материка. В первом случае они будут отличаться большей влажностью и меньшей запыленностью, зимой морские воздушные массы бывают теплее, а летом холоднее континентальных… Их замещение над одним и тем же районом неизбежно приведет к изменению погоды, — как видите, и погода — понятие не вечное, погода — тоже производное свойство биогеносферы.

Известно, что прямые лучи греют сильнее, чем скользящие по поверхности, и потому у полюсов холоднее, чем у экватора. Известно также, что ось Земли наклонена по отношению к эклиптике, и этой особенностью нашей планеты (и не только нашей) объясняется смена времен года. Поскольку Земля всегда была шарообразной и нет у нас никаких оснований думать, что некогда ее ось вращения не имела наклона, то, очевидно, всегда были предпосылки для температурных различий с изменением широты местности и всегда были предпосылки для сезонных различий. У полюсов всегда было холоднее, чем у экватора (это, кстати, подтверждается изучением Луны), а вот сезоны внешне стали различными на земном шаре лишь с появлением воды, с ее способностью превращаться в снег, в лед.

При относительно равномерном ходе температуры, что связано с влиянием воды на климат, камни перестали «кричать» по всей Земле, и лишь в пустынях они продолжали растрескиваться при резких перепадах температуры. Казалось бы, оценить роль воды в процессе разрушения горных пород нетрудно: она воспрепятствовала этому процессу, замедлила его. В какой-то степени так и было, но важно уже сейчас подчеркнуть, что в таком сложном «механизме», как биогеносфера, однозначная оценка роли того или иного компонента никогда не бывает правильной, а в этом случае она увела бы нас в сторону, прямо противоположную истине.

Да, в районах с морским климатом камни перестали растрескиваться. Но… вода сама занялась разрушением горных пород: проникая в трещины горных пород и замерзая там осенью или зимой, вода принялась крошить эти породы гораздо энергичнее, чем зной и холод. Кроме того, унося мелкие частицы породы, вода сама себе расчищает поле для дальнейшей деятельности, а там, где бурные потоки влекут по дну обломки камней, работа воды значительно возрастает, образуются такие формы рельефа, как ущелья, речные долины, теснины…

А на побережьях морей и океанов… Не будем забывать, что и тогда свирепые, правда, никому не страшные бури разыгрывались на морях и волны рвались в девственное, не тронутое крылом ни одной птицы небо. Волны не только рвались в небо — они обрушивались на берега, размывали их, подтачивали скалы и жадно поглощали, скапливали в своих закромах обломки.

А теперь еще раз повторим, не смущаясь тривиальностью истины, что жизнь невозможна без воды. Дело в том, что одна чрезвычайно важная роль воды в жизни биогеносферы, особенно на ее ранних этапах развития, обычно упускается из виду… Кислород называют «газом жизни», и действительно — из нескольких миллионов живых существ на земном шаре лишь ничтожно малая часть их, так называемые анаэробные бактерии, могут обходиться без кислорода; остальные не проживут и нескольких минут.

Но откуда же взялся на Земле свободный кислород, входящий ныне в состав атмосферы?

Первым поставщиком кислорода в атмосферу была вода.

Дело в том, что под влиянием ультрафиолетовой части солнечной радиации молекулы воды, как и молекулы углекислот газа, распадаются и при этом выделяется кислород. Тот самый кислород, который необходим для жизнедеятельности организмов. И тот самый кислород, который создал защитный экран, спасающий жизнь от смертоносных воздействий космической радиации, создал, кстати сказать, до появления жизни на Земле. Этот экран состоит из газа озона и потому называется озоновым экраном.

Мы уже отмечали, что магнитное поле Земли, ее атмосфера защищали поверхность планеты от непосредственной «бомбардировки» космическими лучами, метеоритами. И все-таки защита эта была еще недостаточной. Лишь с появлением озона вся вредная коротковолновая радиация стала улавливаться атмосферой.

А возник озоновый экран так. Молекулярный кислород энергично поглощает коротковолновую радиацию, и при этом молекулы его распадаются: атомы кислорода вступают в реакцию с молекулами кислорода, и в результате образуется озон (O₃), совсем небольшого количества которого достаточно, чтобы окончательно обезвредить солнечную радиацию. (Подсчитано, что если весь озон собрать и равномерно распределить у поверхности земного шара, то при нормальном давлении воздуха он образовал бы слой толщиной всего в 3 миллиметра. Обратите также внимание на сложную, противоречивую роль солнечной радиации: разлагая молекулы воды и углекислого газа и освобождая кислород, солнечная радиация сама себя «обезвредила».)

Итак, вечный круговорот воды, размыв горных пород и отложение их обломков, накопление в воде различных солей, в атмосфере — новых газов, усиление защитных способностей планеты… Резко усложнившийся «механизм» биогеносферы, как видно, неоднократно «прокручиваясь», неутомимо трудился над формированием еще одной сложнейшей формы материи — жизни.

Мне представляется, что биогеносфера Земли, по крайней мере в ее приэкваториальных частях, была похожа в ту пору на гигантскую оранжерею: разрыхленный грунт, влага, тепло, свет, воздух — все было в ней и казалось, сама природа ждала, когда кто-нибудь бросит в столь благодатные условия семена жизни… Некоторые ученые так и считали, что жизнь залетела к нам из космических пространств и развилась, попав в «оранжерейные» условия.

Но нам нет нужды присоединяться к этому мнению (оно несостоятельно по очень многим причинам), — Земля сама подготовила условия для возникновения жизни.

Проблема возникновения жизни на Земле — это огромная самостоятельная проблема, которой посвящена необозримая литература. Но при всей самостоятельности и сложности эта проблема является все-таки частью другой, еще более сложной и обширной проблемы — возникновения и развития тонкой пленки на поверхности земного шара, именуемой биогеносферой. Как мы видели, возникновению жизни на Земле предшествовала сложная эволюция материи. Именно поэтому проблему возникновения жизни на Земле следует рассматривать как биолого-географическую, а не чисто биологическую или биохимическую.

Ранний период развития географической оболочки Земли, период возникновения жизни изучен очень плохо, и поле для научных изысканий тут колоссальное. Правда, этот период нельзя восстановить, он не оставил никаких следов в земной коре, но все-таки в будущем, вероятно, представится возможность изучить его непосредственно, и об этом мы еще поговорим в последующих очерках.

Скорее всего именно в сравнительно мелководных и теплых первичных морях постепенно сложились благоприятные условия для образования различных органических соединений. Вообще же, чем сложнее и многообразнее взаимодействие компонентов природы, тем больше результатов можно ожидать от них. Наиболее сложными участками биогеносферы были побережья морей и океанов, где активнейшим образом взаимодействовали все имевшиеся тогда компоненты: горные породы, солнечная радиация, вода, атмосфера, насыщавшая воду газами, в том числе кислородом; там наивысшего напряжения достигал процесс стока, там скапливались сносимые водами суши разрыхленные горные породы и химический состав веществ отличался наибольшим разнообразием.

На побережьях морей, в мелких теплых лагунах приэкваториальной полосы, с постоянной достаточно высокой среднемесячной температурой, но с некоторыми ее колебаниями, и возникла наиболее высокоорганизованная форма материи — жизнь. Там, при участии солнечной радиации, протекали сложные реакции между углеродистыми соединениями и водой, причем этому способствовали содержавшиеся в воде катализаторы — соли железа, кальция, ускорявшие процесс созидания высокомолекулярных соединений углерода. Этот процесс в конце концов привел к возникновению очень сложных молекул — белка. Постепенно белковые молекулы оформились в клетку, приобрели устойчивость, способность к обмену веществ с внешней средой и к сопротивлению внешним условиям и превратились в существа, вероятно во многом напоминавшие бактерий.

Энергию для процессов жизнедеятельности живые существа получали либо за счет химических реакций в окружающей среде, либо за счет кислорода, который имелся в воде и атмосфере. Постепенно они научились умело обходиться с солнечной радиацией и с ее помощью превращать неорганические соединения в органические. Этот процесс называется фотосинтезом. Живые существа, способные к фотосинтезу, вырабатывая хлорофилл, окрасились в зеленый цвет, и появились растения. А живые существа, которым по каким-то причинам не удалось овладеть фотосинтезом, стали жить за счет более удачливых, за счет растений. Эти живые существа со временем превратились в животных. Они питаются и живыми, и отмершими растениями. Но кто же поедает трупы животных и остатки растений, не съеденных животными? Их поедают бактерии.

Так в биогеносфере возникли все три живых компонента, а они, в свою очередь, образовали последний из ныне существующих природных компонентов — почву (в морях — илы), которая от обычных рыхлых грунтов отличается тем, что содержит в большом количестве органические соединения (гумус, перегной) и буквально насыщена бактериями-«могильщиками». Но бактерии не только «хоронят трупы», а, разлагая остатки, доводят их до такого состояния, при котором растения вновь получают возможность усваивать органические соединения.

Процесс фотосинтеза имеет одну очень важную особенность: пока он протекает, в воздух почти непрерывно поступает свободный кислород… Стало быть, жизнь, в конечном итоге, сама о себе позаботилась, сама себя стала обеспечивать кислородом, хотя и тут дело не обходится без участия солнечного луча.

Нужно ли доказывать, что возникновение «живых» компонентов оказало, в свою очередь, огромное влияние на всю биогеносферу?.. Нам еще придется вспоминать об этом в дальнейшем, пока же отметим, что живые организмы стали наиболее постоянно действующей и могущественной геохимической силой, проявляющейся в пределах биогеносферы. С их деятельностью связано и образование огромного количества так называемых органогенных пород: известняков, доломитов, мраморов, каменного угля, торфа, а может быть, и нефти, и природного газа.

Об этом последнем обстоятельстве следовало специально упомянуть вот по какой причине: все горные породы типа известняков, доломитов — это углекислый газ, извлеченный растениями и животными из окружающей среды, это, наконец, солнечная энергия, на миллионы лет захороненная в недрах земного шара. Насыщая атмосферу кислородом, растительность в то же время освободила ее от излишков углекислого газа, придала нижним слоям атмосферы современные свойства. И еще одно: заставляя работать солнечный луч, растительность стала новым, самым надежным и долговременным аккумулятором солнечной энергии на Земле.

Последним по времени крупнейшим актом в жизни биогеносферы было возникновение человека, человеческого общества — высшего продукта процесса ее развития.

Выделившееся из остального органического мира, человечество превратилось ныне в силу, способную оказывать направленное воздействие на самые различные свойства биогеносферы, и разговору об этом посвящены ниже специальные страницы.

…Вот, стало быть, какие события, — а они изложены упрощенно, да и слишком мало еще известно науке, — должны были произойти на земном шаре, чтобы, отправившись в путешествие уже не во времени, а в пространстве, увидели мы: волны и дымные облака, дюны и сосновый бор, и рыбацкий поселок, и чайку, косо — по ветру — улетающую к солнцу; желтые августовские поля пшеницы, дороги, пыльные, в ухабах, голубеющее небо и зеленые ветлы вдоль ручья, серебрящиеся рыбьей чешуей с наветренной стороны; белый парус египетской фелуки, плывущей сквозь рощу финиковых пальм; жителей деревушки Н’гор, выбежавших ловить рыбу на базальтовые скалы Зеленого Мыса; столообразные айсберги, плывущие от Антарктиды к экватору, и неизменных пингвинов на них; и многое, многое другое…

Коротко о самом важном

А теперь поговорим о наиболее важных, существенных свойствах современной биогеносферы, или географической оболочки, той самой, которая сегодня обеспечивает нам возможность существования, предоставляет все необходимое для жизни.

Их несколько, этих наиболее существенных свойств, но с некоторыми из них мы познакомились, так сказать, попутно, пока речь шла об истории развития биогеносферы.

Например, к числу самых важных свойств биогеносферы, определяющих, кстати, ее качественное отличие от всех иных сфер земного шара, относится сосуществование вещества в трех агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном) и присутствие живых организмов. Но это было столь же характерно для биогеносферы несколько миллионов лет назад, как характерно и ныне, и мы не будем говорить об этом еще раз.

О втором важнейшем свойстве биогеносферы также упоминалось. Это свойство, отличающее биогеносферу от всех других участков нашей планеты, заключается в том, что в ее пределах сталкиваются и сложно переплетаются космические и земные силы, энергия различного происхождения: солнечная, приходящая из мирового пространства, и радиогенная (а может быть, и не только радиогенная), поступающая из внутренних частей Земли.

О том, какую роль сыграли оба эти вида энергии в жизни биогеносферы, мы уже знаем, а вот какое количество энергии из года в год поступает на Землю, к ее поверхности в наше время, мы еще не установили.

Солнце излучает огромное количество энергии. Достаточно сказать, что вследствие излучения в течение суток масса Солнца уменьшается на… 360 миллиардов тонн. Земной шар получает менее одной двухмиллиардной доли этой энергии, но в год это составляет астрономическую цифру: 1,3·1024 калорий. Такое же количество тепла можно было бы получить, если сжечь двести миллиардов тонн каменного угля!

Почти все явления природы, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, так или иначе зависят от солнечной радиации. Не будь ее, перестали бы течь реки, волноваться моря, дуть ветры, зеленеть деревья. Поэтому и говорят, что солнечная радиация служит энергетическим источником для множества экзогенных, то есть внешних, процессов, протекающих в биогеносфере. Но влияние ее на материках простирается вглубь всего на каких-нибудь тридцать — сорок метров — непосредственное влияние во всяком случае.

На больших же глубинах начинают действовать другие виды энергии, и прежде всего внутреннее тепло Земли. Это оно, наряду с возрастающим давлением, метаморфизирует, изменяет на глубине в несколько километров те самые осадочные породы, которые образуются в морях и океанах не без участия солнечной энергии.

В пределы биогеносферы из глубины Земли поступает главным образом энергия радиоактивного распада, происходящего в верхних горизонтах земной коры. Верхние горизонты сложены разными породами, например базальтами, гранитами, причем и те и другие располагаются обособленно, слоями. Радиоактивные элементы, как полагают ученые, сосредоточены в гранитном слое, а гранитный слой сконцентрирован преимущественно под материками; под океанами его либо совсем нет, либо он очень тонок. Следовательно, поступление энергии радиоактивного распада в пределы биогеносферы протекает неравномерно в пространстве.

Но существуют, очевидно, и более сложные энергетические взаимосвязи в системе Солнце — биогеносфера — недра Земли — биогеносфера.

Солнечная радиация, поступающая в пределы биогеносферы, непрерывно воздействуя на горные породы, как бы заряжает их, повышает их энергетическое состояние. Затем «заряженные» солнечными лучами породы сносятся и переоткладываются водой, превращаются в осадочные и постепенно опускаются в глубь земного шара. Там они отдают свою энергию, и, наряду с радиационной энергией, освобожденная энергия недр Земли со своей стороны способствует созданию очагов расплавленных пород, определяет температуру недр. При вулканических излияниях горные породы опять попадают на земную поверхность, опять «заряжаются», а потом вновь опускаются. Такой круговорот существует постоянно.

И все-таки в общей сложности биогеносфера получает тепла изнутри примерно в пять тысяч раз меньше, чем снаружи, непосредственно от Солнца. Да и проявления внутренней энергии, если не считать вулканов и землетрясений, обычно менее заметны: ведь лишь точные приборы подмечают движения материков, рост горных систем…

До сих пор мы еще не вспоминали о силе тяжести. Но ведь и она проявляется особенно ярко и разносторонне именно в пределах биогеносферы. Это, разумеется, не случайно и объясняется как раз важнейшим свойством биогеносферы — наличием вещества в трех агрегатных состояниях. В самом деле, постарайтесь представить себе, как может проявиться сила тяжести в толще литосферы, которая малоподвижна, вязка, крепка; «упасть» камню там некуда, соскользнуть одному слою по поверхности другого тоже сложно, и если массы горных пород там все же перемещаются, то происходит это очень медленно или же, в результате чрезвычайно сильных землетрясений, очень быстро.

Иное дело — биогеносфера. Здесь, у твердой поверхности земного шара, сразу резко меняется плотность вещества (сравните-ка плотность камня и воздуха!), и тут уже есть куда «упасть» камню.

Если же камень «упадет» в море — он потонет, потому что, как принято говорить, камень тяжелее воды. И вот благодаря таким исключительным условиям потенциальная энергия очень легко переходит в кинетическую, и поэтому происходят горные обвалы, срываются в горах лавины, реки текут в моря, дуют ветры, перемешивается вода в озерах, морях и океанах…

Вы заметили — выше утверждалось, что ветры дуют, а реки текут благодаря солнечной энергии, а теперь… Что же, приходится еще раз подчеркнуть, как сложно переплетаются в биогеносфере и внешние, космические, и внутренние, земные, силы, что верно и то и другое!

В самом деле, ветры дуют, во-первых, потому, что солнечная радиация неравномерно нагревает атмосферу, а во-вторых, потому, что холодный воздух плотнее, тяжелее теплого и устремляется, течет в теплые районы.

Отметим еще, что твердая поверхность земного шара — это верхний предел распространения внутренних горообразовательных, иначе говоря — тектонических сил. Тектонические процессы наиболее ярко и зримо проявляются именно на границе литосферы и атмосферы, литосферы и гидросферы, и это опять-таки объясняется разностью в плотности среды, резкой сменой условий давления. Внутри литосферы давление равномерно возрастает в среднем на 275 атмосфер (килограммов) на один квадратный сантиметр на каждый километр глубины; в океане давление возрастает почти втрое медленнее, а давление в атмосфере (вес столба воздуха) по сравнению с литосферой и водной толщей вообще ничтожно. Но именно потому, что сопротивление атмосферы незначительное, тектонические процессы и проявляются так ярко и зримо у поверхности земной коры. Им мы обязаны сложным устройством поверхности, наличием крупных форм рельефа — горных систем, плоскогорий, равнин, впадин.

Выше в общей, форме говорилось об интенсивном взаимодействии компонентов биогеносферы, упоминалось о круговороте воды. Теперь мы можем расширить это положение, отметив, что для биогеносферы вообще характерен напряженнейший круговорот вещества и что свойственно это именно биогеносфере (за ее пределами круговорот веществ протекает несравнимо медленнее).

Вернемся сначала к круговороту воды, сыгравшему столь выдающуюся роль в истории развития биогеносферы. Ныне наиболее динамичными, наиболее изменчивыми формами материи в пределах биогеносферы стали ее органические компоненты. Но и по сей день круговороту воды принадлежит огромная роль в жизни планеты.

Вот некоторые цифры.

Ежегодно с поверхности Мирового океана испаряется 448 000 кубических километров воды, или слой толщиной в 1,2 метра, а с поверхности суши — 71000 кубических километров воды, то есть со всей поверхности земного шара испаряется 519 000 кубических километров, и такое же количество выпадает в виде осадков. Испарившаяся вода временно поступает в атмосферу (но процесс непрерывен, и поэтому вода всегда есть в атмосфере и всегда сосуществует в разных агрегатных состояниях) и переносится воздушными течениями в различных направлениях, подчиняясь, впрочем, особым закономерностям. Эти закономерности (о них мы еще вспомним) приводят к тому, что непосредственно на поверхность океана влаги выпадает меньше, чем испарилось с нее, а на часть суши, имеющую сток в океан (с ее поверхности испаряется 63 000 кубических километров), — больше (соответственно 412 000 кубических километров и 99 000 кубических километров). Избыток воды, выпавший на сушу (36 000 кубических километров), стекает в океан, и объем последнего остается неизменным. 8 000 кубических километров приходится на бессточные области, то есть не имеющие связи с океаном: количество осадков равно там количеству испарившейся влаги.

Сложные взаимодействия происходят при биогенном круговороте веществ, то есть при круговороте веществ органического происхождения. В процессе фотосинтеза из углекислоты создаются бесчисленные органические соединения. Низшие растительные организмы, и особенно мелкие морские водоросли, обладающие колоссальной скоростью размножения, образуют за год из углекислого газа примерно 1,5·1011 тонн органической массы! В дальнейшем органические вещества либо поедаются животными, либо разлагаются, и тогда углекислый газ возвращается в атмосферу, либо отлагаются в виде органических илов, гумуса, торфа, из которых в дальнейшем может образоваться каменный уголь, а может быть, и нефть. Из углекислого кальция водные организмы создают свои скелеты и раковины, которые после гибели животных оседают на дно. Именно поэтому огромное количество углекислоты «законсервировано» в виде известняков, образованных скелетами морских животных. В настоящее время — о чем вскользь упоминалось — в атмосфере содержится в десятки тысяч раз меньше углекислого газа, чем в общей сложности извлечено из нее и «законсервировано».

Из почвы и атмосферы растения постепенно извлекают азот, являющийся неотъемлемой частью белков и белковых соединений. Отмершие организмы разлагаются бактериями, и азот либо вновь возвращается в атмосферу, либо путем сложных превращений накапливается наряду с другими химическими элементами в виде селитры (в районах с жарким и сухим климатом).

Наконец, важной особенностью современной биогеносферы является то, что каждая ее составная часть, каждый ее компонент испытывают на себе всестороннее влияние всех остальных компонентов — именно всех, причем влияние настолько сильное, что оно изменяет первоначальные свойства иной раз на противоположные. Простейший пример тому — многократно упоминавшаяся вода. Вода химически чистая — это смертельный яд для живых организмов, но природная вода, обогатившаяся новыми свойствами в процессе взаимодействия с горными породами, с атмосферой, — это подлинный источник жизни, и мы уже убедились, что без природной воды жизнь была бы вообще невозможна.

Все важнейшие свойства биогеносферы, с которыми мы только что вкратце ознакомились или которые вспомнили, подтверждают, что биогеносфера — целостное природное образование, а это означает, что сколько-нибудь серьезное изменение сложившихся условий в одной из ее частей обязательно вызовет изменения в других ее частях.

Так, у тихоокеанского побережья Южной Америки за последние сто лет трижды разыгрывались следующие события.

Как известно, западное побережье Южной Америки — омывается течением Гумбольдта, или Перуанским. Это холодное течение (температура воды на 8—10° ниже температуры окружающего воздуха), которое, во-первых, снижает температуру на побережье, а во-вторых, приводит к крайней сухости приморских районов, обусловливая наряду с другими климатическими факторами существование пустыни Атакама. Пустыня — одно из самых засушливых мест на земном шаре. На большей ее части выпадает за год менее 10 миллиметров осадков. Не удивительно, что пустыню — а это очень узкая береговая полоса — пересекает всего одна постоянная река Лоа. Большие площади заняты солончаками. Растительность редка и бедна.

Но жизнь у берегов Перу богата. Правда, жизнь морская и связанная с морем. Прибрежные, зеленоватые, с оливковым отливом, воды — один из самых высокопродуктивных районов Мирового океана. Почти круглый год ведут здесь промысел многочисленные рыболовные суда. И ведут промысел миллионы птиц — бакланы, пеликаны, глупыши, альбатросы. Колонии птиц, занимающие площадь более десяти гектаров, — обычное явление; на квадратный метр там приходится по три гнезда. Общее количество рыбы, которое вылавливается этой птичьей армадой, достигает 2,5 миллионов тонн…

У меня нет сведений, сколько рыбы добывается в этом районе человеком. Очевидно, тоже немало. Но рыбные запасы не скудеют: холодные воды Перуанского течения богаты кислородом, а следовательно, и планктоном, а когда много пищи, много и рыбы — сардин, анчоуса, морского окуня и других относительно холоднолюбивых видов.

Каждое лето южного полушария навстречу течению Гумбольдта устремляется с севера теплое течение Эль-Ниньо, доходящее обычно до 4° ю. ш. Но в некоторые годы (так случалось в 1891, 1925 и 1941 годы), когда ослабевает северо-восточный пассат и на смену ему приходят северо-западные ветры, течение Эль-Ниньо проникает почти на тысячу километров дальше к югу.

На глазах у людей разыгрывается как бы классический случай изменения климата: холодное Перуанское течение отступает от берегов, и на смену ему приходит теплое течение Эль-Ниньо, температура которого на 7–8° выше обычной для этих мест.

В результате в океанской воде резко уменьшается количество кислорода (в холодной воде его всегда больше), что приводит к гибели массы живых организмов. Прибрежная рыба — главное богатство! — либо уходит от берегов, либо гибнет, и побережье покрывается гниющими морскими выбросами. Сероводород отравляет воздух, а на некогда зеленоватой, с оливковым отливом воде появляется дурно пахнущая черная пленка (у моряков это явление известно под названием «краски Кальяо», потому что особенно страдает порт Кальяо, морские ворота столицы Перу). Вслед за рыбой покидают берега многомиллионные стаи бакланов, альбатросов и других птиц.

На обнаженные скалы гор, на пустынное побережье, где обычно господствует тихая ясная и сухая погода, обрушиваются катастрофические штормы с ливнями и грозами. Дожди сопровождаются резким повышением температуры воздуха. Пустыня покрывается растительностью, расцветает. Сухие русла рек наполняются водой. Приспособленные к сухому климату глинобитные дома и постройки разваливаются. Дороги размываются, обнажаются и выходят из строя проложенные в земле провода и водопроводные трубы — прибрежные города остаются без питьевой воды и света.

Начинают гнить, разлагаться залежи гуано — ценного сельскохозяйственного удобрения, образующегося из птичьего помета в условиях пустынного климата.

Появляется огромное количество насекомых, возникает реальная угроза эпидемий…

Эти «назидательные» эксперименты природы продолжаются недолго — каждый раз около месяца, но результаты и этого малого срока, как видите, вполне убеждают в справедливости вывода физической географии: биогеносфера настолько чуткий, тонкий и слаженный механизм, что малейшее нарушение хода естественных процессов вызывает сложную цепь последствий. В самом деле, ведь в нашем примере произошла всего лишь замена северо-восточных ветров северо-западными…

В 1953 году в Москве был издан сборник под названием «Атмосфера Земли». Наш известный географ и полярный исследователь, ныне покойный профессор В. Ю. Визе поместил в этом сборнике статью под странным названием: «Арктика и Африка». Казалось бы, какая связь может быть между столь разительно несхожими частями земного шара?!

Берега Европейской части Советского Союза омываются Баренцевым морем. А в южной половине Африканского материка расположено одно из крупнейших озер тропической Африки — озеро Виктория. И вот какие интересные строки можно прочитать в статье В. Ю. Визе: «…годы с большим количеством льда в Баренцевом море соответствуют годам с низким уровнем озера Виктория, и, наоборот, годы с малым количеством льдов — годам с высоким уровнем озера». Тем же колебаниям в связи с ледовитостью северных морей подвержен уровень и других великих африканских озер.

Объясняется это отнюдь не чудом: все дело в повышении или понижении интенсивности атмосферной циркуляции. «Твердо установлено, — писал В. Ю. Визе в той же статье, — что с возрастанием количества и скорости перемещения воздушных масс вдоль поверхности земного шара уменьшается ледовитость арктических морей, а с уменьшением интенсивности перемещения воздушных масс ледовитость увеличивается. В экваториальной зоне усиление общей циркуляции атмосферы вызывает увеличение количества выпадающих осадков, что и отражается на уровне озер».