Текст книги "Аз есмь. Поля Гермеса"

1.9. Мера воспроизводства в животном мире. Мера потребления систем управления в биосфере, демонизм мотивации сверхпотребления

Очарование неопределенностью присуще юному разуму, созревающий разум стремиться её постичь.

Всеволод Велесов

Животный мир, так же, как и человек, не только потребляет энергию непосредственно (в виде пищи), но и использует окружающие предметы в технологическом смысле, простейший пример: птицы глотают мелкие камни, чтобы способствовать пищеварению. Такая техническая деятельность служит целям либо экономии, либо приобретения энергии. Мы можем говорить о воспроизводстве в биосфере в двух смыслах:

1. В прямом энергетическом смысле, который отражается в наличии самоподдерживающейся, самовозобновляющейся в экосистемах дикой природы пищевой цепочки, известной большинству по школьному курсу биологии или экологии.

2. В технологическом смысле, когда живыми видами воспроизводятся инструменты, укрытия (дома, берлоги, норы, термитники, муравейники и т. п.) и иные сооружения или повторяющиеся действия технологического характера, например, подземные оранжереи у муравьев-листорезов (требующие конкретного набора операций для своего поддержания), опыление растений пчелами, как побочный эффект создания ими пищевого запаса и т. д. и т. п.

Животные используют разные стратегии собственного воспроизводства. При этом наблюдается общее правило: чем примитивнее, в смысле психической организованности, вид, тем более он склонен к стратегии массированного генерирования потомства. Например, всем известна стратегия нерестовых рыб – отметать большое количество икринок, из которых до половозрелого состояния доживет лишь малая часть. При этом такие виды рыб как горбуша или кета после этого умирают, предоставляя потомству и биоценозу реки в целом животные белки в качестве пищи. Осьминог заботится о потомстве, охраняя икринки, спрятанные в укромном месте, но тоже погибает, ему, как и планцентарным и некоторым яйцекладущим, присуща стратегия заботы о потомстве. Еще более экзотические стратегии применяют насекомые. Самка богомола отрывает и съедает голову самца прямо во время соития (потомству нужен белок), самка каракурта съедает самца сразу же после. При этом, если численность вида падает, он стремится компенсировать свою убыль более ранним половозрелым возрастом, эта стратегия хорошо изучена у лососевых рыб. Конечно, как и всякая стратегия, эта стратегия воспроизводства имеет свои минусы и ограничения.

Очевидно, что в этих примерах речь не идет ни о морали, ни о чем-то ином вообще, кроме как об энергетической целесообразности. Потомства должно быть много (поскольку оно само служит пищей другим видам), а самец (как в случае с богомолами) свою функцию выполнил, так зачем дарить белок и сахара кому-то еще? Тем более, что пища (а значит и энергия) в дикой природе – всегда дефицит. Отметим особо, ни о каком элитарном потреблении речи не идет. Организм самки все свои ресурсы отдает для того, чтобы отложить как можно больше яиц, икры и т. п. Может быть, некое избыточное потребление имеется в колониях муравьев, пчел, ос? Тоже нет, на самку (так или иначе) работает весь муравейник (или рой и т. п.), но она в свою очередь является буквально живой фабрикой недолговечного потомства, выполняя попутно множество регулирующих функций, жизненно важных для муравейника, роя или термитника в целом.

Вообще муравейник, термитник или пчелиный рой отличная природная модель развитого человеческого социума. И в человеческом обществе, и в муравейнике наличествует профессиональная специализация больших групп представителей вида. Понятно, что это не делает аналогию полной, но тем не менее она есть. И, такая аналогия вполне приемлема, философ А.А. Зиновьев прямо называл сообщество людей – «человейником».

Обратимся к нашему условному «муравейнику». Ни одна профессиональная группа муравьев не обладает привилегиями. Муравейник строится лапками рабочих муравьев. Цель строительства: создание убежища для всех и обеспечение защиты от внешних погодных условий, регулировка теплового режима муравейника. Обратим внимание, что источником тепла в муравейнике являются медленно окисляющиеся биологические материалы, принесенные извне и собственно тепловая энергия, вырабатываемая отдельными насекомыми сообщества. То есть муравейник не использует ископаемых источников энергии и полностью сбалансирован с внешней биосферой. Никаких привилегий рабочие муравьи не имеют, это основной класс населения муравейника. Они не только обеспечивают себя пищей и кровом, содержат муравейник в состоянии пригодном для жизни, но содержат все остальное население муравейника, управляющей и организующей элитой которого является царица, осуществляющая это управление при помощи химических сигналов и получающая информацию о состоянии общества в целом тем же способом. Возьмем «силовой блок» – муравьи солдаты, никаких особых привилегий в питании или укрытии у них нет. Они есть простая боевая функциональность, состоящая в защите от внешних вторжений и иногда в нападении. Возьмем разведчиков, этот класс работников обладает уникальной информацией о пище, из этого он мог бы извлекать очевидную выгоду, просто утаивая часть такой информации, но и этого не происходит, информация не утаивается и передается всему муравейнику. В результате муравейник функционирует с максимальной эффективностью, т. к. интересы отдельной особи полностью подчинены задачам общества в целом. И задачи эти вполне очевидны. Первейшая задача муравейника – текущее самовоспроизводство, вторая и главная, но менее очевидная, рост осознания себя и окружающего мира, эта вообще общебиологическая задача всех видов живого. У муравейника на вторую задачу остается не так уж и много энергетических ресурсов. И в этом пункте человек фундаментально отличается от муравья, ибо он располагает таким ресурсом, самым эффективным относительно любого другого вида на планете. К этой мысли, в разных формах, мы еще вернемся неоднократно.

Сама задача оптимального воспроизводства диктует минимальное потребление добываемой энергии каждым отдельным членом сообщества муравейника, т. е. таким, которое обеспечивает простое биологическое функционирование особи. Нарушение этого правила приведет к однозначной гибели сообщества насекомых. Муравейник либо не выдержит внутривидовой конкуренции, либо будет уничтожен другим видом, поскольку самовоспроизводство в таком муравейнике будет угнетено по причине уменьшения доли располагаемой энергии, направляемой на цели самовоспроизводства общества в целом. Итак, неестественно завышенное потребление со стороны любого класса сообщества биологически и экономически взаимосвязанных индивидуумов по сути представляет собой, саморазрушительную – демоническую тенденцию.

Посмотрим, как обстоит дело с нормой потреблением у более высокоразвитых животных.

В какой-то степени лев, владеющий прайдом, паразитирует на охотничьих усилиях самок, но слишком наглому самцу самки не дадут чрезмерно большую долю – такие претензии смертельно опасны для самца. Было бы правильно сказать, что таким образом самки оплачивают добытым ими свежим мясом сексуальные усилия самца по воспроизведению прайда.

Вот самец гориллы, он ест ту растительность, до которой может дотянутся, как и все остальные члены его группы. Обладание довольно большим гаремом скорее обязанность, подстегиваемая гормональным фоном, нежели некое сверхпотребление. Тем более, что свое право на продолжение рода ему приходится постоянно отстаивать в схватках с другими самцами. А это не только чревато травмами, но и требует больших энергетических затрат.

Наиболее близки к человеку шимпанзе, но и тут никакого элитарного сверхпотребления нет, ведущий самец вынужден делиться добытым мясом хотя бы с группой поддержки (у шимпанзе мясо редкая пища, зачастую требующая коллективных охотничьих усилий). В противном случае его верховенство может быть быстро поставлено под сомнение всем коллективом. А на расправу шимпанзе весьма скоры. И хорошо если дело окончится крепкой взбучкой и изгнанием, частенько группа убивает вождя и обгладывает его мясо.

Нет никаких сомнений, что и древний человек в этом смысле мало отличался от шимпанзе. По состоянию ископаемых зубов и костей древних охотников установлено, что взрослые мужчины питались мясом в большей степени, чем женщины и дети. Однако, ни женщины, ни дети не способны днями охотится за животными в дальних охотничьих экспедициях. Естественно, что забив большое животное, охотники тут же, на месте, съедали приличное количество мяса, чтобы восполнить свои энергетические потери, не забывая принести долю женщинам и детям, или посылая к ним гонца. Если же охотники возвращались на стоянку без добычи, их ждал минимальный набор из ягод, корнеплодов, иногда улиток, собранный женщинами и детьми. Да и сейчас приблизительно так жизнь и устроена в племенах аборигенов Австралии и бушменов в Африке. Таких примеров можно привести несметное количество, но это мало что прибавит к сути вопроса. А она состоит в том, что в группе животных управляющее звено или звено, обладающее информацией о пище, никаких особенных прав в распределении добываемой группой пищи, не имеют. Такое поведение диктуется естественной, неосознанно оптимизированной, стратегией выживания группы особей и даже вида в целом.

Если мыслить шире, то можно сказать, что в нормальных условиях меру воспроизводства и потребления видов устанавливает биоценоз в целом, стремясь сохранить динамическое равновесие и стабильность в имеющихся экологических нишах. Устанавливается же эта мера оборотом материи и энергии в пищевых цепочках. Основное качество этой меры состоит в преобладании общественного по своему характеру потребления над индивидуальным. Т. е. норматив индивидуального потребления таков, что позволяет только выживать и обеспечивать самовоспроизводство.

Мозг человека требует до трети всех наличных энергоресурсов организма, т. е. мозг человека явно избыточен для простого выживания в природе. Зачем же биосфере нужная такая аномалия? Пожалуй, единственный ответ может быть найден в том, что такая аномалия перераспределяет энергию, которой располагает организм, на некие фундаментальные цели, важные не только для биосферы в целом, но и для чего-то большего. Отсюда вытекает естественное отношение к сверхпотреблению: «Легче верблюду пройти сквозь игольное ушко, чем богатому попасть в рай». Демонизм избыточного потребления в человеческом обществе состоит в том, что индивидуальное сознание сверхпотребляющего угнетает сознание других членов общества, отнимая у них ту часть предоставленной Богом энергии, которая была предназначена на цели осознания себя, социума и Бога. Ибо всю оставшуюся энергию человек принужден будет тратить на цели только биологического выживания и (если на это останется) самовоспроизводства. При этом сам сверхпотребляющий тратит общественную по своей природе энергию (в том числе в виде деятельности своего личного мозга) и свое время жизни на цели, которые в физическом смысле являются энтропийными, т. е. переводящие дефицитную и общую энергию в неиспользуемое качество. Например, на бесполезную для целей развития общества роскошь и т. п.

Таким образом, может быть сформулирована 11 заповедь: «Никаким путем не отнимай энергию и время осознания у брата твоего, ибо это есть тягчайший грех в глазах Господа». Впрочем, это комплекс из двух заповедей: «Не убий» и «Не укради», раскрывающий их смысл.

1.10. Энергетический баланс планеты

 
О сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух,
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель…
 

А. С. Пушкин

Поскольку совершенно ясно, что жизнь как явление имеет прежде всего энергетическую природу, следует уделить внимание вместилищу известной нам жизни – нашей планете. Сложная биосфера для своего существования требует определенного коридора физических факторов.

Температура на поверхности планеты должна быть выше точки замерзания воды, в противном случае планету скуют льды, и примитивная жизнь останется только в районах вулканов или у глубоководных черных курильщиков. Но и слишком высокой температура тоже быть не может, крупные организмы и микроорганизмы погибнут при температурах выше 70 градусов по Цельсию.

Химическое состояние атмосферы, вод и почв тоже критически важные факторы. Если начнет падать содержание кислорода в атмосфере – начнется очередное великое вымирание, подобное пермскому, когда из-за недостатка кислорода вымерла почти вся фауна и сильно пострадал растительный мир. Обратим внимание на то, что химическое состояние окружающей среды – это именно энергетический по своей природе фактор, поскольку речь идет о наличной разнице химических потенциалов. Наша атмосфера сейчас носит окислительный характер, то есть имеет высокий химический потенциал относительно любой органики (да и неорганики тоже). Без этого потенциала просто невозможно никакое кислородное дыхание, и он существует благодаря зеленой растительности. Но есть и другая сторона медали, слишком большой химический потенциал, по кислороду или по фактору загрязняющих ее химически активных веществ, делает среду обитания ядовитой, биосфере нужно время, чтобы приспособится к таким изменениям, а быстрые изменения всегда катастрофичны. Таким образом, с точки зрения химического состояния внешних оболочек планеты (воздушной, водной, почвенной), имеется некий коридор выживания биосферы, более сложный и многофакторный, чем температурный коридор.

На рисунке 3 символически представлена биосфера Земли до появления человека. Слева – водный мир (реки и океаны), с соответствующим растительным и животным миром, растительноядным и хищным. Справа – мир суши с тем же набором компонентов. Стрелками сверху указан поток солнечной энергии, обеспечивающий функционирование биосферы в целом. Черные стрелки внизу указывают на энергию Солнца откладываемую в почву в виде донных осадков, торфа, угля и т. п. Эта отложенная энергия (в основном в виде углерода) и есть та часть химического потенциала, противоположное плечо которого составляет кислород атмосферы. Кислород, при определенных условиях, может высвободить эту энергию, но ценой такого высвобождения станет непригодность атмосферы для дыхания. Таким образом, зеленая растительность запускает большой многомиллионолетний цикл углерода, который вместе с материковыми плитами опускается в мантию, чтобы потом вновь появиться на поверхности Земли вместе с вулканической лавой.

Рисунок 3. Биосфера Земли до появления человека

О важности для жизни на Земле состава атмосферы и о важности его устойчивости говорят некоторые интересные факты. Между 830 и 630 миллионами лет назад Земля пережила эпоху криогения, биосфера (пережившая по этому случаю очередное вымирание) обогатилась мхами, которые и начали осваивать сушу планеты в эту эпоху. Похолодание было таким, что Земля покрылась льдами почти полностью, льды были даже на экваторе. Уровень мирового океана упал на 1 километр, единственный на тот момент материк был покрыт льдом толщиной около двух километров. Однако теплые области открытой воды и суши все же сохранились, вероятно, это было связано с вулканической активностью, которая, как мы все знаем, всегда имеет некую локализацию у разломов коры, в виде цепочек действующих вулканов и гейзеров. Это первое похолодание было вызвано кислородом, который примитивные одноклеточные и первые многоклеточные водоросли выбросили в атмосферу, осуществляя фотосинтез и связывая при этом углекислый газ. Единственный материк был еще пуст, никакой наземной растительности еще не было, располагался материк на экваторе, а отражающая способность сухого песка может достигать 40%. В результате перехода атмосферы от восстановительного состояния к окислительному климат планеты свалился в длительное глобальное похолодание, правда Солнце тогда светило несколько слабее. Потребовалось значительное время, чтобы вулканы снабдили атмосферу парниковыми газами и планета оттаяла. В более поздний каменноугольный период кислорода в атмосфере было очень много, углекислого газа мало, а климат был теплым. Казалось бы, имеется противоречие, однако тут следует вспомнить, что, суша в каменноугольный период была уже полностью покрыта лесами и болотами, а если учесть, что альбедо (отражающая способность) болот 10–14%, а альбедо темнохвойных лесов 10–15% (лиственных лесов тогда еще не было вообще, зато было много мхов и лишайников под пологом папоротниковых и хвощовых лесов), становится ясно, почему климат был теплым. Кроме того, теплый климат означает высокое содержание паров воды, а их парниковые свойства еще выше, чем у углекислого газа. Вероятно, пустынь (с их высоким альбедо) в ту эпоху практически не было. Впрочем, кислород сделал свое дело, климат снова похолодел, и это стало концом каменноугольного периода.

Не менее важна радиационная обстановка вокруг планеты и на самой Земле. Существует опасность, что близкий взрыв сверхновой звезды может не только создать неприемлемый для наземных животных радиационный фон, но и сдуть в космос приличную часть нашей атмосферы, создав на ней подобие Марса. Впрочем, радиационная опасность может быть рукотворной и тоже привести к тяжелым для биосферы последствиям. Хотя, несомненно, литосферная и морская бактериальная жизнь такие неприятности переживут. Так что радиационный фон – это тоже проявление энергетических эффектов, но в иной форме.

С термодинамической точки зрения ясно, что выравнивание химического и радиационного потенциалов ведут к повышению температуры, поскольку вся потенциальная химическая и радиационная энергия переходит, рано или поздно, в тепловую форму. Говоря иначе, энтропия станет максимально возможной.

В этой главе мы не будем упоминать подробно об опасности нарушения глобального химического баланса, этот вопрос рассмотрен ранее в первой книге серии «Аз есмь». Рассмотрим внимательнее собственно тепловой баланс планеты.

Хорошо известно, что на орбите Земли интенсивность солнечного светового потока составляет около 1367 Ватт на метр квадратный (Ватт = Дж/сек).

Возьмем две простые расчетные модели лучистого теплообмена между Солнцем, Землей и окружающим космосом (рисунок 4). Предположим, что Земля представляет собой безатмосферное идеально шарообразное абсолютно черное тело, то есть такое тело, которое поглощает все падающие на него лучи полностью и испускает только равновесное тепловое излучение, соответствующее абсолютно черному телу. В первом варианте предположим, что Земля абсолютно нетеплопроводна, а теплоемкость поверхностного слоя, прогреваемого Солнцем, очень мала. В этом случае наиболее горячая точка будет находиться под солнечным зенитом, где-то в тропической зоне, а наиболее холодной поверхность будет на ночной стороне, просто в силу того, что тепло с подсолнечной стороны не передается, а теплоемкость грунта очень мала. Это означает, что поверхность очень быстро нагревается и столь же быстро остывает. Воспользуемся законом Стефана-Больцмана для мощности излучения абсолютно черного тела. J = qT⁴ где q – постоянная величина, равная 5,6704∙10^-8 Ватт/(м²∙К⁴). Как видите, мощность теплового излучения пропорциональна температуре в четвертой степени. Поскольку подсолнечная поверхность Земли в нашей модели получает известное количество энергии и его же она должна тут же излучить в космос, сделав подсчет, получим температуру этой поверхности равную 394 Кельвина, то есть 121 градус по Цельсию. На противоположной стороне планеты будет царить космический холод в равновесии с температурой реликтового фонового излучения, это около 2,7 градусов по Кельвину.

Рисунок 4. Теплообмен между Солнцем, Землей и окружающим космосом

Рассмотрим далее второй вариант. Предположим, что вся полученная дневной стороной Земли энергия мгновенно и равномерно распределяется по всей поверхности планеты. Несложные расчеты показывают, что в этом случае наша «абсолютно черная» планета будет иметь во всех точках температуру поверхности около 5 градусов по Цельсию. Второй результат хорошо согласуется с экспериментально установленной средней по планете температурой 14 град. по Цельсию.

Однако, наша планета не абсолютно черное тело, Земля имеет отражающую способность (альбедо) α= 36,7 процента. Т. е., для прогрева до средней температуры в 14 град. по Цельсию, планете достаточно 63,3 процента Солнечного тепла, приходящегося на поверхность Земли. Обеспечивается это естественным одеялом нашей планеты, которым является как ее атмосфера (создающая парниковый эффект), так и гидросфера, являющаяся колоссальным аккумулятором и распределителем теплоты.

Впрочем, мы в наших моделях не учитывали тепловой поток, идущий от мантии нашей планеты через литосферу к поверхности. Его усредненная интенсивность составляет 0,087 Ватт на квадратный метр поверхности планеты. Для наших приближенных моделей это слишком малая величина, чтобы ее учитывать. Однако для биосферы это важный фактор. Этот теплопоток одна из величин, определяющих глубины промерзания грунтов в зимнее время. Благодаря, отчасти и этому теплу, в грунте, на глубинах ниже глубины промерзания, в зимнее время существуют активные, живые бактерии. Для норных животных и некоторых насекомых этот тепловой поток тоже важен. В немалой степени благодаря ему зимой остается жидкой колодезная и артезианская вода и даже реки, питающиеся из ключей и ручьев, текут зимой подо льдами благодаря и этому теплу, просачивающемуся сквозь литосферу из земной мантии. В Европе тепло грунтовых вод используют для отопления зданий зимой. Летом, (поскольку грунтовые воды довольно прохладны) с их же помощью можно обеспечивать кондиционирование. Все это возможно потому что теплопроводность грунтов не слишком велика. Наружное солнечное тепло и сезонные колебания температуры воздуха влияют на температуру грунта не более чем на 15–20 метров в глубину. Но за счет внутреннего тепла на каждые 100 метров в глубину температура грунта растет в среднем на 3 градуса по Цельсию. Тепловой поток из недр Земли в разных точках планеты сильно различен. Для Центральной Европы величина теплового этого потока составляет 0,05-0,12 Вт/м². Источником этого тепла недр является древнее тепло сжатия, оставшееся от времени формирования Земли, тепло генерируемое распадом радиоактивных веществ, запасенных корой и мантией, а также приливное тепло от воздействия Луны и Солнца. Мы еще поговорим об этом тепловом потоке.

Сейчас будет полезно обратиться к геологической истории Земли. Считается установленным, что во времена зарождения жизни (около 3,8–4,2 миллиарда лет назад) температура на поверхности планеты составляла около 70 град. по Цельсию. Вероятно, именно поэтому даже одноклеточная жизнь с трудом переносит большие температуры. Несомненно, в то время планета была покрыта постоянной облачностью из-за высокого, при такой температуре, давления паров воды (а значит планета обладала большим альбедо). Атмосфера состояла в основном из газов, вызывающих парниковый эффект. В результате, даже при меньшей, чем сейчас на 30% светимости Солнца температура у поверхности была (по нашим меркам) очень большой. Конечно, в то время тепловой поток от недр планеты к ее поверхности тоже был больше. Планета тогда была моложе, радиоактивных элементов было больше и энергии распада тоже выделялось больше, кора планеты была тоньше, поток приливной энергии от более близкой Луны тоже был выше. Однако нет никаких оснований полагать, что поток тепла от недр определял климат на планете, имей она прозрачную для тепловых лучей атмосферу. Эти соображения позволяют говорить о решающем для биосферы планеты влиянии на ее температурный режим количества парниковых газов в атмосфере во все времена. Если сейчас попытаться вернуть атмосферу к древнему составу, то, при возросшей светимости Солнца, Земля перейдет в состояние теплового режима близкого к венерианскому, т. к. все океаны испарятся, а водяной пар (как один из самых эффективных парниковых газов) усилит эффект перегрева.

В былые времена Земля не один раз переживала тяжелые катаклизмы, связанные с изменением состава атмосферы, например, знаменитое пермское вымирание. В то время древние пермские вулканы тысячелетиями выбрасывали в атмосферу углекислый газ, пары воды и прочие газы. Вулканическая лава подожгла угольные пласты, оставшиеся от каменноугольного периода, что дополнительно уменьшило содержание кислорода в атмосфере и увеличило содержание углекислого газа. Окажись мы в той эпохе, дышать нам было бы очень тяжело. В результате изменившегося химического состава атмосферы и изменившегося климата произошло массовое вымирание, серьезно изменившее видовой состав биосферы. Но вымирание привело к доминированию динозавров, предки которых на момент катаклизма имели наиболее совершенную дыхательную систему (которую сейчас от них унаследовали птицы). В наши времена некоторые виды птиц совершают перелеты на высотах до 8000 метров, где давление атмосферы, а значит и парциальное давление кислорода, уже раза в три меньше нормального. Человеку или другому млекопитающему там не выжить, зато птицы, благодаря своей совершенной дыхательной системе, осуществляют на этих высотах большую мышечную работу, без которой невозможен машущий полет.

После Пермского вымирания биосфера планеты справилась с выбросом парниковых газов, восстановив близкие к прежним химические параметры атмосферы, но это не означает, что биосфера способна справиться с тем количеством газов, которые выбрасывает в атмосферу современная мировая экономика. В пермские времена некому было добывать по всей планете ископаемое топливо и сжигать его в мгновенные по геологическим масштабам промежутки времени. Однако, время шло, и около 2 миллионов лет назад этот, кто-то и появился, выделившись из обезьяноподобных приматов.

На арену Земли вышел человек (рисунок 5). Его мозг дал ему не просто преимущества перед другими видами, он быстро сделал его общебиосферным и даже геологическим фактором, поскольку человек не только стал ведущим хищником и умелым собирателем, но и с помощью огня приступил к терраформированию, еще не будучи даже земледельцем, тем самым отторгая у биосферы естественные ареалы и внося изменения в материальные балансы на планете. По последним данным львиная доля вины за уничтожение мегафауны (саблезубые тигры, пещерные медведи, шерстистые носороги, гигантские ленивцы, мамонты, лошадь Америки и т. п.) все же лежит на человеке, а не на менявшемся климате, на его же совести кардинальное обеднение животного мира и ландшафтов Австралии, которые с его приходом стали куда более пустынными. Размножившись и исчерпав естественные ресурсы для дальнейшего наращивания численности, человечество совершило неолитическую революцию и перешло к следующей стадии использования энергоресурса планеты, к животноводству и земледелию.

Рисунок 5. Появление на Земле человека

Рисунок 6. Использование человеком ископаемого топлива, путем его добычи из недр

В этот период человек не только стал изымать из обычного природного энергетического и вещественного оборота большие территории, но и приступил к прямому деформированию химического потенциала атмосферы, используя ископаемое топливо, путем его добычи из недр (рисунок 6). В дело впервые пошел торф и уголь, в качестве удобрений начали изыматься и использоваться, содержащие углерод и иные вещества, донные отложения озер и рек (плодородный ил). Некоторые народы стали использовать в качестве удобрений рыбу. Началось строительство (пусть сначала примитивных) ирригационных сооружений. Началось истощение и засоление почв. Утопавший в джунглях Китай стал постепенно превращаться в зону пылевых бурь.

Сейчас в воздухе меньше кислорода и больше углекислого газа, чем это было во времена Иоанна Грозного. Вроде бы ничего страшного, дышать еще можно, однако это означает, что нарушен длинный цикл обращения углерода, который не успевает складироваться в торфяники для последующего превращения в уголь. С углекислым газом уже не справляется Мировой Океан, его воды закисляются и уже запущен процесс океанического вымирания. Ежегодно в атмосфере остаётся 3 Гигатонны избыточных углеродных соединений, с выведением которых из атмосферы не справляются экосистемы Мирового океана и суши. Поэтому единственно безопасным решением был бы переход человечества на энергетику, имеющую в своей основе солнечную природу. Из известных на сегодня источников энергии к таким относятся: фотопреобразователи (солнечные батареи), тепловая солнечная энергетика на основе отражателей-концентраторов, ветроэнергетика, гидроэнергетика. Справедливости ради следует сказать, что и тут есть свои пределы. Предлагаемое в некоторых проектах направление лучистой энергии в сторону Земли из космоса нарушает тепловой баланс планеты. Нарушит его и чрезмерное применение солнечных концентраторов и фотоэлементов на самой поверхности Земли. Объясняется это тем, что вся уловленная этими устройствами энергия в итоге перейдет в тепловую, и не будет полностью и быстро излучена в космос, то есть, это будет означать изменение альбедо планеты в целом. По сути дела, солнечные электростанции будут представлять собой аналог абсолютно черных областей на поверхности планеты. Конечно, до достижения верхней допустимой планки солнечной энергетики имеется колоссальный резерв, ведь если удастся увеличить содержание кислорода в атмосфере (за счет отказа от ископаемого топлива и самовосстановления лесов и торфяных болот), то и парниковый эффект атмосферы будет снижен. В результате может быть достигнут оптимальный баланс между солнечной, по своей природе, энерговооруженностью человечества и температурным режимом поверхности планеты. На этом пути есть множество проблем, но радует то, что все они решаемые. К примеру, вышедшему в космос по-настоящему, человечеству вполне может стать по силам создание астроинженерных конструкций, затеняющих некоторые области суши. Такие космические зонтики теоретически можно использовать с целью формирования заново ледников, это поможет оводнить ставшие засушливыми районы и снизить содержание паров воды в атмосфере.

Рассматривая вопрос теплового баланса нашей планеты, было бы полезно привести некоторые сведения, ведущие к важным выводам. Покрытая сплошной облачностью Венера имеет очень большой показатель альбедо 65%, это больше, чем у Меркурия (его альбедо 10,6%). Меркурий ближе к Солнцу, но температура поверхности Венеры выше, чем температура поверхности Меркурия благодаря парниковому эффекту, который обеспечивает и сама облачность, и толстая атмосфера планеты, состоящая почти полностью из парниковых газов. Альбедо Марса 15%, но самые высокие температуры на экваторе Марса около 20°C. И это несмотря на то, что его атмосфера в основном состоит из парникового газа, а именно из углекислого газа. Но атмосфера планеты столь разряженная и тонкая, столь слаб ее парниковый потенциал, что на полярных шапках в зимнее время эта атмосфера частично конденсируется в виде сухого льда, а летом (речь идет о лете в зоне одного из полюсов, конечно) шапка (северная или южная) начинает испаряться и это вызывает на Марсе сильные песчаные бури.