Джеймс Лавлок и его Гея

Двадцать шестого июля Джеймсу Лавлоку исполнится 94 года. Некруглая дата, но в его возрасте каждый новый день рождения можно считать юбилеем. Лишь недавно, чуть более десятка лет назад, главная идея его жизни все же была принята коллегами как научная гипотеза. С тех пор британский ученый успел выпустить книгу, в которой подвел беспощадный итог господства человека на Земле. По его предположению, уже через сто лет лишь Арктика и Антарктика останутся пригодны для нашего обитания. Итак, наш сегодняшний разговор о Джеймсе Лавлоке и его музе - его Гее.

Встречаются две планеты.

- Ты неважно выглядишь! Заразилась чем-то?

- Да подцепила Homo Sapiens...

Из научного фольклора

Что такое Земля? Каменный шар, покрытый растительностью, или живой организм? Быть может, наша планета реагирует на все, что творится с ней? На все, что делает человек? Реагирует? Вмешивается в происходящее? Влияет на ход событий, нарушающих ее размеренную жизнь?

Еще в середине 1960-х годов эту странную гипотезу («Земля - живой организм») предложили американский микробиолог Линн Маргулис и британский химик, биофизик и медик Джеймс Лавлок. Тогда она стала предметом насмешек. Ей отказывали в научности, ее числили по ведомству эзотерики. Но со временем все больше ученых соглашаются с этим радикальным взглядом на природу нашей планеты. Что побудило их переменить мнение? Какие доводы можно привести в поддержку этой, на первый взгляд, безумной идеи? Почему каменный шар Земли можно принять за живое существо?

Когда-то древнегреческий философ Платон утверждал, что Космос более всего похож на живое существо, а все остальные создания являются лишь его частью. Две тысячи лет спустя, в XVIII веке, Джеймс Геттон, один из отцов современной геологии и медик по образованию, также описывал Землю как «сверхорганизм», как особую «физиологическую систему».

Впоследствии подобные представления были признаны ненаучными. Они казались романтической фантазией, поэтическим вымыслом. На протяжении последних столетий ученые, и верно, привыкли относиться к Земле, как к безжизненному каменному шару, который, повинуясь законам механики, однообразно кружит по просторам Вселенной. Ученые разлагали все события, переживаемые Землей, на отдельные, мельчайшие фазы. Описывали, как «функционируют» все части планеты, словно перечисляли винтики собранной на конвейере машины.

Однако в XX веке это механистичное мировоззрение было поколеблено. Все чаще геофизики говорят о Земле как некой целостной системе. Все чаще - методами компьютерного моделирования - исследуют механизмы обратной связи, с помощью которых наша планета и впрямь способна влиять на происходящие события.

Одной из гипотез, пробивших брешь в бастионе науки, которая вознесла человека в центр мироздания, стала гипотеза Лавлока и Маргулис - гипотеза Геи (она названа так в честь греческой богини Земли).

Марсианская предыстория

Началась же эта гипотеза... с Марса. Когда в начале 1960-х годов в НАСА занялись подготовкой экспедиции «Викингов», - в середине следующего десятилетия два этих зонда прибудут на Красную планету, чтобы искать здесь жизнь, - к работе над этим проектом привлекли ряд известных ученых. Одним из них был Джеймс Лавлок. В его задачу входило создание приборов, предназначенных для поиска внеземной жизни.

Но как можно определить, есть ли на планете жизнь или нет? По соответствующим изменениям в атмосфере планеты, к такому выводу пришел Лавлок. Жизнь для него означала, прежде всего, преобразование и потребление энергии, а также выделение продуктов обмена веществ. Все эти процессы, уверен был ученый, оставляют свой «след» в воздушной оболочке планеты.

В самом деле, сравнительный анализ воздушных оболочек Земли и Марса выявил очень заметные различия. Если атмосфера Марса была совершенно инертной, «мертвой», то атмосфера Земли далека от химического равновесия. Ее состав постоянно обновляется, регулируется. Что же вызывает эту непрестанную циркуляцию газов в воздушной оболочке Земли? Жизнь! Бесчисленное множество живых организмов, населяющих нашу планету.

Чудесным образом эта бурлящая всюду жизнь пребывает в равновесии на протяжении многих миллионов лет. Очевидно, существуют какие-то механизмы обратной связи, которые управляют разнообразными процессами, протекающими на нашей планете. Саморегуляция, вот что характеризует эти процессы. Тело планеты, как любой живой организм, способно к саморегуляции. Неужели земная твердь - это одно огромное живое тело?

Подобным вопросом однажды задалась и Линн Маргулис. Она являлась одной из создательниц теории эндосимбиоза. Эта теория гласит, что некоторые органоиды клетки, например, митохондрии или фотосинтезирующие пластиды, когда-то были самостоятельными организмами, но впоследствии вступили с клеткой в симбиоз. В какой-то степени и всю нашу планету Маргулис рассматривала как совокупность множества отдельных организмов, живущих в симбиозе. Земля - это самоорганизующаяся система.

Так - из разных посылов - родилась гипотеза Геи. Она быстро стала популярной, но только не среди ученых, которые сторонились ее, как любой «эзотерической выдумки». Лишь в 1980-е годы в научных кругах стали хотя бы упоминать ее, но чаще всего отзывались о ней резко отрицательно. Это было не удивительно, ведь она противоречила общепринятым научным взглядам.

Тем не менее, в 1988 году Американский геофизический союз организовал проведение первой международной конференции, посвященной гипотезе Геи. Так еретическая идея Лавлока стала предметом научного обсуждения. Наконец, в 2001 году около тысячи именитых ученых, собравшихся на ежегодную Европейскую геофизическую конференцию, признали, что гипотеза Геи является научно обоснованной.

Рано или поздно, уверен Лавлок, его гипотеза будет принята всеми. «Когда вы создаете крупную научную теорию, такую, как квантовая механика, глобальная тектоника плит или теория эволюции, проходит в среднем лет сорок, прежде чем она станет общепризнанной в научных кругах». Скоро исполнится сорок лет с тех пор, как, написав книгу, Лавлок привлек всеобщее внимание к своей гипотезе.

Гея: новый взгляд на жизнь на Земле

В 1979 году в книге «Гея: новый взгляд на жизнь на Земле» Лавлок писал: «Гея - сложная, целостная система, которая охватывает земную биосферу, атмосферу, океаны и почву. В своей совокупности она образует кибернетическую систему, которая стремится к тому, чтобы на нашей планете установились оптимальные физические и химические условия».

Можно сравнить Землю с человеческим организмом, который сам представляет собой сообщество, состоящее из бесчисленного множества микробов и отдельных клеток. Любое внешнее воздействие (например, изменение температуры, влажности) повышает или понижает активность крохотных организмов, составляющих тело человека. Точно так же и наша планета. Организмы, населяющие ее, либо наращивают свою активность, стремительно размножаются, завоевывают все новые ниши, либо умеряют свой пыл, отступают, а потому и количество выделяемых ими веществ заметно снижается. Это сказывается на химическом и физическом балансе Земли.

Как же протекают процессы саморегуляции на планете? Главная цель Земли-Геи - поддерживать условия, при которых может существовать и развиваться жизнь, порождая все более сложные формы живого. Природа не заботится о благе какого-то одного вида, пусть даже тот и считает себя ее «венцом».

Основными параметрами, на которые способна влиять Земля, являются средняя температура на планете, состав атмосферы и соленость Мирового океана.

Хорошо известно, что атмосфера Земли состоит почти на 79% из азота, на 21% из кислорода, а остальные газы содержатся в ней в очень малом количестве (0,03% приходится на долю углекислого газа, еще меньше - на долю метана и инертных газов).

Но что было бы, если бы наша планета и вправду была «мертвым» телом? Расчеты показывают, что в таком случае ее воздушная оболочка состояла бы на 96% из углекислого газа, на 3,5% из азота, а кислород и другие газы содержались бы в ней в чрезвычайно малом количестве. Температура на поверхности планеты составляла бы в среднем 240-340°С, а воздушное давление достигало бы 60 атмосфер вместо одной!

Анализ процессов, протекающих на Земле, убеждает нас в том, что в регуляции состава ее атмосферы, средней температуры и солености морской воды деятельно участвуют живые организмы. Лишь за счет взаимодействия живой и неживой материи достигается обратная связь. Как это происходит? Как, например, регулируется температура?

Со времени возникновения Земли количество солнечного света, получаемого ей, возросло примерно на четверть, но средняя температура на планете повысилась не так значительно. Важнейшую роль в ее регуляции играет такая характеристика, как альбедо - способность земной поверхности отражать падающий на нее свет. Зависит альбедо от разных причин - от площади, занимаемой льдами в высоких широтах, от облачности, а все это, в свою очередь, обусловлено целым рядом факторов.

И тут многое определяется организмами, населяющими планету, прежде всего, фитопланктоном. Многочисленные крохотные водоросли не только потребляют углекислый газ, но и выделяют диметилсульфид. Его частицы служат центрами конденсации облаков. Когда наступает период потепления, водоросли разрастаются, и в атмосферу попадает все больше диметилсульфида. Земля окутывается облаками, которые отражают все больше солнечного света, а потому средняя температура вновь понижается. Это лишь один из факторов, влияющих на температуру на Земле. Подобный феномен, подытоживал Лавлок, «можно понять только в том случае, если рассматривать планету как единый живой организм». Наша планета, впору сказать, - это живой термостат.

Другой пример. Почему соленость Мирового океана остается неизменной? Сегодня этот показатель составляет примерно 3,4%, что оптимально для морских животных. Если бы соленость превысила 4%, это привело бы к массовому вымиранию всего живого в морях, поскольку нарушилась бы нормальная жизнедеятельность клеток - основы основ любых организмов. Очевидно, на протяжении миллионов, если не миллиардов лет показатель солености морской воды почти не менялся.

Но почему? Ученые подсчитали, что ежегодно вместе с речной и дождевой водой в моря попадает около 2,75 миллиарда тонн минеральных солей. Речные потоки и струи дождя вымывают их из горных пород и осадочных отложений. Итак, количество соли в морях из года в год прибывает, а степень солености воды ничуть не меняется, оставаясь значительно ниже критической величины. Даже катастрофические события -падения крупных метеоритов или длительные эпохи оледенения - не нарушали работу этого таинственного механизма, который ограничивает количество соли в морях.

Очевидно, есть некая система регуляции, поддерживающая соленость морской воды на неизменном уровне. Давно известно, что некоторое количество соли изымается из Мирового океана, например, оседая в отложениях, которые накапливаются на дне морей. Но только этими чисто химическими или физическими процессами все-таки невозможно объяснить, почему вода в морях не становится все более и более соленой.

Как выяснилось, ключевую роль играют такие микроорганизмы, как кокколитофориды - одноклеточные водоросли, важнейшие продуценты органического вещества в морях и океанах. Они и накапливают соли кремниевой кислоты в своих известковых пластинах, которые после их отмирания опускаются на дно. Именно из них и сложены мощные - высотой в несколько сотен метров - пласты известняков, образующие современные океанические отложения и материковые породы. Так, соль, пополняющая воду морей и океанов, изымается из нее, и благодаря этому солевой баланс поддерживается в равновесии.

Еще один пример: содержание кислорода в атмосфере. Кислород легко вступает в реакцию с другими веществами и изымается из воздушной оболочки. Он реагирует с металлами, содержащимися в земной коре, например, алюминием или железом, образуя оксиды, а также с углеродом, пополняя атмосферу углекислым газом, который преобладает в воздушной оболочке соседних - мертвых - планет, Марса и Венеры. Тем не менее, количество атмосферного кислорода на протяжении многих миллионов лет остается на неизменном уровне. Свидетельством тому - воздушные включения, которые обнаруживают в янтаре или образцах льда, извлеченных с большой глубины, например, из ледников. Состав этого «доисторического» воздуха мало чем отличается от состава современного воздуха.

Очевидно, лишь благодаря процессам саморегуляции, протекающим на Земле, кислород не исчезает из атмосферы, а сохраняется здесь в достаточно большом количестве. Лавлок объясняет этот удивительный факт тем, что биосфера Земли - совокупность живых организмов, населяющих нашу планету, - сама поддерживает концентрацию кислорода на неизменном уровне. При этом доля кислорода в атмосфере не увеличивается до критической отметки. А ведь если бы она повысилась с нынешнего 21% всего лишь до 25%, то начались бы самопроизвольные возгорания дождевых тропических лесов.

«Когда я говорю о живой планете, - пишет Джеймс Лавлок, - я вовсе не имею в виду, что Земля способна чувствовать или что камни могут двигаться по своей воле, руководствуясь одной им известной целью. Я думаю лишь о том, что Земля может, например, автоматически, не каким-то волевым усилием, регулировать климат. Иными словами, я не имею в виду ничего, что выходило бы за строгие рамки естественных наук».

За миллионы лет биосфера Земли добилась того, что обеспечила себе наиболее приемлемый климат, который до сих пор ей удавалось поддерживать, пока человек, возможно, не нарушил прежнего равновесия. Сжигая в огромном количестве ископаемое топливо, он впервые в своей истории начал заметно воздействовать на химические процессы, протекающие в атмосфере. Человек понемногу меняет климат на планете, и это может иметь самые драматические последствия. Как лапидарно выразился австралийский писатель и эколог Тим Флэннери, автор нашумевшей на Западе книги «Грозит ли Земле катастрофа?», мы разрушаем труд эонов.

В принципе, мы - единственный вид животных, способный ради своего блага вмешиваться в «процессы обмена веществ», протекающие на Земле. Наш шанс - в том, что мы поймем суть этих процессов и научимся влиять на них для того, чтобы поддерживать спасительное для всего живого равновесие.

Если же мы будем ради сиюминутной выгоды уничтожать все живое на нашей планете, то...

В последние годы некоторые ученые всячески пропагандируют «гипотезу Медеи», которая гласит, что иногда биосфера может сама уничтожать себя.

Спасение в Арктике, или Месть Геи

Гипотезу Геи часто называют «гипотезой динамического равновесия», подчеркивая, что планета, подобно любому живому организму, готова сама лечить себя. Эта ее способность поддерживать равновесие, как бы оно ни нарушалось изнутри или извне, и позволяет нам называть Землю живым организмом.

Можно сказать, что эволюция на такой планете, как Земля-Гея, представляет собой ряд опасных экспериментов, вредные последствия которых планете удается исправить за счет естественного отбора. Но это означает, что любой вид, который наносит немалый вред планете, где он живет, обречен на вымирание, поскольку иначе может погибнуть множество других видов, да и сама она превратится в мертвый каменный шар.

Итак, если животные стремятся уничтожить среду своего обитания, то...

«Мы должны были стать сердцем и разумом Земли, а не ее болезнью, - писал Лавлок. - Мы должны были набраться смелости и думать уже не только о своих потребностях и правах, а и сознавать, что мы причинили вред живой Земле и что нам надлежит заключить с Геей мир. Нам надлежит сделать это, пока еще у нас достанет сил, чтобы действовать осмотрительно, пока мы не превратились в разнузданную чернь, ведомую воинственными вожаками. Но, прежде всего, нам не следовало бы забывать, что все мы - часть Земли и что она - наша родина».

В 2006 году Лавлок выпустил свою, пожалуй, самую пессимистичную книгу - «Месть Геи. Почему Земля защищается?» (она увидела свет незадолго до того, как автор отметил свое девяностолетие),

Если рассматривать нашу планету как живое существо, то и человека тогда можно посчитать паразитом, проникшим в этот необычный организм и поразившим его. Но это лишь полуправда. Человек - что Янус двуликий, он и благо, и зло. Он причиняет беды планете: у нее выпадают волосы (на обширной территории гибнут тропические леса), появляется сыпь (все новые области планеты превращаются в пустыню), кожа ее становится все более сухой (тают ледники), ее мучит жар (растет средняя температура)... Но он же, человек, способен стать и спасителем планеты, а для начала быть «ее глазами и ушами», понять, что с ней происходит и как ей можно помочь.

Но это - в перспективе. В идеале. Пока же человек так же не в силах восстановить нарушенное равновесие на планете - сбить температуру, погасить сейсмическую активность, - как и изменить химический состав своей крови или прибавить себе рост. Пока вред, приносимый нами планете, перевешивает пользу.

По мнению Лавлока, пройдет 100 тысяч лет, прежде чем планета вернется в свое нормальное состояние. Но вначале кризис. Острый. Жестокий. Почти агония. Странно изменившейся очнется затем Земля. Невнимательный наблюдатель вовсе не узнает ее.

В ближайшие десятилетия нас ждет резкое и бесповоротное изменение климата. Ведь, сжигая в огромных количествах ископаемое топливо, мы превращаем планету в огромный парник, охладить который будет уже нельзя. Пока нам мешает понять происходящее большое количество пепла и копоти, попавших в атмосферу в результате сжигания топлива. Сейчас эта незримая завеса задерживает часть солнечных лучей, и потому Земля еще не прогревается так, как должна прогреться. Но, рано или поздно, эта завеса развеется.

Тогда льды в Арктике окончательно растают. Если сейчас ледяной щит, который сковывает Северный океан, отражает до 90% падающих на него лучей, то после его таяния вся эта солнечная радиация будет поглощаться морской водой и способствовать дальнейшему разогреву планеты.

К концу XXI века, полагает Лавлок, миллиарды людей погибнут из-за климатической катастрофы. Немногие уцелевшие переберутся в полярные области, где еще можно будет жить. До сих пор, подчеркивает ученый, механизм саморегуляции Земли лишь способствовал выживанию человека. Но теперь, когда «чудодейственный прогресс» наделил нас невиданной прежде мощью и нам уже по силам уничтожить всю планету, человек стал опасен для Земли.

Так, в нашем собственном организме присутствуют самые разные бактерии и вирусы, полезные и вредные. До поры до времени организм мирится с этим. Но когда какая-то колония микробов разрастется внутри нас до критической величины, наше тело начинает бороться с ними. Температура тела повышается. И это помогает извести вредных «квартирантов». Точно так же с самим человеком обойдется и Земля. Ее средняя температура заметно возрастет (все произойдет очень быстро, уверен Лавлок), и жар, воцарившийся на планете, если и не погубит полностью нашу цивилизацию, то сократит сообщество людей до безопасных для Земли размеров. Немногие миллионы счастливчиков начнут заново обживать оставленные им ниши обитания: Антарктиду да несколько арктических островов - Шпицберген и иже с ним.

Остановить происходящее невозможно. Ни США, ни «новые тиранозавры», экономические гиганты нашего времени - Китай и Индия, - не готовы идти на компромиссы. Лавлок упрекает политиков и экономистов в провинциальной ограниченности, в неумении понимать суть происходящих изменений. Выбросы в атмосферу парниковых газов продолжают нарастать, и это приведет нашу цивилизацию к такому же печальному концу, который когда-то был уготован и динозаврам далекого прошлого.

Если пофантазировать и представить Землю и впрямь как огромное животное, то оно покажется нам сегодня обозленным, готовым наносить нам один смертельный удар за другим. Мы хищнически истребляем ресурсы планеты, способствуем тому, что средняя температура продолжает нарастать. Земля же отвечает ураганами, наводнениями, землетрясениями, оползнями. Число стихийных бедствий, как и жертв, уносимых ими, растет.

Люди считают это случайностью, «улучшившейся - по сравнению с прошлыми столетиями - статистикой». Но что, если это в вихре бурь грозно ревет Земля, убеждая одуматься? Одним своим движением она стряхивает в бездну смерти десятки тысяч человек и ждет, что уцелевшие начнут осторожничать.

Мы же не видим, не хотим понимать, что пределы роста нам давно обозначены. В своей экспансии мы нарушаем миллионами лет слаженный баланс всех частей Земли. «Машина Климата», «Машина Атмосферы», «Машина Мирового океана» расшатываются и, выписывая немыслимые кривые, доставляют нам все больше проблем.

Мы пытаемся их решать по порядку, еще не понимая, что уже все против нас. Что Земля стремится умерить нашу активность, приучить жить в ладу со всей планетой. И что если мы не послушаемся ее предупреждений, то наша численность - словно бы сама собой! - уменьшится вдруг (после вдруг-катастроф, вдруг-эпидемий, вдруг-войн!) до пределов, при которых вред, наносимый нами планете, убавится тем, что нас будет мало. Очень мало. Как до начала промышленной революции! Менее миллиарда человек. Право дело! В наш XXI век даже неомальтузианство цинично до невозможности. Получается, что 90% людей погибнут, если мы не переменим нашего отношения к Природе...

Источник