Андрей Лапо - Следы былых биосфер, или Рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого

Следы былых биосфер, или Рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого

Предисловие

Более 100 лет назад, в 1875 г., впервые появилось понятие о сфере жизни и был введен в обиход термин «биосфера». Полвека спустя наш великий соотечественник академик В. И. Вернадский вложил в него строго научное содержание. Своими работами В. И. Вернадский доказал планетное значение жизни, ее основную роль в механизме земной коры, гидросферы и нижних слоев атмосферы. Значение этих работ огромно и не может быть переоценено. В настоящее время они интенсивно развиваются как в нашей стране, так и за рубежом.

«Следы былых биосфер, или Рассказ о том, как устроена биосфера и что осталось от биосфер геологического прошлого» — одно из самых удачных изложений проблем биосферы, сделанных за последние годы. Его автор, геолог А. В. Лапо, излагает и анализирует взгляды как самого В. И. Вернадского, так и целой плеяды других ученых, зачастую воскрешая талантливые, но забытые ныне работы отечественных исследователей. Это свидетельствует о большой эрудиции автора и о его бережном и уважительном отношении к первоисточникам. Однако самое ценное в книге — это синтез достижений современной науки по широкому кругу вопросов, касающихся проблем биосферы, ее развития и взаимодействия различных типов вещества, в биосфере.

Чрезвычайно важным представляется выделение автором на первое место основной функции живого вещества — энергетической, которую выполняют хлорофиллоносные растения. Хотя, по существу, все функции живого вещества в той или иной мере воздействуют на среду, это не снимает необходимости выделения особой средообразующей функции, как это справедливо делается автором. Книга насыщена обильным фактическим материалом, показывающим огромную роль живого вещества в геологических процессах, что непременно должно учитываться при проектировании инженерных сооружений. Многочисленные примеры такого рода читатель найдет в книге.

Автор обсуждает и малоразработанный вопрос о вертикальном расчленении биосферы на экогоризонты, опираясь на предложенное А. И. Перельманом деление на две зоны: фитосферу и редусферу, которые Н. Б. Вассоевич заменил терминами «фотобиосфера» и «мелабиосфера», а А. В. Лапо предложил последнюю называть, на мой взгляд, более удачно — меланобиосфера.

В целом определения этих сфер достаточно обоснованны, но жизнь на суше вносит в это деление существенные поправки. Еще в палеозое основными компонентами биоценозов, осуществляющими роль трансформатора солнечной энергии в химическую, стали высшие растения, которые в большинстве случаев состоят из двух неразрывно связанных частей: верхних — фотосинтезирующих и нижних — всасывающих (корневые системы), расположенных в почве. Таким образом, жизнь высших растений связана с двумя сферами — фотобиосферой и меланобиосферой. Роющие животные — грызуны, а также некоторые хищники проводят свою жизнь в обеих сферах.

Книга А. В. Лапо, впервые изданная в 1979 г. на русском языке и в 1982 г. — на английском, вызвала многочисленные отклики в печати. Второе издание значительно переработано и дополнено с учетом пожеланий, высказанных в рецензиях. Удачно использованы многие новейшие публикации, а также материалы научных конференций, посвященных 120‑летию со дня рождения В. И. Вернадского, в организации которых в Ленинграде деятельное участие принимал автор «Следов былых биосфер».

Книга А. В. Лапо, вновь предлагаемая читателям, не только популяризирует достижения современной науки, но и содействует научному рассмотрению биосферы в экологическом аспекте. Пожелаем же доброго пути новому изданию этой увлекательной книги.

Вступление. Странная судьба

Отец умел понимать все.

В наше время необычайно расширился круг знаний о явлениях и процессах, происходящих в окружающем мире. Вместе с тем человечество впервые стало ощущать не только масштабы своей деятельности, но и свою зависимость от состояния окружающей среды. Поэтому в центре внимания современного естествознания оказались всеобщая взаимосвязь и взаимообусловленность природных явлений, а ведущей тенденцией развития науки стал синтез достижений частных наук.

Наиболее ярко эта тенденция к синтезу проявилась во взаимопроникновении наук о живой и неживой природе. Возникло учение о биосфере — особая наука, не сводимая ни к географии, ни к биологии, но использующая их достижения и, в свою очередь, влияющая на развитие геологии. Основоположником этой науки был гениальный русский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863—1945).

«В. И. Вернадский не просто обогатил обширную область знания, которую ныне называют науками о Земле, — пишут А. Л. Яншин, С. Р. Микулинский и И. И. Мочалов, — но и настолько преобразовал их теоретические основы, что без его учения о биосфере и биогеохимических процессах, о роли живого вещества в эволюции нашей планеты сегодня нельзя представить этих наук»[1].

В этой книге рассказывается о биосфере и о роли жизни в геологических процессах, а также об ученых, которые разрабатывали эти проблемы, в первую очередь об академике Вернадском.

Удивительной фигурой предстает Владимир Иванович Вернадский в естествознании XX в. Казалось, он не ведал о делении науки на отрасли (а в современном естествознании их более тысячи). Вернадский был натуралистом в широком смысле этого слова, может быть, последним в истории науки. Он не был по образованию ни биологом, ни географом, но биологи ставят его в один ряд с Дарвином и Павловым и помещают его произведения в свои хрестоматии, а географы считают одним ил создателей современной географии. Труды Вернадского не просто основополагающие в какой-то отрасли — Вернадский закладывал новые науки. Их по крайней мере четыре: радиогеология, биогеохимия, учение о биосфере и науковедение. Вместе с В. М. Гольдшмидтом и А. Е. Ферсманом Вернадского считают также основоположником геохимии. Называют имя Вернадского и как основоположника генетической минералогии, учения о симметрии и диссимметрии, учения о естественных производительных силах. Ломоносов XX века…

Будучи глубоким теоретиком, Вернадский обладал и несравненным организационным даром. Он был инициатором создания Комиссии по изучению естественных производительных сил России, одним из организаторов Академии наук УССР и ее первым президентом. По инициативе Владимира Ивановича в системе Академии наук СССР были созданы Институт географии, Институт минералогии и геохимии им. М. В. Ломоносова, Радиевый, Керамический и Оптический институты, Биогеохимическая лаборатория, Комиссия по изучению вечной мерзлоты и Комиссия по истории знаний, Комитет по метеоритам, Комиссии по изотопам, урану и многие другие. Многие из этих лабораторий и комиссий сейчас превратились в академические институты. Наконец, Вернадскому принадлежит идея создания Международной комиссии по определению геологического возраста Земли.

Основанные Вернадским биогеохимия и учение о биосфере — новые науки, но они активно воздействуют на ранее сформировавшиеся отрасли естествознания. В «Ботаническом журнале» как-то появилась статья «Жизненные формы растений в аспекте учения о биосфере», а на одном из научных заседаний известный советский биолог, президент Гидробиологического общества, член-корреспондент АН СССР Г. Г. Винберг выступил с докладом «Идеи Вернадского в современной лимнологии». Лимнология же — наука об озерах, которой В. И. Вернадский никогда специально не занимался.

Странная судьба — идеи Вернадского способствуют развитию смежных отраслей, в которых сам Владимир Иванович не работал. Дело, видимо, в том, что Вернадский не только закладывал основы наук и формулировал плодотворные идеи. Альберт Эйнштейн как-то сказал: «Наука — это попытка привести хаотическое многообразие нашего чувственного опыта в соответствие с некоторой единой системой мышления». Вернадский создал такую систему. Эта система мышления, или, если хотите, глобальная концепция, основана на определяющей роли жизни в геологических процессах. Она была создана Вернадским для геологического прошлого, но — странная судьба! — она стала актуальной, даже злободневной для нас, людей конца второго тысячелетия. Именно эта концепция является методологической основой разработки программы по охране окружающей среды.

«Странная судьба, — писал Владимир Иванович жене в 1889 г. — Больше всего меня прельщали, с одной стороны, вопросы исторической жизни человечества и, с другой — философская сторона математических наук. И я не пошел ни по той, ни по другой отрасли. Не пошел по истории, потому что хотел раньше получить подготовку естественноисторическую и потом перейти на историю, не пошел по математике, так как не верил и не верю в свои математические способности…»[2]