Кибернетика, ноосфера и проблемы мира

Весьма драматичны изменения структуры общей циркуляции марсианской атмосферы при глобальных пылевых бурях, зарегистрированные межпланетными станциями по измерениям на поверхности планеты. Г. С. Голицын в 1970 г. предложил схему общей классификации структуры циркуляции планетных атмосфер. Согласно этой схеме циркуляция марсианской атмосферы должна быть весьма близкой к земной. И, действительно, станции на поверхности Марса зимой регистрировали весьма регулярное прохождение над ними циклонов и антициклонов, более регулярное, чем у нас, по всей видимости, из-за отсутствия океанов на Марсе. Когда приходит пылевая буря, всякая циклоническая активность в марсианской атмосфере прекращается.

Эти процессы были изучены теоретически и подтверждены лабораторными экспериментами [84] . Главная причина изменений характера циркуляции атмосферы — резкое повышение вертикальной устойчивости запыленной атмосферы вследствие ее разогрева и остывания поверхности планеты. Лабораторная модель атмосферы состоит из вращающегося кольцевого сосуда с водой, у которого внутренняя стенка, имитирующая полюс, более холодная, чем внешняя, имитирующая экватор. Меняя скорость вращения и перепад температуры между боковыми стенками, можно добиться того, что в воде в зазоре между стенками образуются многочисленные вихри, аналогичные атмосферным циклонам и антициклонам. Если на чту картину наложить еще и положительный вертикальный градиент температуры (т. е. сделать так, чтобы температура жидкости повышалась ото дна), можно резко уменьшить число вихрей или подавить их совсем. Таково объяснение изменениям структуры общей циркуляции на Марсе в период глобальной пылевой бури.

84

См.: Бубнов Б. М., Голицын Г. С. Теоретическое и лабораторное моделирование влияния статической устойчивости на структуру общей циркуляции атмосферы. — Докл. АН СССР, 1985, т. 281, № 5, с. 1076–1079

Рассмотренные основные черты марсианских пылевых бурь позволяют понять, каковы климатические последствия введения в атмосферу планеты больших количеств аэрозоля, рассеивающего и поглощающего солнечное излучение. Явления на Марсе показывают нам механизмы быстрого распространения пыли в глобальном масштабе, сильный нагрев, его атмосферы, заметное охлаждение поверхности и изменение в результате всего этого структуры атмосферной циркуляции.

* * *

Конечно, в оцениваемых последствиях ядерной войны всегда будет какая-то неопределенность, зависимая от выбранных сценариев войны, от сезона ее начала, даже от конкретной метеорологической ситуации. Тем не менее, рассмотренные нами природные аналоги уже показывают, что последствия будут весьма грозными и длительными. Наши расчеты и модели согласуются с работами в этой области других ученых — советских и зарубежных. Однако все, кто работает над этими проблемами, надеется, что их труд поможет тому, чтобы предсказанные последствия ядерной войны остались бы лишь предсказаниями.

ЯДЕРНАЯ ВОЙНА И ЖИВАЯ ПРИРОДА М. С. ГИЛЯРОВ, Д. А. КРИВОЛУЦКИЙ

Характеризуя ужасы возможной ядерной катастрофы, мы все чаще обращаемся к слову «пустыня». Но пустыня — это гигантский мир живой природы с огромным разнообразием флоры и фауны, с очень сложными экологическими системами и трофическими связями, складывавшимися и совершенствовавшимися многие миллионы лет. Так что, предупреждая человечество о последствиях глобальной ядерной катастрофы, уместнее употреблять все же не одно слово «пустыня», а словосочетание «мертвая пустыня».

Такого рода уточнение приемлемо для определения состояния всей природы, пережившей ядерную войну и ее последствия. Из живой природа, вполне вероятно, превратится в мертвую, т. е. стерильную, не способную производить и поддерживать жизнь.

Чтобы не быть голословными, напомним историю с атоллом Бикини и попробуем рассмотреть ее с точки зрения ученого биолога.

Итак, на маленьком коралловом острове в Тихом океане, в архипелаге Маршалловых островов, люди жили веками… В 1946 г. катера ВМС США увезли всех его жителей с родных берегов: атолл стал полигоном испытаний ядерного оружия Пентагона.

В 1970 г. Вашингтон «милостиво» разрешил жителям Бикини вернуться на родину. Можно представить, как радовались изгнанники! Тогда они еще не знали, что родные берега несут им не счастье, а смертельную опасность: деревья, пресная вода — все оказалось отравленным радиацией. Сначала жителям Бикини запретили есть созревшие на острове плоды, пить воду из местных источников. А через восемь лет вашингтонские опекуны вновь эвакуировали людей с острова. Разумеется, то была вынужденная мера — специалисты пришли к выводу, что уровень радиации на Бикини будет опасен для здоровья и жизни человека по крайней мере еще более полувека.

Вот вам и еще одно подтверждение знакомого со школьных лет банального тезиса: природа и человеческое общество — единый взаимосвязанный комплекс, цельная система, развивающаяся на основе сложнейшей сети энергетических и информационных связей. Биосфера — отнюдь не монополия какого-то одного государства, она часть нашей планеты, колыбель и дом всего живущего на земле. И неделимость биосферы обусловливает необходимость решения многих проблем охраны природы и использования ее ресурсов не только в национальных, но и в международных масштабах, в том числе и обязательность контроля над применением радиоактивных веществ (или, как говорят специалисты-экологи, излучателей). Для этого, прежде всего, необходимо понять, как, каким образом источники ионизирующего излучения влияют на человека и природу. Всеми этими проблемами и занимается радиоэкология — наука о путях биогенной миграции радионуклидов и экологических последствиях действия ионизирующего излучения, а радиоэкологические исследования стали сейчас непременной составной частью всех работ по охране окружающей среды. Следует сказать, что сам термин «радиоэкология» был предложен в 1956 г. одновременно и независимо друг от друга советским экологом А. А. Передельским и американским профессором Ю. Одумом. Выдающуюся роль в развитии представлений о роли радиоактивных веществ в жизни организмов и закономерностях их миграции в биосфере сыграли и труды основоположника биогеохимии академика В. И. Вернадского и советского агрохимика академика ВАСХНИЛ В. М. Клечковского.

Основной задачей, поставленной перед радиоэкологами, стала разработка основ предвидения последствий радиоактивного загрязнения местности и изыскание результативных путей борьбы с ними. В практическом смысле это означает ни много ни мало как нахождение возможности эффективного ослабления и локализации загрязнения среды, предотвращение миграций радионуклидов по цепям питания к человеку и сельскохозяйственным животным.

Среди многочисленных ныне сводок по охране природы трудно найти такие, где не упоминалось бы о радиоактивном загрязнении среды. В частности, известный американский ученый П. Хаггет среди шестнадцати обычных наиболее распространенных загрязнителей среды называет пять радионуклидов: радиоактивные изотопы стронция, цезия, йода, урана и плутония.

Правда, на нашей планете всегда существовал ионизирующий фон радиации, но интенсивное излучение, создание и рассеивание радиоактивных веществ человеком значительно ее увеличило. А сама радиация, вызывающая изменения в структуре биоценозов и экологии отдельных видов и растений, становится одним из абиотических факторов среды. Изучение влияния на жизнедеятельность организмов ионизирующей радиации проводится, как правило, в районах с повышенным ее фоном, т. е. в тех местах, где высока концентрация естественных радиоактивных элементов или на высокогорье, где несколько увеличено космическое излучение, в отвалах урансодержащих пород атомной промышленности и, наконец, в районах экспериментальных полигонов.

Что же установлено учеными в результате уже проведенных исследований с использованием новейших методик, и, прежде всего модельного и вычислительного эксперимента? Выяснилось, что биологическая опасность радионуклидов, находящихся в биосфере, зависит от их количества, характера излучения, периода полураспада, физического состояния и химических соединений, в которые радионуклиды входят, а также от способности организмов накапливать и выводить эти радионуклиды.

Насколько полученные данные актуальны, можно судить по тому, что наукой с полной достоверностью установлено: в биологический круговорот веществ сегодня самым активным образом включились радиоактивные изотопы, образовавшиеся при ядерных взрывах.

Для начала сообщим: самая незначительная часть радиоактивных веществ выпадает на поверхность земли вместе с дождем и попадает непосредственно на растения, минуя почву. Естественен вопрос: не все ли равно, как, каким образом урожай окажется радиоактивным, а значит, и губительным для человека и животных?

В том-то и дело, что не все равно. В растениях содержание радионуклидов при попадании их с дождем во много раз выше, чем при поступлении тех же радиоактивных веществ через корневую систему. Следствием радиоактивного заражения окружающей среды, передающегося по трофическим связям (цепи питания), станет появление уродливых мутантов. А такие формы в экспериментах, радиоэкологи наблюдали среди животных, растений, микроорганизмов.