Проблема углекислоты и антропогенная редукция биосферы
ным наземным
растительным покровом, с «горячими пятнами» мегалополисов и с нефтяной
пленкой, покрывающей во многих местах поверхность океана. В условиях
«антропогенного перегрева» Земли, который возникнет уже при удвоении
концентрации атмосферного СО2, значительно повысится и продуктивность
фотосинтетиков. Однако, какими бы ни были последствия увеличения СО2 в
воздухе, их положительный эффект не идет ни в какое сравнение с
отрицательным (таяние материковых ледников и деградация многолетней
мерзлоты), который неизбежен в случае «антропогенного перегрева» Земли.
Как отмечалось выше, за последние 250—300 лет уровень Мирового
океана повышался в среднем на 1 мм в год.
В 20-х годах XX в. подъем его достиг 1,4-1,5 мм в год, что
эквивалентно ежегодному увеличению океанической водной массы на 520-540
км3. Предполагается, что в 20-х годах XXI в. скорость повышения
океанического уровня превысит 0,5 см в год.
Самые значительные масштабы прогнозируемое антропогенное потепление
климата должно иметь в Арктике и Субарктике. Здесь уже в начале XXI в., а
возможно и раньше, могут произойти деградация многолетней мерзлоты и
просадки льдистых пород. Всем городам, поселкам и коммуникациям,
построенным на таких породах, угрожает разрушение.
Есть все основания думать, что радикальные климатические изменения
и соответствующая им деградация ледников будут сопровождаться также
нарушением режима процессов, идущих в глубинах Земли. Вследствие таяния
ледников и перераспределения водных масс от полюсов к низким широтам
скорость вращения Земли будет замедляться на незначительную величину. Тем
не менее это должно вызвать изменение ее формы. Сплюснутость Земли
несколько уменьшится. В средних и низких широтах должны возрасти напряжения
сжатия, которые играют определенную роль в развитии геосинклинальных
областей. Смогут ли импульсы дополнительного сжатия, вызванные
антропогенным фактором, стимулировать вулканизм и землетрясения в
Тихоокеанском периокеаническом поясе, Средиземноморье и в других подобных
районах?
В связи с этим уместно вспомнить гипотезу Р.Мэтьюза об усилении
вулканической активности в ледниковые века вследствие приспособления
океанического дна к быстро меняющейся нагрузке водных масс, которая
уменьшалась при оттягивании части океанической воды в состав ледников и
увеличивалась при их таянии. Правомочность такой гипотезы подтверждается
данными о землетрясениях, возникших в районах строительства ряда
водохранилищ. Такие землетрясения происходили во время заполнения и в
течение десятков лет после создания водных резервуаров.
Bo время максимума последнего оледенения глубина Мирового океана
была более чем на 100 м меньше современной. Если в связи с распадом Западно-
Антарктического ледникового щита столб воды в океане быстро вырастет на 5—7
м, то этого может оказаться достаточно для активизации сейсмовулканических
процессов в самых «чутких» к изменению нагрузки участках океанической
тектоносферы.
Подтопление окраин материков и изменение географии их влажных и
засушливых зон скажутся и на подземной «гидросфере». Ответной реакцией
может стать изменение режима флюидогеодинамических движений на материках. А
как прореагирует земная кора внутриматериковых сейсмоактивных зон на
сильное изменение ее водного питания? Не будут ли поднятия и опускания
земной коры в зонах наращивания и уменьшения природных водонапорных
горизонтов сопровождаться возбуждением сейсмической активности? Данные об
антропогенных просадках и поднятиях земной поверхности, возбуждающих
сейсмичность, свидетельствуют о вероятности таких событий.
Динамическое равновесие между земными оболочками, которое
поддерживается медленно идущими геологическими и геофизическими процессами,
может нарушиться катастрофически быстро, в течение сотен лет. Такое
нарушение, несомненно, нанесет огромный ущерб мировому хозяйству, хотя
технический гений человечества наверняка сможет противостоять и ему.
Следовательно, чем раньше будут приняты меры противодействия увеличению
концентрации атмосферного СО2, тем лучше будет для биосферы и человека!
Однако, чтобы говорить о возможной стратегии такого противодействия,
необходимо более подробно рассмотреть причины ускоряющегося накопления СО2
в воздухе.
Причины роста концентрации углекислоты и антропогенной редукции
биосферы
До недавнего времени большинство исследователей считали сжигание
ископаемого топлива едва ли не единственной причиной роста содержания СО2 в
воздухе в XIX и XX вв. Данные об индустриальном СО2 обобщены Р. Ротти,
который уточнил полученные ранее цифры Ч. Киплинга. Р. Ротти пишет, что
«количество образованного при сгорании топлива СО2 нарастает по
экспоненциальному закону и если исключить время мировых войн и
экономической депрессии 30-х годов, то ежегодный прирост в 0,43% достаточно
хорошо описывает наблюдаемую здесь картину». При этом он полагает, что к
росту концентрации СО2 приводит использование каустобиолитов (горючих
ископаемых).
Используя данные о соотношениях изотопов С12, С13, С14 в важнейших
природных резервуарах углерода (наземные биомасса и мертвое органическое
вещество, атмосфера, ископаемое топливо), Стуйве подсчитал, что с 1850 по
1950 г. масса органического вещества в биосфере суши уменьшилась на 120
млрд. т. За это же время из состава каустобиолитов в атмосферу выведено
всего 60 млрд. т углерода. Следовательно, антропогенная редукция биосферы
происходила вдвое быстрее, чем изъятие углерода человеком из состава
каустобиолитов.
Оценки природной емкости резервуаров углерода позволяют
утверждать, что в масштабах исторического времени его безвозвратное изъятие
человеком из биосферы было гораздо большим, нежели сжигание каустобиолитов
земной коры. Дж. Олсон с соавторами указывает, что в результате
хозяйственной деятельности людей в течение нескольких тысячелетий наземными
резервуарами было потеряно 800—900 млрд. т Сорг. Эти цифры совпадают с
расчетами, которые показывают, что за историческое время в углекислотный
резерв атмосферы и океана перешло около 900 млрд. т. углерода, причем
только 1/5 этого количества поступила от сжигания ископаемого топлива.
Уничтожение наземной фитомассы, подстилки и гумуса почвы в сумме составило
842 млрд. т в углероде, из которых 112 млрд. т накопилось в донных илах, а
730 млрд. тонн перешло в состав CO2.
Дж. Олсон определяет антропогенную редукцию фитомассы суши за
историческое время в 492 млрд. т Сорг, причем оставшаяся фитомасса
составляет всего 558 млрд. т Сорг. Оценки современных запасов органического
вещества в двух главных наземных резервуарах, приводимые Г. Вудвеллом и Р.
Хоутоном, ближе к приводимым в таблице: фитомасса — 827 и гумус — 1 080
млрд. т Сорг.
Чтобы более полно представить картину современной антропогенной
редукции почвенно-растительного покрова суши, перечислим важнейшие виды его
нарушения в результате хозяйственной деятельности.
Среди процессов, поддающихся в той или иной степени количественной
оценке, на первых местах стоят такие, как: сведение лесов; земледелие;
перевыпас и ряд других нарушений.
Сведение лесов при строительстве, горных разработках, создании
водохранилищ и особенно превращении лесных земель в сельскохозяйственные
считается важнейшим процессом, ведущим к невозобновимой убыли органического
вещества биосферы Г.Вудвелл и Р. Хоутон считают, что 25% содержащегося в
атмосфере углекислого газа обязаны своим присутствием этому процессу. По их
мнению, можно допустить, что сейчас ежегодно леса сводятся примерно на 1 %
площади и если даже 1/3 консервируется в виде пиломатериалов, то
поступление СО2 в воздух от окисления остальной биомассы должно составлять
5 млрд. т в пересчете на углерод. Согласно данным ФАО (FAO Production
yearbook), за 1995—1998 гг. площадь лесных земель в мире сократилась на 200
с лишним млн. га, что может быть эквивалентно потере наземной биомассы
порядка 8—10 млрд. т в год Сорг. Согласно Дж. Гриббину, сведение лесов и
сжигание топлива по масштабам продуцируемого СО2 сейчас примерно
уравновешивают друг друга.
Дигрессия лесов происходит также при чрезмерном их использовании
для отдыха и туризма, при загрязнении воздуха и в ряде других случаев
(интенсивная пастьба, подтопление местности, осушение близлежащих болот и
др.). Наблюдениями установлено, что даже незначительная по времени
рекреационная нагрузка (30 дней в сезон) вызывает изменения в почвенно-
растительном покрове, сравнимые с теми, которые происходят при
продолжительном использовании. Уплотнение почвы, происходящее в лесопарках,
заказниках и т. д., ведет к уменьшению массы корней деревьев, из-за чего
снижается прирост древесины, деревья становятся мельче, разреживается и
укорачивается их хвоя. Механическое же повреждение деревьев приводит к
развитию болезней и вредителей. При массовом посещении лесов гибнут нижние
ярусы растительности, вытаптывается почвенная подстилка и страдает
гумусовый горизонт. Так, на стоянках и площадках для отдыха в лесу запасы
органического вещества в почве снижаются на
| |  скачать работу |
Проблема углекислоты и антропогенная редукция биосферы |
