ИЗВЕСТИЯ РАИ. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2007, № 4, с. 8-15
== ТЕОРИЯ И СОЦИАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ГЕОГРАФИИ
УДК 551.1(556.1)
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ГЕОГРАФИИ В XXI в. ЕДИНАЯ ПЛАНЕТАРНАЯ СИСТЕМА
© 2007 г. Г. Н. Белозерский, В. В. Дмитриев
С.-Петербургский государственный университет Поступила в редакцию 09.12.2005 г.
В статье развиваются идеи рассмотрения Земли как единой планетарной системы. Показывается, что деформация географии в науку о единой планетарной системе оказалась востребованной в естественно-научном плане, в политическом, экономическом и гуманитарном отношении. Обсуждаются проблемы формирования теоретической и экспериментальной базы новой науки о планетарной системе и ее взаимодействия с другими науками, в том числе гуманитарного цикла. Даются рекомендации для включения ее аппарата в практику охраны окружающей среды и показывается, что наука о единой планетарной системе призвана создать научные основы развития человечества в новых условиях.
Тенденции в развитии географии. Претендуя исторически на имя матери наук, география представляет собой систему тесно связанных между собой естественных и общественных наук, исследующих природные условия земли, политическую картину мира и особенности деятельности человека. Существенно более молодым комплексом наук о составе, строении и истории развития как земной коры, так и Земли в целом является геология. На протяжении второй половины XX столетия определенной "самостоятельности" добились в рамках естественных наук геофизика и геохимия. География, геология, геофизика и геохимия изучают разные (но иногда и близкие) стороны процессов, связанных с одним и тем же объектом - планетой Земля. Начала складываться единая наука о планетарной системе.
Этому этапу в развитии наук о земле предшествовал длительный процесс преобладания тенденций дифференциации - обязательного этапа становления любой области знаний. Так продолжается до тех пор, пока перед обществом не возникает проблема, решение которой требует согласованных усилий ученых, работающих в разных дисциплинах. Масштаб дифференциации может быть разным. Так, ни у кого не вызывает сомнения, что в первой половине XX в. география делилась на две достаточно обособленные части: физическую и социально-экономическую. Однако под дифференциацией науки обычно понимают более дробный процесс.
Две группы факторов сделали интеграционные тенденции и создание науки о планетарной системе "знаменем" наступившего периода. Во-первых, это развитие теоретических основ науки и наблюдательной базы. Во-вторых, это человеческий фактор во всем его многообразии.
Достижения науки и техники сделали жизнь человека более комфортной по сравнению с тем, что было 50-100 лет назад, содействовали увеличению продолжительности жизни. Вместе с тем, человечество осознало, что наша планета не так уж и велика, и ресурсы ее ограничены [4, 5, 10, 12]. Развитые страны энергично включились в процесс глобализации экономики и общества, стремясь подчинить своим стратегическим интересам весь мир. Деформация географии в науку о единой планетарной системе оказалась востребованной в естественно-научном плане, в политическом, экономическом и гуманитарном отношениях [11].
Единая планетарная система. Основные элементы системы и их функционирование. Для человечества основными элементами развития являются те, которые обеспечивают функционирование планетарной системы как среды, поддерживающей жизнь в том виде, в котором она существует последние тысячелетия. Особое внимание следует обратить на взаимодополняющие биохимические превращения (фотосинтез и аэробное дыхание) и взаимосвязь биогеохимических циклов. Выявление действительно ключевых процессов представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Поэтому географические исследования должны быть ориентированы так, чтобы они приводили к хорошо формулируемым и проверяемым гипотезам [11] и ясным результатам. Первостепенной задачей наук географического цикла в сфере теории становится формулировка такой программы исследований, которая будет способствовать пониманию работы планетарной системы и оценке ее устойчивости в поддержании условий, благоприятных для существования человека.
Предположим, что антропогенного воздействия на среду нет и уподобим окружающую среду организму с целью понять, какой орган жизненно необходим. Несмотря на все усилия географов, геологов и биологов, однозначного ответа на этот вопрос пока нет. Усилия в этой области в ближайшие годы будут, вероятно, сконцентрированы на анализе известных катастрофических событий в истории биосферы и оценке их последствий, с одной стороны, и на моделировании, направленном на выяснение ключевых особенностей функционирования и динамики биосферы - с другой. Как только они будут обнаружены, их необходимо использовать при создании будущих моделей планетарной системы.
В работах, в которых используют достижения термодинамики и синергетики, положение несколько лучше и можно говорить о диссипативной системе и бифуркационных потенциалах [4, 7, 8]. Наиболее известными примерами являются нестабильности в формировании североатлантических глубинных вод (NADW), континентальные муссоны, гигантские выбросы клатратов метана и "клапаны" солености, представленные проливами: Беринговом, Гибралтарском и Скаггераком. Актуален для географии дальнейший поиск таких сингулярностей [3, 4, 11]. Знание критических элементов планетарной структуры приведет к созданию такой программы исследований и мониторинга, которая позволит наблюдать предвестники зарождающихся фазовых переходов.
Практические работы в этом направлении должны быть направлены на обнаружение всех тех элементов планетарной системы, которые обеспечивает ее нелинейность: пороговых величин, узких мест и переключающих элементов. Знание таких элементов позволит географам исследовать чувствительность системы к критическим возмущениям, вызывающим определенную цикличность в ее поведении или даже появление новых режимов ее функционирования. Опасение того, что антропогенное воздействие может сильно искажать получаемые результаты, определяет срочность исследований в этой области.
Чрезвычайно важным становится временной аспект проблемы [5]. Страх перед возможными, часто надуманными изменениями приводит к разнообразным прогнозам о возможных катастрофических изменениях в масштабе нескольких десятилетий, что для изменения планетарной системы маловероятно. Тем не менее исследования последних лет указывают на то, что климатические изменения в прошлом, например, переходы от ледниковых периодов к межледниковым, происходили намного быстрее, чем это предполагалось ранее. Изучение характеристик режимов и временных шкал процессов естественной изменчивости окружающей среды на земле, несомнен-
но, представляет сейчас актуальную и принципиально важную задачу географии. Существенные достижения имеются здесь в области исследования кернов льда в полярных областях и колонок морских осадков. Индикаторы климатических изменений прошлых лет демонстрируют как синхронные корреляции, так и некоторые расхождения между регионами в зависимости от рассматриваемых переменных и временны х шкал. Однако изменений климата, затрагивающих только один регион, как правило, не наблюдается.
Временной аспект в географии важен не только при рассмотрении возможных катастрофических изменений, но и при анализе рутинных процессов, всегда протекающих в биосфере. Мы имеем в виду скорости, с которыми организмы влияют на абиотическую среду и контролируют ее самыми разнообразными способами. Изменение химического состава окружающей нас среды под влиянием деятельности человека, выведение новых видов растений и животных человеком, потери биоразнообразия и антропогенно обусловленная инвазия чужеродных видов, все это изменяет веками устоявшиеся темпы воздействия био-ты на абиотическую среду.
Факторы, определяющие состояние биосферы. Существование биоты на протяжении ~3.5 млрд. лет указывает на то, что планетарная система обладает такими свойствами саморегуляции, которые демпфировали все существенные ее возмущения экзогенного и эндогенного происхождения. Новыми явились факторы антропогенного происхождения, мощность которых возрастает, и они начинают оказывать непосредственное влияние не только на биосферу. Очевидно, что в современных условиях изучение подобных процессов в рамках только одной географии или геологии малоэффективно.
В то время как одни факторы сейчас широко исследуются из-за их кажущейся наглядности или актуальности, другие могут быть еще неосознанными. В отношении экологической стороны проблемы наиболее актуальными становятся, во-первых, классификация возмущений согласно амплитудам их воздействия, изменяющимся от полного отсутствия антропогенного эффекта до полного уничтожения рассматриваемого элемента планетарной системы, а во-вторых, понимание того, какие из этих факторов оказывают воздействие на функционирование системы, а какие просто воздействуют на устойчивость человеческой популяции или других видов без фундаментального изменения функционирования всей
системы1.
1 Даже гипотетическое изменение устойчивости человеческой популяции, приведшее к быстрому исчезновению последней, не приведет к принципиальным изменениям в функционировании биосферы.
Так как человек модифицирует во многих аспектах планетарную систему, то могут возникнуть возмущения на уровне всей системы благодаря синергизму между несколькими независимыми антропогенными изменениями. Более того, если некоторые формы антропогенной активности модифицируют те процессы в планетарной системе, которые определяют саморегуляцию [2, 9], то это может повлиять на эластичность системы к другим воздействиям человека, а также к возмущениям неантропогенного происхождения, таким, как изменения, связанные с солнечной активностью или с вулканической деятельностью.
Связи между возмущениями, вносимыми человеком, и особенностями функционирования этих систем изучаются, как правило, с помощью имеющихся сейчас достаточно косвенных методов. Поэтому крайне необходимо создание таких исследовательских методов, которые позволили бы прямо принять или опровер
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.