Биосфера, согласно учению академика В.И. Вернадского, представляет собой наружную оболочку Земли, включающую все живое вещество и область его распространения (среду обитания). Верхняя граница биосферы — защитный озоновый слой в атмосфере на высоте 20—25 км, выше которого жизнь невозможна ввиду воздействия ультрафиолетового излучения. Нижней границей биосферы являются: литосфера до глубины 3—5 км и гидросфера до глубины 11—12 км (рис. 1.3).

Компоненты биосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера — выполняют важнейшие функции по обеспечению жизни на Земле.

Биосфера возникла около 4,5 млрд лет назад и прошла несколько этапов эволюционного развития: от первоначального круговорота органического вещества к биологическому круговороту — непрерывному обмену веществом и энергией между живыми организмами и окружающей средой в течение всей жизни организмов и после их смерти.

Важнейшими компонентами биосферы являются:

Живое вещество (растения, животные, микроорганизмы);

Биогенное вещество органического происхождения (уголь, торф, почвенный гумус, нефть, мел, известняк и др.);

Косное вещество (горные породы неорганического происхождения);

Биокосное вещество (продукты распада и переработки горных пород живыми организмами).

По В.И. Вернадскому, живое вещество является носителем свободной энергии биосферы и связано с неживым веществом биогенной миграцией атомов. Биомасса сухого вещества живых организмов Земли, включающих около 500 тыс. видов растений и 1,5 млн видов животных, чрезвычайно велика и составляет, примерно, 2,4232*10 12 т. Ежегодный прирост живого вещества на Земле составляет около 8,8*10 11 т. Через эти живые организмы прошло большое количество элементов верхней части литосферы, атмосферы и гидросферы.

Важным во взаимоотношениях организмов является пищевой — трофический фактор (от греч. trophe — пища). Первичное органическое вещество создают зеленые растения {продуценты — производители), используя солнечную энергию. Они потребляют углекислый газ, воду, соли и выделяют кислород.

Потребителей (консументов) можно разделит на два порядка:

I — организмы, питающиеся растительной пищей;

II — организмы, питающиеся животной пищей.

Редуценты (восстановители) — организмы, питающиеся разлагающимися организмами, бактерии и грибы. Здесь особенно велика роль микроорганизмов, до конца разрушающих органические остатки и превращающих их в конечные продукты (минеральные соли, углекислый газ, воду, простейшие органические вещества), поступающие в почву и вновь потребляемые растениями.

Все животные и растения избирательны к составу пищи в зависимости от необходимости в тех или иных минеральных элементах. Животные и растения — необходимые факторы среды по отношению к другим животным и растениям, они взаимно необходимы.

Любой организм приспособлен к существованию в достаточно узких пределах изменения условий окружающей среды, причем выход параметров среды за сложившиеся границы влечет за собой угнетение жизнедеятельности данного вида или его гибель. Границы распространения организма (ареал) обусловлены соблюдением необходимых требований данного организма к условиям (факторам) среды. Каждый вид занимает то место, которое обусловлено его требованиями к территории, пище, воспроизводству и другими функциями организма. Эта совокупность параметров среды для обитания вида, место, занимаемое им в биосфере, называется экологической нишей. Все факторы в экологической нише взаимосвязаны: изменение одного из них влечет за собой изменение других.

Способность живых организмов адаптироваться к факторам среды характеризуется экологической валентностью, или пластичностью.

Живые организмы находятся в постоянном взаимодействии с окружающей средой, состоящей из множества меняющихся во времени и пространстве явлений, условий, элементов, называемых экологическими факторами среды. Это любые условия окружающей среды, оказывающие длительное или кратковременное влияние на живые организмы, реагирующие на эти влияния приспособительными реакциями. Они делятся на абиотические (факторы неживой природы) и биотические (факторы живой природы). Принятый сегодня вариант классификации экологических факторов среды представлен в табл. 1.2.

Характеристики основных абиотических факторов, которые необходимо учитывать при реставрации памятников архитектуры, приведены в Приложении 1.1. Это состав атмосферы; соотношение баллов 12-ти бальной сейсмической шкалы с магнитудой землетрясений; сейсмическая шкала; шкала силы ветра.

Биотические экологические факторы определяют взаимоотношения организмов. Указанные факторы в этом случае называют трофическими, т.е. пищевыми.

Экологические факторы под действием вновь полученных химических веществ, которых нет в природе, и техногенных компонентов, созданных человеком, сильно изменены. Появляются вещества-загрязнители, что приводит к нарушению сапрофитного (поддерживающего равновесие в экосистеме) взаимодействия в природной среде. Это часто сопровождается гибелью животных, растений, приводит к нарушению функций, гибели всего живого и опустыниванию земли. Преобладающими видами в микробиоте становятся патогенные микроорганизмы, которые можно отнести к биологическим загрязнителям. Негативно изменяется состав атмосферы, повышается агрессивность подземных и грунтовых вод. На планете наблюдаются потепление, нарушение озонового слоя, учащаются кислотные дожди.

Все перечисленные факторы оказывают влияние не только на живые организмы (в том числе и человека), но и на памятники, и неучет даже одного из них может сказаться на качестве реставрации и даже привести к гибели памятника.

Живые организмы в природе существуют в виде популяций — исторически сложившихся естественных совокупностей особей данного вида, связанных взаимоотношениями и адаптацией в условиях определенного района или иного места обитания (биотопа). В естественных природных условиях численность и плотность популяции неслучайны, они определяются регулирующими (управляющими) экологическими факторами. Способность среды поддерживать нормальную жизнедеятельность организма или популяции называется емкостью экоси стемы.

Экологическая система (экосистема) — это совокупность взаимосвязанных и взаимозависимых совместно обитающих различных видов организмов и условий их существования. В экосистеме связаны биоценоз (сообщество совместно живущих организмов) и биотоп (среда обитания). Основные типы природных экосистем на Земном шаре перечислены на рис. 1.4.

Академик В.Н. Сукачев предложил понятие биогеоценоз (от греч. биос — жизнь, Гея — Земля, ценоз — общий) — природная система живых организмов и окружающей их абиотической среды, связанная обменом — веществами, энергией и информацией. Сейчас термины «экосистема» и «биогеоценоз» принято считать практически синонимами.

В состав биогеоценоза входят:

Растительный компонент (фитоценоз);

Животный компонент (зооценоз);

Микроорганизмы (микробиоценоз);

Почва и почвенно-грунтовые воды, во взаимодействии с растительным, животным компонентами и микроорганизмами образующие эдафотоп;

Атмосфера, которая, взаимодействуя с другими компонентами, образует климатоп;

Неживая природа, представляющая собой косное вещество — экотоп.

Таким образом, биогеоценоз — пространственно обособленная, целостная элементарная единица биосферы, все компоненты которой тесно связаны между собой. Основными компонентами биогеоценоза являются три группы организмов — растения, животные и микробы, с помощью которых вещества движутся от одного компонента к другому, отражая известную общую закономерность круговорота веществ в природе.

Экологические компоненты биогеоценоза (или ландшафта, или средообразующие компоненты) в экологии рассматриваются как основные материально-энергетические составляющие экологических систем. К ним, по Н.Ф. Реймерсу (рис 1.5.), относятся: энергия, газовый состав (атмосфера), вода (жидкая составляющая), почвосубстрат, автотрофы-продуценты (растения) и организмы — гетеротрофы (консументы и редуценты). Сегодня к этому перечню экологических компонентов прибавляют информацию.

В то же время все экологические компоненты являются природными ресурсами, качество которых определяет качество жизни человека, а антропогенное нарушение взаимодействий между ними может это качество снизить.

В реальных экосистемах круговорот обычно бывает незамкнутым, так как часть веществ уходит за пределы экосистемы, а часть поступает извне. Но в целом принцип круговорота в природе сохраняется. Более простые экосистемы объединены в общую планетарную экосистему (биосферу), в которой круговорот веществ проявляется в полной мере — жизнь на Земле возникла миллиарды лет назад, и если бы не было замкнутого потока необходимых для жизни веществ, их запасы давно исчерпались бы и жизнь прекратилась.

Вмешательство человека отрицательно влияет на процессы круговорота. Например, вырубка лесов или нарушение процессов ассимиляции веществ растениями в результате загрязнений приводят к снижению интенсивности усвоения углерода. Избыток органических элементов в воде, возникающий под действием промышленных стоков, вызывает загнивание водоемов и перерасход растворенного в воде кислорода, что исключает возможность развития здесь аэробных (потребляющих кислород) бактерий. Сжигая ископаемое топливо, фиксируя атмосферный азот в продуктах производства, связывая фосфор в синтетических моющих средствах человек нарушает круговорот этих элементов.

Круговорот веществ в природе подразумевает общую согласованность места, времени и скоростей процессов, идущих на разных уровнях — от популяции до биосферы. Такую согласованность явлений природы называют экологическим равновесием; это равновесие подвижное, динамическое.

В экологической системе (без вмешательства человека) поддерживается равновесие, исключающее необратимое уничтожение тех или иных звеньев в трофических цепях. Человек в процессе своей деятельности постоянно воздействует на экосистему в целом, а также на ее отдельные звенья. Это может проявляться в виде введения в экосистему новых компонентов, в том числе загрязняющих веществ, либо уничтожения отдельных компонентов (отстрел животных, вырубка лесов и т.д.). Не всегда и не сразу эти воздействия ведут к распаду всей системы, нарушению ее стабильности. Но сохранение системы не означает, что она осталась неизменной. Система трансформируется, и оценить количество и направление возникших изменений крайне сложно.

В результате производственной деятельности человека возник новый процесс обмена веществ и энергией между природой и обществом (при сохранении биологического обмена) — антропогенный обмен, который существенно изменяет общепланетарный круговорот веществ, резко ускоряя его. Антропогенный обмен отличается от биотического круговорота своей незамкнутостью, он носит открытый характер. На входе антропогенного обмена находятся природные ресурсы, а на выходе — производственные и бытовые отходы. Экологическое несовершенство антропогенного обмена заключается в том, что коэффициент полезного использования природных ресурсов, как правило, чрезвычайно низок, а отходы производства загрязняют природную среду. Более того, многие из них не разлагаются до природного состояния. Масштабы и скорость антропогенного обмена резко возрастают, вызывая заметное напряжение в биосфере.

На последнем этапе развития биосферы в мощную силу превратилась человеческая деятельность, необратимо и целенаправленно меняющая природную среду. Сформировалась биотехносфера — следствие социального и научно-технического развития человечества. Взаимоотношения между природой и человеком во многих случаях несбалансированы, ведут к угнетению окружающей среды (в частности, разрушению среды архитектурно-исторической), что может привести к деградации биосферы.

Сформированную строителями новую систему можно назвать природно-техногенной (ПТС). Процесс ее формирования, если он не откорректирован в соответствии с экологическими компонентами (другими словами, в соответствии с законами развития экосистемы), как правило, приводит к нарушению естествен-

ных взаимодействий в природной системе, в основном, за счет привнесения в нее «чуждых» компонентов, которые могут быть восприняты экосистемой как загрязнители. Недоучет этих взаимодействий при осуществлении строительной деятельности недопустим, так как он приводит к снижению качества строительства и ухудшает качество среды проживания.

Экологически необоснованная деятельность строителей и реставраторов наносит невосполнимый ущерб природному ландшафту и информационному компоненту экосистемы. Как отмечает Пруцын О.И., происходит разрушение архитектурно-исторической среды*: «Нарушается силуэтность пространственных композиций, гармоничная соподчиненность всего построения, ансамблевое единство. Силуэтность и пропорциональность, достигнутые в историческом периоде, необходимо полностью сохранить, ибо, благодаря классическим соотношениям они могут легко сочетаться с любой предстоящей застройкой».

Не следует забывать, что ландшафт — это всеобъемлющая и вневременная реальность, в которой существовал человек в доурбанистическую эпоху. Именно безукоризненное чувство ландшафта было присуще людям в прошлые века, когда постройки срастались с природным окружением. Архитектура прошлого и сегодня представляет собой школу мастерства зодчества и градостроительства на Руси. Уже начиная с XI в. власти города обязывали застройщиков соблюдать градостроительные правила и законы, регулирующие взаимосвязь между архитектурой и природой. На Руси с XI в. действовал византийский «Закон градский», записанный в кормчих книгах**. Среди его положений были, например, такие: «Только тогда здание можно увидеть по-настоящему, когда оно располагается на стройном месте. Прежде чем строить, осмотри внимательно местность. Выбери такое место, чтобы здание не мешало природе». Или такие: «...повелеваем, чтобы обновляющий ветхий двор не отнимал у соседа света и не лишал его их вида, не изменял первоначального образа»; «...не загораживай насильственно вида соседу, если он прямо видит море, стоя на своем дворе». И сегодня в строительной и реставрационной деятельности основополагающей должна стать «природная» логика.

На этапе развития разумного отношения к сохранению природы должно произойти постепенное превращение биотехносферы в ноосферу — сферу разума, которая, по В.И Вернадскому, является неизбежным и закономерным этапом развития биосферы.

Доказательством начала такого превращения является принятая ООН концепция «устойчивого развития», «устойчивого строительства», «устойчивой реставрации», напрямую связанная с понятием «устойчивость экологическая». Последняя подразумевает способность экосистемы сохранять свою структуру и функциональные особенности при воздействии внешних факторов. Нередко «устойчивость экологическая» рассматривается как синоним экологической стабильности.

Ниже рассмотрены основные понятия и требования, относящиеся к категории экологической устойчивости. Их понимание необходимо для решения актуальных задач природопользования в сферах строительной и реставрационной деятельности, создания комфортной среды проживания и определения стратегии деятельности в сфере «устойчивого развития», «устойчивого строительства», «устойчивой реставрации».

* Пруцын О., Рымашевский Б., Борусевич В. Архитектурно-историческая среда. — М.: Стройиздат, 1990.

** Алферова Г.В. Кормчая книга как ценнейший источник древнерусского градостроительного искусства//Византийский временник, 1973. - Т. 35.

Учение о биосфере Земли - одно из крупнейших и наиболее интересных обобщений современного естествознания. Оно является научной основой для исследования природных объектов и комплексного подхода при организации современного производства.
Жизнь на планете протекает и развивается лишь в тонком слое атмосферы, гидросферы и литосферы. Вот эту тонкую земную оболочку, населенную организмами, принято называть биосферой.
Биосфера - область «жизни», пространство на поверхности земного шара, в котором обитают живые существа.
Величие В.И. Вернадского в том, что он впервые понял и научно обосновал единство человека и биосферы.
Владимир Иванович Вернадский (1863-1945) - крупный отечественный ученый, минералог и кристаллограф, один из основоположников геохимии и биогеохимии.
Суть этого учения : биосфера - это качественно своеобразная оболочка Земли, развитие которой в значительной мере определяется деятельностью живых организмов.

Основные положения учения В.И. Вернадского о биосфере .
Прежде всего, В.И. Вернадский определил пространство, охватываемое биосферой Земли. Биосфера (греч. «биос» - жизнь; «сфера» - шар) - оболочка Земли, в которой развивается жизнь разнообразных организмов, населяющих поверхность суши, почву, нижние слои атмосферы, гидросферу.
Планета Земля характеризуется наличием трех поверхностных геосфер - гидросферы, литосферы, атмосферы.
Гидросфера , или водная оболочка Земли, представлена океанами, морями, озерами, реками и искусственными водоемами. Водная оболочка покрывает около 71% поверхности земного шара, наибольшая глубина в западной части Тихого океана достигает 11,5 км (Марианская впадина).
Литосфера , или земная кора, представляет собой внешнюю твердую оболочку земного шара мощностью в несколько десятков километров. В контексте биосферы под литосферой обычно понимают только поверхностную ее часть - почву.
Атмосфера , или воздушная оболочка, состоит из нескольких слоев: тропосферы до 15 км высоты над поверхностью Земли; стратосферы, с озоновым экраном, простирающейся до 100 км высоты; ионосферы, представляющей слой разреженного газа, высотой до 500 км.
Биосфера включает в себя:
1) Живые организмы (растения, животные, микроорганизмы).
2) Тропосфера (нижний слой атмосферы).
3) Гидросфера (океаны, моря, реки и т.д.).
4) Литосфера (верхняя часть земной коры).

Возраст биосферы приблизительно 4 млрд. лет.

Схема строения биосферы
Вернадский различал следующие категории веществ:
1) живое вещество - совокупность живых организмов, населяющих биосферу, (от простейших вирусов до человека), характеризуется химическим составом, массой, энергией, информацией; трансформирует солнечную энергию и вовлекает неорганическую материю в непрерывный круговорот). Живое вещество - «функция биосферы», а биосфера - результат развития живого веществ.
2) биогенное вещество - продукты жизнедеятельности живых организмов (каменный уголь, нефть, торф, мел);
3) биокосное вещество - продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами (почвы, ил, природные воды). Имеет минеральную основу, которая коренным образом преобразована жизнедеятельностью организмов (почвенный покров, воздух, вода).
4) косное вещество - все, что не имело связи с живым (застывшая лава, вулканический пепел).
5) Радиоактивные вещества, получающиеся в результате распада радиоактивных элементов (радий, уран, торий и т.д.).
6) Рассеянные атомы (химические элементы), находящиеся в земной коре в рассеянном состоянии.
7) Вещество космического происхождения - метеориты, протоны, нейтроны, электроны.
В пределах биосферы существуют 4 среды жизни: две мертвые (вода, воздух), одна биокосная (почва) и одна живая (организм).
Процессы, протекающие в экосистеме (число живых организмов, скорость их развития и т.п.), зависят от количества энергии, поступающей в экосистему, и от циркуляции веществ в экосистеме. Биосфера является энергетически незамкнутой системой, в которой идет поглощение энергии из внешней среды.
Живое вещество нашей планеты существует в виде огромного множества организмов разнообразных форм и размеров. В настоящее время на Земле существует более 2 млн. организмов, из них 0,5 - растения, 1,5 - растения и микроорганизмы (из них 1 млн. насекомых).
Основной особенностью живого существа является, кроме клеточной деятельности и передачи информации, способ использования энергии. Живые существа улавливают энергию космоса в виде солнечного света, удерживают ее в виде энергии сложных органических соединений (биомасса), передают ее друг другу и трансформируют в другие виды энергии (механическую, электрическую, тепловую). Неживые вещества преимущественно рассеивают энергию.
Живое вещество, биосфера, преобразует энергию Солнца в свободную энергию, способную совершать работу. Работа, производимая жизнью, состоит в переносе и перераспределении химических элементов в биосфере.
Все почвы и минералы поверхности (чернозем, глина, известняк, руда, месторождение углей и нефти) образовались под воздействием жизни.
Преобразование энергии в организмах основано на разнице температуры и других принципах. Живые существа следует рассматривать как химические машины, где химическая энергия преобразуется в другие виды энергии.
Особенности функционирования живых существ :
способность к самовоспроизведению;
способность образования полимерных оболочек, ограждающих живое вещество от косной среды;
способность аккумулировать и передавать химическую
энергию, а также осуществлять химические реакции в нормальных условиях температуры и давления без образования побочных продуктов. Жизнь на Земле идеально экологична.
Основой динамического равновесия и устойчивости биосферы являются кругооборот веществ и превращение энергии.

Круговорот веществ в биосфере

Основной принцип функционирования экосистем - получение ресурсов и избавление от отходов происходит в рамках круговорота всех элементов.
Рассмотрим такой круговорот для основных компонентов, входящих в состав биосферы.

Круговорот углерода

Для примера рассмотрим круговорот углерода. В атмосфере запасы углерода в виде СО2 невелики, в земной коре они присутствуют в виде ископаемого топлива. Когда около 2 млрд лет назад на Земле появилась жизнь, атмосфера в основном состояла из СО2. Первые организмы были анаэробными, т.е. жили в отсутствие кислорода. Накопление кислорода обусловлено существованием зеленых растений. Сейчас его запасы на Земле оцениваются в 1,6-105т. Эту массу зеленые растения могут создать за 10 тыс. лет. Поступивший в атмосферу по разным причинам углерод усваивается зелеными растениями, выделяющими в процессе своей жизнедеятельности кислород. А в результате потребления животными органических соединений происходит окисление органических веществ до углекислого газа, который поступает в атмосферу. Иными словами, углерод - главный участник биотического круговорота. Человек активно вмешивается в этот круговорот, что может в ближайшие 100 лет привести к изменениям климата, подъему океана, уменьшению количества кислорода в составе атмосферы и пр.

Круговорот серы

Сера преобразуется в различные соединения и циркулирует в биосфере. Из природных источников она попадает в атмосферу в следующем виде:
сероводород (H2S) - бесцветный, дурно пахнущий ядовитый газ - при извержении вулканов, при разложении органических веществ в болотах и затапливаемых приливами низинах;
диоксид серы (SO;) - бесцветный, удушливый газ при извержении вулканов;
частицы сульфатных солей (например, сульфат аммония) - из мельчайших брызг океанической воды.
Около трети всех соединений серы и 99 % диоксида серы, попадающих в атмосферу, имеют антропогенное происхождение. Сжигание серосодержащих углей и нефти для производства электроэнергии дает примерно две трети всех антропогенных выбросов двуокиси серы в атмосферу. Остальная треть приходится на такие технологические процессы, как переработка нефти, выплавка металлов из серосодержащих медных, свинцовых и цинковых руд.
В атмосфере двуокись серы окисляется кислородом до газообразного триоксида серы, который при реакции с водяным паром образует мельчайшие капельки серной кислоты (H2SO4). Взаимодействуя с другими атмосферными компонентами, триоксид серы может образовывать мельчайшие частицы сульфатных солей. Серная кислота и сульфатные соли вносят свой вклад в образование кислотных осадков, нарушающих жизнедеятельность лесных и водных экосистем.

Круговорот воды

Гидрологический цикл, в процессе которого происходит накопление, очистка и перераспределение планетарного запаса воды, состоит в следующем. Солнечная энергия и земное притяжение непрерывно перемещают воду между океанами, атмосферой, сушей и живыми организмами. Важнейшими процессами этого круговорота являются испарение, конденсация, осадки и сток воды назад в море для возобновления цикла.
Под воздействием поступающей солнечной энергии вода испаряется с поверхности океанов, рек, озер, почв и растений и поступает в атмосферу. Ветры и воздушные массы переносят водяной пар в различные районы Земли. Понижение температуры в отдельных частях атмосферы приводит к конденсации водяного пара, образованию облаков и туманов и выпадению атмосферных осадков.
Часть пресной воды возвращается на поверхность земли в виде осадков, замерзает в ледниках. Однако в основном она заполняет понижения и ложбины и стекает в ближайшие озера, ручьи и реки, которые несут ее назад в океан, тем самым, замыкая кольцо круговорота. Такой сток пресных вод с поверхности суши вызывает также эрозию почв, которая приводит к перемещению различных химических веществ в рамках других биогеохимических циклов.
Значительная часть возвращаемой на сушу воды просачивается глубоко в фунт. Там происходит накопление фунтовых вод в водоносных горизонтах - подземных резервуарах. Подземные источники и водотоки в итоге возвращают воду на поверхность суши и в реки, озера, ручьи, откуда она вновь испаряется или стекает в океан. Однако циркуляция подземных вод происходит несравнимо медленнее, чем циркуляция поверхностных и атмосферных вод.

Эволюция биосферы

Итак, в процессе развития биосферы выделяют 3 уровня:
1) Биосфера (где человек воздействовал на природу незначительно).
2) Биотехносфера
Техносфера представляет собой совокупность искусственных объектов, созданных целенаправленной деятельностью человека, и природных объектов, измененных этой деятельностью. Современная биосфера - это результат длительной эволюции органического мира и неживой природы. Человеческое общество - это один из этапов развития жизни на Земле. Деятельность человека следует рассматривать как составную часть биосферы. Техника - это качественно новый этап ее развития. Возникает вопрос - каким путем пойдет развитие человека и биосферы в будущем, какими средствами избежать необратимых последствий в природе. Предотвратить изменения невозможно. Очевидно, что следует научиться управлять процессами между человеком и природой так, чтобы они были взаимовыгодны.
3) Ноосфера - сфера разума.
Это понятие ввел французский математик и философ Ле-Руа в 1927 году, а обосновал Вернадский в 1944 г. Это высшая стадия развития биосферы, когда разумная деятельность человека становится главным, определяющим фактором развития. В ноосфере человек становится крупной геологической силой, он перестраивает своим трудом и мыслью область своей жизни. Человек неразрывно связан с биосферой, уйти из нее не может. Его существование - есть функция биосферы, которую он неизбежно изменяет.

Сказка о янтаре и предчувствие биосферы

Более 200 лет назад Ломоносов высказал мысль, характеризующую основную установку натуралиста, который, «представляя себе великое пространство, хитрое строение и красоту всея твари, с некоторым священным ужасом и благоговейною любовию почитает Создателеву бесконечную премудрость и силу».

Важна тут не ссылка на Создателя, поскольку Ломоносов в природных явлениях видел проявление великого творчества природы Земли и Космоса. Важен смысл: натуралист должен уметь созерцать Природу «с некоторым священным ужасом и благоговейною любовию».

Да, нашу земную Природу надо знать, постигать и любить. Новейший завет человеку: полюби биосферу как самого себя; заботься о своем обитаемом космическом доме как о себе самом, ибо от его состояния зависит наша судьба.

Именно такое отношение к Природе во многом и предопределило замечательные научные прозрения Ломоносова. В его научных трудах с удивлением обнаруживаешь истоки учения о геологической деятельности живых организмов и биосфере как среде жизни - учения, впервые наиболее основательно разработанного в начале XX века В.И. Вернадским и А.Е. Ферсманом…

Впрочем, следует начать с научной сказки.

В трактате «О слоях земных» Ломоносов привел рассказ малой букашки, обитавшей в незапамятные времена. Приведу эту историю, чуть отредактировав, для легкости чтения придав некоторым архаичным словам и выражениям современный вид, а также выделив абзацы.

Пользуясь летнею теплотою и сиянием солнечным, гуляли мы по роскошным блажным растениям, искали и собирали все, что служит к нашему пропитанию. Услаждались между собою прелестью благо текущего бремени и, следуя разным благобонным запахам, ползали и летали по трабам, листам и деревьям, не опасаясь от них никакой напасти.

И так садились мы на истекшую из дереву жидкую смолу, которая нас привязав к себе липкостью, пленила и, беспрестанно изливаясь, покрыла полностью. Потом от землетрясения опустившееся лесное наше место вылившимся морем покрылось: деревья ниспроверглись, илом и песком покрылись, вместе со смолою и с нами; где долготою времени минеральные соки в смолу проникли, дали большую твердость, и в янтарь претворили, в котором мы получили гробницы великолепнее, нежели знатные и богатые на свете люди иметь могут.

В рудные жилы пришли мы не иначе и не в другое время, как находящееся с нами окаменелое дерево.

Казалось бы, что в этой сказке особенного? Очевидные идеи, научно-популярное сочинение. А это - научное открытие с далекоидущими следствиями, широкими обобщениями глобального масштаба.

Вот что предваряет сказку: «При сем случае не могу преминуть рассуждения, откуда янтарь принял свое начало. Ибо хотя мое намерение единственно простирается к слоям земным; и сие прибавление не может вместить в себе подробного описания вещей в земле находящихся; однако сия материя утомляет рассуждения и не последних мещан ученого общества; из коих большая часть почитают янтарь за подлинное минеральное тело».

Именно такое мнение преобладало в эпоху Ломоносова. И это было вынужденное, можно сказать, мнение; его навязали научному сообществу богословы и традиция европейского Средневековья (тем более что многие из ученых Возрождения и начала Просвещения были священнослужителями). Как мы знаем, сказывались представления о времени от Сотворения Мира, исчисляемого в тысячелетиях, и предания о Всемирном потопе.

Ломоносов привел убедительный довод в пользу правдивости своей сказки: «Мне кажется довольно бы противное тому доказать могли в янтаре включенные… мухи, бабочки, стрекозы мелкие, пауки, муравьи, всякого рода букашки и притом листы и сучки мелочных растений».

Казалось бы, дальнейших доказательств не требуется. «Однако несмотря на то, - продолжал он, - почти все за лучших почитаемые на свете Минерографы пишут, что янтарь произошел в земном недре из соединения кислоты, коя содержится в сере, с земляными и маслеными частицами. Сему первое и легкое опровержение их мнения навстречу поставлю, что еще не един Химик из серной кислоты, из горючей какой-нибудь горной материи и из земли янтаря не составил, и по всему знанию и опытам Химическим видно, что быть тому не можно».

Возможно, он проводил соответствующие опыты или читал о них в научной литературе. Он сообщил, что искусственный янтарь делают обычно из прозрачной смолы с примесью некоторых других веществ. И напоминает, что янтарь находят на морских отмелях Прусского побережья после сильных ветров. Выбрасывают его волны не из морских глубин, а вымывают из прибрежных горных пород. Здесь же находят и обломки окаменелых деревьев.

В Карпатских горах тоже находят янтарь в осадочных слоях и также вместе с окаменелыми деревьями. В Италии случается янтарь в местах, где добывают нефть, а она происходит из каменных углей, в которых встречаются обугленные стволы деревьев.

«Все сие показывает, - заключает он, - что янтарь есть происхождение царства растений… Зажженный янтарь дает благовонной дым как смола кипарисная, и в Российских поморских краях, где его находят, называют морским ладаном. Химические опыты разделяют его на горючее масло, на летучую кислую сухую соль, оставляя в реторте несколько земли, и показывая при перегонке воды не много. Все сие не объявляет в нем никакой минеральной грубости».

Сказка о янтаре поучительна и в методическом смысле. Ломоносов учит понимать азбуку каменной летописи в наиболее простых проявлениях, ибо замурованные в драгоценном прозрачном саркофаге мелкие букашки, можно сказать, говорят сами за себя.

Учтем: когда Ломоносов писал о погружении земной поверхности в результате землетрясений, то имел в виду неощутимые человеком медленные движения. И еще. Рассказав о происхождении янтаря, он сделал обобщение: минеральные тела, в частности металлы, не являются первородной или первозданной материей, а постоянно рождаются в земной коре.

Этим он выступил - пусть не явно - против принятого многими не только обывателями или богословами, но и учеными догмы о творении из ничего земной тверди. Ему было совершенно ясно, что невозможно объяснить с религиозных позиций строение земной коры и происхождение не только янтаря, но и других полезных ископаемых, а также слоев горных пород, некогда отложившихся в море, затем окаменевших и поднятых на поверхность в виде гор и холмов.

(Прославленный философ Вольтер осмеивал такие взгляды, считая, что окаменелые остатки морских организмов оставили в Альпах паломники, шедшие из Палестины и набравшие эти образцы на побережье Средиземного моря.)

…Рудознатцы, горняки, занятые практическими работами, старались не задумываться над сложными теоретическими, как им казалось, загадками происхождения минеральных тел и залежей полезных ископаемых. Тем более избегали они противоречий с традиционными, усвоенными с детства религиозными истинами.

По утверждению Ломоносова, окаменелости и отпечатки некогда живших существ, находимые в разных горных породах, погибли от разных причин, которые действуют на Земле постоянно. Изучая ископаемые остатки, можно восстановить природные условия, в которых они жили. Эти находки свидетельствуют о том, что «великую перемену на земной поверхности» производят наводнения и потопы. Одни «потопления» происходят «от избытку воздушной воды, то есть от сильных и чрезвычайных дождей и крутого растаяния снегу, другие от морей и озер, преступающих берегов своих пределы».

Во втором случае сказываются «земные трясения» или «нечувствительные и долговременные земной поверхности понижения и повышения». Подобные изменения повторялись множество раз в истории Земли и незаметно происходят теперь. Различие возраста горных пород с окаменелостями можно выяснить, изучая чередование слоев, в которых они находятся, а их последовательность видна в колодцах, шахтах и особенно в обрывах по берегам рек.

«Такое воззрение на происхождение окаменелостей, - считал Вернадский, - не было для Ломоносова простым случайным замечанием. Оно было тесно связано с его общим представлением о жизни нашей планеты, и, сколько мне известно, блестящая, хотя не совсем верная концепция Ломоносова не имеет прямых предшественников. Он придавал огромное значение органическому миру в жизни нашей планеты».

Придавая огромное значение «подземному огню», Ломоносов с удивительной проницательностью отмечал важную роль органического мира в жизни нашей планеты. Из продуктов переработки преимущественно растительных остатков происходят, по его мнению, торф, бурые и каменные угли. Последние образуются из торфа медленным превращением его в уголь в земных глубинах благодаря высокой температуре внутренности Земли.

…Помню, четыре десятилетия назад я беседовал с видным советским геологом Н.Б. Вассоевичем, автором теории происхождения нефти и горючего газа в условиях биосферы. Вдруг он достал одну из множества лежащих на его письменном столе книг, нашел нужную страницу и прочел: «Между тем выгоняется подземным жаром из приуготовляющихся каменных углей оная бурая и черная масляная материя и вступает в разные расселины и полости, сухие и влажные, водами наполненные…

И сие есть рождение жидких разного сорта горючих и сухих затверделых материй, каковы суть каменное масло, жидовская смола (асфальт. - Р.Б.), нефть, гагат и сим подобные, которые хотя чистотою разнятся, однако из одного начала происходят. Известно из химических опытов, что таких жирных материй перегонка, когда крутым огнем производится, масло выходит черно и густо, напротив того, от легкого огня выходит оное светло и прозрачно».

Это сказал Ломоносов, - торжественно произнес Николай Брониславович. - Вот кто первым постиг тайну происхождения нефти!

Да, и тут Ломоносов был первым. Он пояснял: «По тихим подземного горения действием подняться должна… самая тонкая материя» и, скопившись в «какой-нибудь теплой полости», перерабатывается «вторичным действием, кое Химики ректификациею называют».

Если не обращать внимания на некоторые старинные слова и выражения, то идея Михаила Васильевича вполне отвечает современным воззрениям.

Кто-то может припомнить, что в середине XIX века возникла гипотеза неорганического происхождения нефти, поддержанная авторитетом Д.И. Менделеева. Она не опровергнута до сих пор. Однако если при определенных условиях «неорганическая нефть» образуется в малом количестве, то более или менее значительные залежи нефти и газа обязаны своим происхождением комплексу факторов, а прежде всего переработке органического материала биосферы.

«Я не знаю ни одной теории XVIII столетия, - писал Вернадский, - которая могла бы быть поставлена наряду с этими воззрениями Ломоносова. Точно так же органического происхождения, по его мнению, янтарь - окаменелая смола деревьев. Переходя к еще более близким предметам, он первым затрагивает происхождение чернозема и считает его за продукт гниения наземной растительности, древесной и травяной, отчасти и животных. Точно так же продуктом разрушения организованного мира (главным образом чернозема) он считает органическое вещество шиферов и глин».

Может показаться странным, что когда-то ученые не догадывались об органическом происхождении янтаря и почв. Если не ошибаюсь, еще в Античности было высказано предположение, что янтарь - окаменевшая смола. Но тогда же считали горный хрусталь (кварц) окаменевшим льдом. Все это были предположения, без какого-то ни было обоснования.

«Таким образом, - продолжал Вернадский, - он всюду видит остатки организмов. Их кости и отпечатки превратились в окаменелости, изменили свое вещество, сохранив форму, а бывшее в них не вполне сгоревшее тело дало огромные отложения нефти, каменного угля, торфа, чернозема».

И еще одно замечание Вернадского: «Среди многочисленных космогоний XVIII столетия космологические воззрения Ломоносова во многом оригинальны, так как он всюду принимал во внимание химические факторы, тогда как большинство космогонии основывалось главным образом на механике и физике».

Заметим: в последние полвека в научном сообществе наиболее популярны теории происхождения Вселенной, строения материи, развития Земли, эволюции Жизни и Разума, основанные на данных физико-математических наук.

Учение о биосфере отодвинуто на второй план, а на первый вышли технические науки, удовлетворяющие безмерно растущие материальные потребности наиболее обеспеченных групп населения. И если со времен Ломоносова технические достижения поистине фантастичны, то в познании родной природы Земли успехи невелики, а за последние десятилетия и вовсе ничтожны. Человечество ускоренно разрушает и загрязняет среду жизни. Тем самым подрываются основы нашего бытия.

У Ломоносова, конечно же, сохранялись элементы механистического мировоззрения. Отчасти это оправдано (вспомним приведенное выше суждение Иммануила Канта). Но самое главное: он сознавал величие и непостижимую сложность земной природы, живых организмов. Благоговение перед Природой - такой была основа его мировоззрения (в начале XX века этот принцип экологии провозгласил замечательный немецкий мыслитель Альберт Швейцер).