Современная
биосфера находится под массированным антропогенным воздействием. Это
воздействие осуществляется на протяжении значительной части
человеческой истории, но в течение последних двух столетий (эпоха
индустриальной цивилизации) многократно усилилось и привело к
существенным количественным и качественным изменениям биосферы.
Человеческая цивилизация обусловила появление на планете новой
глобальной материальной системы в виде многослойной насыщенной сферы искусственно созданных объектов.
Планета
окружена огромным, простирающимся на миллиарды километров и уникальным
в Галактике ореолом модулированных (несущих информацию) радиоволн
разных диапазонов от множества источников. У поверхности Земли этот
ореол достиг необычайной плотности — люди говорят.
В
околоземном космическом пространстве по орбитам движутся тысячи
действующих и отработавших искусственных спутников, разгонные ступени
ракет, другие объекты. Часть аппаратов выполняет исследования в
пределах Солнечной системы. В атмосфере постоянно перемещаются тысячи
летательных аппаратов; планета опутана сетью авиатрасс — люди летают.
На
поверхности суши простираются пространства возделанных земель,
преобразованных и искусственных ландшафтов, расположились гигантские
города, огромное число населенных пунктов, сооружений, полигонов,
аэродромов, площадок и дорог с искусственным покрытием, железных дорог и
других коммуникаций с паутиной линий электропередач и
воздушно-проводной связи — люди производят.
Колоссальные
массы перемешенных, обработанных и преобразованных горных пород —
камня, глины, асфальта, бетона, стекла, металлов — образуют
многочисленные скопления на поверхности планеты. Несметное количество
различных топок, труб, реакторов, машин и механизмов заполняют
планетарную среду химическими, тепловыми, радиационными,
электромагнитными и акустическими эмиссиями. Все это излучает,
испускает, пахнет, вибрирует, шумит — люди мусорят.
То тут, то там происходят большие и малые аварии, раздаются взрывы, звучат выстрелы - люди воюют.
В разных направлениях и с разными скоростями по земле и воде перемещаются миллионы различных транспортных средств - люди ездят, катаются.
По
земле разбросаны многочисленные отвалы пустой породы, терриконы,
свалки, развалины. В земле скрыты горные выработки, шахты, рудники,
скважины, сети кабелей и трубопроводов, древние культурные слои и
захоронения — люди роют Землю.
Полный жизни океан
содержит множество искусственных предметов от плавающего мусора до
гигантских танкеров, авианосцев, подводных лодок. Водные пространства
пересекают трассы морских путей; дно океана усеяно останками кораблей.
На континентальных водоемах — плотины, водохранилища и другие
гидросооружения; бассейны рек испещрены каналами и оросительными
системами. Одним словом, люди активно расширяют свою экологическую нишу, создавая техносферу. Глобальная совокупность продуктов технической цивилизации именуется техносферой.
Техносфера
это планетарное пространство, находящееся под воздействием
инструментальной и технической производственной деятельности людей и
занятое продуктами этой деятельности.
В 1936 г. академик А.Е. Ферсман назвал техногенезом
процессы изменений поверхности Земли под влиянием производственной
деятельности людей. Позднее Р.К. Баландин (1982) расширил понятие
техногенеза и его производное обозначил как техносферу.
Техносфера
возникла в процессе нескольких тысячелетий техногенеза. К ней в равной
мере относятся и первый костер, зажженный человеком, и Чернобыль,
дротик первобытного охотника и баллистические ракеты, египетские
пирамиды и небоскребы Манхэттена, оросительные каналы шумеров и
Асуанская плотина, идолы острова Пасхи и статуя Свободы в Нью-Йорке.
Техногенез
выступает как материальное слагаемое истории человечества. С
экологической точки зрения это последний по времени этап эволюции,
обусловленный деятельностью человека и вносящий в природу Земли
вещества, силы и процессы, которые, в конечном счете, изменяют и
нарушают равновесное функционирование биосферы и замкнутость
биотического круговорота.
В «Экологическом энциклопедическом словаре» (1999) техносфера
определяется как часть биосферы разрушенная и коренным образом
преобразованная людьми с помощью прямого или косвенного воздействия
технических и техногенных объектов (здания, дороги, механизмы,
предприятия и т.п.) в целях наилучшего соответствия
социально-экономическим (но не экологическим) потребностям
человечества.
Однако называть техносферу частью биосферы можно
только в ограниченном смысле. Действительно, техносферу создал человек -
порождение биосферы. Техносферой занято значительное пространство,
принадлежавшее ранее биоте биосферы. Человек взял под контроль и, по
существу, включил в состав техносферы несколько сотен видов растений и
животных. Однако значительная часть современной техносферы — это
совершенно новое надприродное образование, генетически не связанное с
законами биосферы. В целом техносфера — грандиозный артефакт.
Техносферу можно подразделить на несколько подсистем — субсфер:
- субсфера «А» (артефакты) — все продукты и производные человеческого труда;
- субсфера «Т-1» — все виды топлива;
- субсфера «Т-2» (технолиты) - элементы техногенного рельефа: карьеры, шахты, каналы, насыпи, плотины и т.п.;
- субсфера «П» - пища, в том числе непосредственно контролируемые и используемые человеком растения и животные;
- субсфера «О» — отходы.
Кроме такого деления в веществе техносферы можно выделить техническое вещество
- активно функционирующую часть средств производства, т.е.
совокупность действующих инструментов, станков, машин, механизмов,
аппаратов, топок, реакторов и т.п. А всю остальную, неактивную массу
техносферы — здания, сооружения, коммуникации, скопления извлеченных
пород и отходов производства и потребления, техногенные эмиссии и т.д. —
можно обозначить как техногенное вещество. Масса техногенного вещества к настоящему времени достигла колоссальной величины — 8,5·1012 т, что почти в 1,5 раза больше массы биоты биосферы.
Хотя техносфера, несомненно, планетарное явление, техномасса
распределена крайне неравномерно. Почти 90 % ее сосредоточено в
районах селитебного и горно-промышленного освоения, занимающих более 7
млн. км2 (5 % площади суши). Однако техногенными влияниями -
эмиссиями и потоками веществ, энергии и информации охвачено
практически все пространство планеты. Некоторые обобщенные
количественные характеристики техносферы представлены в табл. 3.
Таблица 3
Количественное сопоставление биосферы в техносферы
Сравниваемые показатели |
Биосфера |
Техносфера |
Средообразующее число биологических видов |
107 |
1 |
Число контролируемых видов |
107 |
104 |
Масса сферы, Гт * |
2,5·104 |
104 |
в том числе |
|
|
активное вещество, Гт |
4,9·103 |
15 |
неактивное, произведенное вещество, Гт |
2,0·104 |
104 |
Кратность обновления активного вещества, год |
0,1 |
0,1 |
Годовая нетто-продукция, Гт |
550 |
1,5 |
Годовой расход органического вещества, Гт |
170 |
24 |
Годовой расход энергии, ЭДж ** |
8200 |
450 |
Годовой расход воды, км3 |
3·104 |
5000 |
Степень замкнутости круговорота веществ, % |
99,9 |
<10 |
Запас генетической информации, Гбит |
106 |
7 |
Запас сигнальной информации, Гбит |
- |
8 |
Скорость переработки информации, бит/с |
1036 |
1016 |
Информационная скорость эволюции, бит/с |
0,1 |
107 |
* Гт – гигатонна = 109 т;
** ЭДж – эксаджоуль = 1015 Дж.