100 великих угроз цивилизации Бернацкий Анатолий

Отравленная атмосфера

Кислород – это жизнь. И если, например, в отсутствие воды обычный человек может прожить в среднем пять дней, то без воздуха – около 3 минут. Причем чистого воздуха. Но теперь такой воздух – это реликт, который можно найти лишь высоко в горах, над океаном или глубоко в пещерах. А вообще в чистом атмосферном воздухе у поверхности Земли должны присутствовать следующие химические вещества, причем в определенных количествах: кислорода – 20,93 %, углекислоты – 0,03–0,04, азота – 78,1, аргона, гелия, криптона и других газов – около 1 %.

Но с ростом промышленного производства, энергетических мощностей, развития сельского хозяйства в атмосферу стало попадать все больше и больше различных загрязнителей. Так, каждый год, по разным данным, в атмосферу поступает в среднем около 170 миллионов тонн оксида серы (сернистого газа), примерно 50 миллионов тонн оксидов азота, около 50 миллионов тонн различных углеводородов, приблизительно 250 миллионов тонн мелкодисперсных аэрозолей и порядка 200 миллионов тонн углекислого газа.

Каждый год, по разным данным, в атмосферу поступает в среднем около 170 миллионов тонн оксида серы

Об основных источниках загрязнения атмосферы более подробно мы поговорим в другом месте. Здесь же заострим внимание на автомобильном транспорте, который является одним из самых внушительных загрязнителей атмосферы. И это вовсе не преувеличение. В 2012 году в мире насчитывалось более одного миллиарда автомобилей. А ведь, согласно расчетам специалистов, один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы в среднем более 4 тонн кислорода, выбрасывая с отработанными газами примерно 800 килограммов оксида углерода, около 40 – окислов азота и почти 200 килограммов различных углеродов. Если помножить эти цифры на один миллиард единиц мирового автотранспортного парка, то и без расчетов легко сделать вывод, что степень угрозы обществу от автомобилизации огромна.

Конечно, наиболее загрязнен воздух над крупными промышленными центрами и многомиллионными мегаполисами, с их бесконечными автотранспортными потоками. Иногда это приводит к появлению смога – густой смеси дыма с туманом и химическими соединениями. В настоящее время многие города мира подвержены этому опасному явлению: Лос-Анджелес, Пекин, Лондон, Мехико, Афины, Москва и т. д.

Воздух, в котором находятся вредные примеси, безусловно, оказывает негативное влияние на здоровье человека, вызывая различные заболевания. Так, увеличение в воздухе концентрации диоксида серы повышает вероятность сердечно-сосудистых и легочных заболеваний. Угарный газ вызывает отравление, а оксиды азота повреждают эпителий органов дыхания. При длительном воздействии этих загрязнителей на человеческий организм нарушается функционирование центральной нервной системы.

Следует также заметить, что те 2 миллиарда тонн пыли, которые ежегодно попадают в атмосферу, тоже оказывают негативное влияние на здоровье человека. Так, при продолжительном вдыхании запыленного воздуха у человека может возникнуть так называемая пыльная пневмония.

Порой чрезмерно загрязненный воздух может стать причиной массовой гибели людей. Например, в 1952 году в Лондоне от Великого смога умерли более 4000 человек, еще около 8000 человек скончались в последующие несколько месяцев. В 2010 году от болезней, связанных с загрязнением воздуха, в Китае умерло 1,2 миллиона человек.

Что же касается других стран, то грязный воздух стал причиной преждевременной гибели 3,2 миллиона человек во всем мире. Так, в Индии от болезней, связанных с загрязнением атмосферы, умерли 620 тысяч человек. В целом же, согласно экспертным оценкам ООН, если темпы загрязнения атмосферы не снизятся, то от грязного воздуха ежегодно будут умирать 3,6 миллиона человек. Преимущественно в КНР и Индии.

Кроме прямого, загрязненный воздух может оказывать также и косвенное вредное влияние на здоровье человека. Например, увеличение запыленности атмосферы над крупными городами приводит к снижению солнечной радиации. А значит, и к уменьшению потока ультрафиолетовых лучей. В результате в воздухе увеличивается количество болезнетворных бактерий.

Безудержное загрязнение атмосферы приносит также огромные убытки экономике. Например, в США ущерб от выбросов оксида серы оценивается примерно в 5 миллиардов долларов. Сюда относятся убытки от коррозии и разрушения материалов, гибели растений и сокращения урожайности сельскохозяйственных культур. Общий же ущерб, которые несет экономике Соединенных Штатов загрязнение атмосферы, оценивается более чем в 40 миллиардов долларов.

Кислотные дожди: яд с неба

Известно, что чистая природная, в частности дождевая, вода в отсутствие загрязнителей имеет pH = 5,6–6,0. А вот у кислотного дождя она намного меньше и может составлять даже 2,8 единицы.

При этом следует иметь в виду, что кислотный дождь – это не какой-то особый вид осадков, а хорошо знакомые нам ливень, снег, туман и т. д., у которых низкий pH из-за присутствия в атмосфере значительного количества оксидов кислот. Основными же соединениями, образующими кислотные дожди, являются диоксид серы и оксиды азота.

Источником же диоксида серы являются богатые серой углеводороды, в частности уголь и мазут, в которых содержание этого элемента колеблется от 0,5 до 5–6 %. В результате сжигания одного миллиона тонн угля образуется примерно 25 тысяч тонн серы, в основном – ее диоксида. Мазут в этом отношении гораздо качественнее: он при сжигании выделяет в 4–5 раз меньше окисленной серы, чем уголь.

А, как известно, уголь и мазут широко используются в энергетике и промышленности: на электростанциях, в металлургии, машиностроении, в производстве химических материалов. Поэтому и выбросы кислотообразующих соединений осуществляют в основном высокоразвитые промышленные страны, создавая серьезную проблему не только для себя, но и для своих ближайших соседей.

Кроме того, существуют и естественные источники оксидов серы. Например, они образуются в процессе разрушения органических веществ под действием анаэробных микроорганизмов, в результате чего синтезируется сероводород, который в атмосфере окисляется до серы, оксидов серы, сульфатов и других соединений серы. Кроме того, оксиды серы, сероводород и сульфаты попадают в атмосферу при извержении вулканов.

От кислотных дождей страдают архитектурные сооружения, в том числе и исторические памятники

Но в любом случае диоксид серы, попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических превращений, в результате которых образуется серная и сернистая кислоты. Их аэрозоли, в свою очередь, активизируют конденсацию водяного пара, находящегося в атмосфере, вызывая кислотные осадки: дожди, туманы, снег.

Когда серная кислота попадает на землю, она включается в биохимические реакции серобактерий, где переводится в доступные для растений соединения, которые затем участвуют в образовании белков.

Что же касается оксидов азота, то на их распространение в атмосфере обратили внимание только после того, как было установлено, что появление озоновых дыр находится в тесной связи с азотным циклом разрушения озона.

В настоящее время существует два источника поступления оксидов азота в атмосферу: в результате грозовых разрядов и в результате хозяйственной деятельности человека. В дальнейшем диоксид азота при избытке кислорода вступает в реакцию с атмосферной влагой. В результате этих процессов в атмосфере ежегодно образуется около 700 миллионов тонн азотной кислоты, которая в виде слабого раствора с дождями, снегом и другими осадками выпадает на землю. Здесь эта кислота переходит в ее соли – нитраты, которые прекрасно усваиваются растениями.

Вообще же в балансе кислотных осадков примерно 70 % приходится на аэрозоли серной и сернистой кислот, остальные 30 % – на аэрозоли азотной и азотистой кислот.

А теперь, выяснив источники и механизмы возникновения кислотных дождей, попытаемся разобраться, какое влияние оказывают эти токсичные осадки на природные комплексы и здоровье человека. И начнем этот разговор с истории знакомства человека с этим феноменом.

Впервые кислотные дожди проявили себя в 50-х годах прошлого столетия в Западной Европе и Северной Америке. Но поскольку объемы техногенных выбросов оксидов серы и азота за последние десятилетия многократно возросли, размах этого бедствия тоже оказался очень велик. А отрицательные последствия стали настолько значительны, что эта проблема теперь входит в число глобальных.

И это вовсе не голословное утверждение, поскольку оно подтверждается убедительными фактами. Так, кислотные дожди оказывают отрицательное воздействие на водные экосистемы, почву и растительность.

Любой гидробиолог знает, что больше всего видов животных обитает в водоемах, в которых pH воды находится в нейтральной или слабощелочной области. А вот водоемы с очень высоким или с очень низким pH практически необитаемы. Естественно, первыми негативному воздействию кислотных дождей подверглись озера и реки. В Скандинавии, США, Канаде несколько сотен озер превратились в кислотные водоемы. В Швеции в 2500 озерах резко снизилась продуктивность. В Норвегии в 1750 озерах из 5000 пропала рыба. В провинции Онтарио (Канада) пострадало 20 % озер, а в провинции Квебек – до 60 % озер. И виной этим экологическим бедствиям – кислотные дожди.

Кроме того, что само по себе окисление вод негативно сказывается на живых организмах, повышение кислотности также способствует появлению в воде токсичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые до этого находились в составе инертных соединений, не представляющих угрозы обитателям водоемов.

Но подкисленные осадки попадают не только в водоемы, но и в почву. И хотя обитатели этой экологической ниши лучше, по сравнению с водными организмами, приспособлены к низким значениям pH почвенной влаги, но и на них негативно воздействует возрастающая кислотность. Особенно это касается азотфиксирующих бактерий. Но, помимо замедленного развития микрофлоры, на подкисленных почвах плохо развиваются и высшие растения, поскольку повреждается их корневая система: а это отрицательно сказывается на их питании.

Нередко кислые почвы являются также одной из основных причин усыхания лесов в ряде областей Северного полушария. Больше всего от этого фактора страдают еловые, сосновые, пихтовые и дубовые леса. Связано это с тем, что под воздействием кислотных осадков нарушаются процессы транспирации и фотосинтеза. Из-за кислотных дождей на огромных территориях оказались поврежденными леса в Центральной Европы. Например, в одной только Германии это бедствие охватило 35 %, или 2,5 миллиона, гектаров лесного фонда.

Но не только живая природа подвергается разрушительному воздействию кислотных дождей. От них страдают архитектурные сооружения, в том числе и исторические памятники. Например, такие шедевры мирового зодчества, как Акрополь в Афинах, Кельнский собор в Германии и другие грандиозные сооружения за несколько десятков лет XX века получили намного больше повреждений, чем за все предыдущие столетия.

Тревожит специалистов, особенно медиков, и тот факт, что загрязнение атмосферы кислотообразующими соединениями отрицательно сказывается на здоровье человека. Так, вдыхание влажного воздуха, в котором присутствует диоксид серы, представляет серьезную опасность для пожилых людей, страдающих сердечно-сосудистыми и респираторными заболеваниями.

Вреден такой воздух и для здоровых людей, поскольку оксиды серы обладают канцерогенным действием. Установлена прямая связь между смертностью от бронхитов и концентрацией диоксида серы в воздухе. Так, во время Великого лондонского смога в 1952 году более 4000 человек погибли от повышенной концентрации во влажном воздухе диоксида серы и сульфатных частиц.

В ходе многочисленных исследований было также установлено, что рост количества заболеваний дыхательных путей напрямую зависит от степени загрязнения воздуха диоксидом азота. Проникнув в органы дыхания, он начинает взаимодействовать с гемоглобином крови, тем самым ухудшает транспортировку кислорода к тканям, провоцируя развитие респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. Так, в феврале 1972 года по этой причине заболело более 70 тысяч жителей Японии. Причем во многих случаях заболевание имело летальный исход.

Итак, даже краткий перечень тех бед, которые несут природе и людям кислотные дожди, говорит о том, что это довольно серьезная угроза человечеству. Поскольку они выпадают не в каком-то одном месте, а охватывают огромные территории.

Так, кислотным осадкам, выпадающим в виде дождей в Западной Европе и Северной Америке, подвергаются территории площадью более 10 миллионов квадратных километров. При этом средняя кислотность этих осадков составляет 5–4,5 единицы. Кроме Европы и Северной Америки, кислотные дожди стали почти обычным явлением в промышленных районах Азии, Латинской Америки и Африки. В России наиболее высокие уровни выпадений окисленной серы и оксидов азота фиксируются в Северо-Западном, Центральном, Центрально-Черноземном, Уральском и других густонаселенных и промышленных регионах страны.

И масштабы этого бедствия растут, захватывая все новые и новые страны и области Земли. Тому причиной и увеличивающиеся объемы промышленного производства, и рост числа электростанций, и постоянно возрастающие объемы вносимых в почвы азотных удобрений.

Безусловно, чтобы уменьшить степень опасности, которая таится в кислотных дождях, человечество должно в полной мере воспользоваться теми технологиями, которые не только находятся в стадии разработки, но и уже внедрены в промышленность и сельское хозяйство.

Это энергосберегающие, безотходные и малоотходные технологии производственных процессов, альтернативные источники энергии, соблюдение международных норм выбросов диоксида серы и оксидов азота, а также разнообразные меры экологического контроля над состоянием окружающей среды.

И если не до конца, то хотя бы частично эти меры могут снять угрозу необратимых негативных процессов в биосфере Земли, вызванных кислотными осадками.

Проблема озонового слоя

Озон – это газообразное химическое соединение, состоящее из трех атомов кислорода. Образуется он в результате воздействии ультрафиолетового излучения на свободный кислород 02, что приводит к появлению двух атомов, один из которых затем присоединяется к молекуле 02, образуя трехатомный озон 03. Таким образом, озон – одна из форм существования кислорода в земной атмосфере. Тот ее слой, в котором находится этот газ, называется озоносферой. И располагается она на высоте от 12 до 50 километров.

Следует отметить, что количество молекул озона с удалением от Земли меняется: сначала оно растет, а затем, достигнув 23-километровой высоты, начинает уменьшаться. Вообще же концентрация озона в атмосфере ничтожно мала: ниже 0,0001 %. Но даже несмотря на столь малое количество, озоновый слой в состоянии полностью поглотить ультрафиолетовое излучение, которое является смертельным для живых организмов. Поэтому не зря озон нередко называют волшебным щитом планеты.

Размер озоновых дыр меняется из года в год

Но озоновый слой не только защищает живое вещество Земли от УФ-лучей. Он также является участником глобальных процессов, влияющих на климат нашей планеты. Расчеты показали, что если концентрация озона уменьшится в 2 раза, то в мезосфере, которая начинается практически сразу за озоносферой, произойдет охлаждение атмосферного газа на 20 °C.

А для таких выкладок имеются достаточно веские основания. Дело в том, что еще в начале 1970-х годов американский ученый Гарольд Джонстон и немец Пауль Крутцен в своих статьях выдвинули предположение о том, что озоновый слой под воздействием антропогенных факторов постепенно разрушается.

Десятилетием позже, в 1985 году английский исследователь Дж. Фарман в журнале Nature опубликовал статью, из которой мировое сообщество узнало о глобальной проблеме озоновых дыр. В своей работе ученый утверждал, что содержание озона над Антарктидой значительно уменьшилось, в результате чего образовалась своеобразная озоновая дыра. В 1985 году ее диаметр достигал 1000 километров, а площадь – 20 миллионов км², в 2000 году – 29,9, в 2005-м – 27, в 2012 году – 17,9 миллиона км².

Помимо Антарктической озоновой дыры, существует еще и Арктическая. Правда, ее максимальные размеры, зафиксированные в 2011 году, оказались намного меньше – примерно 2 миллиона квадратных километров. Содержание озона в ней снизилось до 40 %. А вот над Антарктидой его количество может уменьшаться на 50–60 %. Локальная озоновая дыра периодически наблюдается и над горными районами Центральной Азии. Таким образом, в конце XX столетия и в Южном, и в Северном полушариях появление озоновых дыр с дефицитом озона в 10–40 % стало обыденным явлением.

Однако несмотря на то, что это явление известно ученым еще с 80-х годов XX столетия, среди них так и не появилось единой точки зрения на причины разрушения озонового слоя. Хотя, безусловно, и существует ряд гипотез. Всех их можно объединить в две группы: одни из них объясняют это явление антропогенными факторами, другие – естественными.

Сторонники первой группы гипотез считают, что молекулы озона разрушаются под воздействием хлор– и бромсодержащих соединений – фреонов, которые входят в состав многих промышленных выбросов. Особенно активно процесс распада озона происходит в холодный зимний период. До последнего времени сомнение вызывал тот факт, что выбросы фреонов происходят в основном в промышленно развитых районах Северного полушария, в то время как озоновые дыры появляются над Южным полюсом. Однако зарегистрированная учеными озоновая дыра над Северным полюсом эти сомнения рассеяла.

Приверженцы другой группы уверены, что образование озоновых дыр в значительной степени происходит в силу природных процессом. Например, вызвать это явление могут извержения вулканов, а также галогены и сернокислые аэрозоли, поставляемые океанами.

В свою очередь, российский ученый Крученицкий Г.М. придерживается третьей точки зрения, суть которой состоит в том, что «образование и исчезновение озоновых дыр в Северном полушарии происходит с определенной периодичностью, свойственной атмосферно-динамическим, а не химическим процессам. При этом содержание озона может измениться на несколько десятков процентов в течение двух-трех суток. Значит, дело не в озоноразрушающих веществах, а в динамике атмосферы».

Помимо противоречий в причинах разрушения озонового щита, нет единой точки зрения и на то, как будет меняться структура озонового слоя в будущем. По крайней мере, те прогнозы, которые рисовали чуть ли не апокалипсическую картину гибели цивилизации от разрушения озонового щита, признаны несостоятельными.

Хотя, с другой стороны, большинство ученых считают, что озоновый слой примерно на 2–3 % стал тоньше, но не над экватором и умеренными широтами, а вблизи полюсов. А это значит, что проблема озонового слоя остается, а вместе с ней – и то возможное негативное влияние на природу и человека, которое может последовать за разрушением «волшебного щита планеты».

Например, расчеты показывают, что 25-процентное разрушение озонового слоя приведет к 35-процентному сокращению первичной биологической продуктивности в поверхностных слоях океана и 10 %-процентному снижению во всей толще воды, где осуществляются процессы фотосинтеза.

И тем не менее, даже если сбросить со счетов все пессимистические прогнозы, все равно следует помнить, что в мире объемы промышленного производства с каждым годом возрастают, а это, безусловно, будет негативно сказываться и на структуре озонового слоя. А значит, угрозы, связанные с этим процессом, не только сохраняется, но и становятся все более реальными.

Парниковый эффект

Парниковый эффект и связанные с ним планетарные изменения климата стали еще одной глобальной проблемой XXI века. Суть же парникового эффекта заключается в том, что земная атмосфера, прозрачная для солнечного света, задерживает тепловое излучение, идущее от поверхности Земли. Но именно благодаря парниковому эффекту среднегодовая температура в околоземном пространстве в последнее тысячелетие находится в пределах 15° выше нуля. В противном случае она снизилась бы до – 18 °C.

Схема образования парникового эффекта

Главным же фактором, задерживающим отток теплового излучения Земли в космическое пространство, стало накопление в атмосфере так называемых парниковых газов, чему способствовало интенсивное развитие промышленности и сельского хозяйства, наблюдаемое в последние десятилетия.

В структуре парниковых газов ведущее место занимает водяной пар, который задерживает примерно 60 % тепловых потоков, излучаемых Землей. Само же количество водяного пара в воздушной оболочке земного шара определяется планетарным круговоротом воды и практически постоянно.

Примерно 20 % тепла, исходящего от Земли, задерживается углекислым газом, главными природными источниками которого являются лесные пожары и извергающиеся вулканы.

На долю остальных парниковых газов – метана, хлорфторуглеродов, оксидов азота и озона – приходится тоже около 20 %.

Из всех парниковых газов в настоящее время основную роль в усилении парникового эффекта играет техногенный диоксид углерода, или углекислый газ, который образуется в результате сжигания нефти, газа, угля на промышленных предприятиях, электростанциях, в двигателях автомобилей.

Особенно увеличились выбросы углекислого газа во второй половине минувшего столетия, когда мировая экономика в значительных количествах стала использовать ископаемые углеводороды, которые потребовались для удовлетворения возросшего спроса на электроэнергию.

Возрастающее энергопотребление всегда являлось показателем технического прогресса, а значит, одним из важнейших факторов развития человеческой цивилизации. В современную эпоху потребление энергии растет довольно высокими темпами: примерно 5 % в год. При этом 75 % мирового объема электроэнергии производится за счет ископаемого органического топлива. В результате его сжигания только на тепловых электростанциях (ТЭС), не считая автомобилей и металлургии, в атмосферу попадает более 5 миллиардов тонн углекислого газа. Причем 25 % из этого количества приходится на долю США и государств Евросоюза, 11 % – Китая и 9 % – России. Еще приблизительно 1,5–2 миллиарда тонн диоксида углерода поступает в воздушное пространство Земли за счет выжигания лесов, в основном тропических.

По оценкам специалистов, в течение минувшего столетия только за счет сжигания топлива в атмосферу поступило 400 миллиардов тонн углекислого газа. Кстати, следует иметь в виду, что при горении газа или нефтепродуктов образуется вода, точнее, водяной пар. И его выбросы в атмосферу по количеству на порядок больше, чем выбросы диоксида углерода. А ведь водяной пар относится к основным парниковым газам атмосферы Земли.

Кроме диоксида углерода и водяного пара, в атмосфере присутствуют и другие парниковые газы, появление которых вызвано промышленным прогрессом. Во-первых, это метан: его влияние на усиление парникового эффекта оценивается примерно в 15 %. Во-вторых, это хлорфторуглероды: их доля в углублении парникового кризиса достигает 12–24 %. В-третьих, оксиды азота: на их «совести» 5–6 % в этом глобальном атмосферном явлении.

Почему же парниковый эффект, по мнению большинства экспертов, относится к числу глобальных проблем XXI века. Причин для этого много, но главная из них – повышение температуры в прилегающих к земной оболочке слоях атмосферы, которое наблюдается в последнее время. В свою очередь, температурный фактор является главным в динамике климата.

И именно проблему изменения климата, связанную с антропогенными факторами, и обсудили в 1988 году в Торонто мировые знаменитости в области атмосферных явлений. Результат этой встречи был неутешительным: ученые пришли к единодушному заключению, что усиление парникового эффекта может привести к тем же ужасным последствиям, что и ядерная война. Под впечатлением этих выводов в 1988 году при ООН была создана Межгосударственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК). Члены этой международной организации занялись исследованием тех глобальных изменений на планете, которые последуют за повышением температуры. И этот процесс не заставит долго себя ждать.

Так, было показано, что к 2025 году среднегодовая температура у поверхности Земли может возрасти примерно на 2,5 °C, а к концу столетия – почти на 6 °C. Такое повышение температуры усилит таяние материковых ледников и морских льдов. В результате этого процесса поднимется уровень океанической воды. Впрочем, эти процессы уже происходят, причем в нарастающем темпе. Так, уровень Мирового океана в течение последней четверти минувшего столетия, по разным оценкам, повысился на 10–25 сантиметров, а к 2025 году он поднимется приблизительно еще 20–30 сантиметров. А к концу XXI века – на 1–2 метра.

Кроме того, таяние гренландских и арктических льдов стало причиной снижения скорости Гольфстрима: по данным американских ученых, она уже уменьшилась на 10 %. А ведь это течение несет гигантское количество энергии, которой обогревается европейский континент. Гольфстрим – своеобразная печка для Европы, и его исчезновение приведет к тому, что среднегодовая температура во многих европейских странах снизится на 5–10 градусов. Последствия от этого могут быть катастрофическими для различных отраслей народного хозяйства.

С повышением уровня Мирового океана многие острова, а также населенные пункты, расположенные по берегам морей, окажутся под водой. Лишняя морская вода хлынет в прибрежные пресноводные водоемы, что приведет к их засолению и, соответственно, к гибели их обитателей. Такое развитие событий станет причиной того, что десятки и сотни миллионов людей будут вынуждены оставить насиженные места и мигрировать в другие районы земного шара.

И конечно же, изменение температурного режима на планете самым неблагоприятным образом скажется на ее обитателях: растениях и животных. Многие из них вымрут, а некоторые, уйдя от биологического пресса хищников и паразитов, займут освободившиеся ниши и начнут активно размножаться. Появятся также новые заболевания растений, животных и человека.

С учетом таких негативных прогнозов парниковый эффект уже давно находится в поле зрения не только ученых, но и политиков, и государственных деятелей. И они в той или иной мере стараются предотвратить назревающую угрозу. Но об этом более подробно в следующем материале.

Климат Земли. Глобальная проблема

В 1896 году шведский физико-химик лауреат Нобелевской премии С. Аррениус высказал гипотезу, что углекислый газ, попадающий в атмосферу в результате сжигании угля, усилит парниковый эффект и станет причиной масштабного потепления.

А спустя чуть более 60 лет ученые приступили к систематическим замерам концентрации атмосферного диоксида углерода. Было также измерено содержание углекислого газа в ледовых кернах Антарктиды и Гренландии. На основании этих данных исследователи пришли к выводу, что в доиндустриальную эпоху – до 1750 года – количество двуокиси углерода в атмосфере было в 1,4 раза меньше, чем в настоящее время. Если же темпы загрязнения воздушной среды останутся прежними, то к 2100 году концентрация углекислого газа увеличится как минимум еще в 1,5 раза.

А это значит, что глобальное потепление будет постепенно нарастать. Что, согласно оценкам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), приведет к увеличению на планете количества стихийных бедствий: ураганов, наводнений, засух, сокращению летних осадков на 15–20 % в основных сельскохозяйственных районах. Эти явления в сельском хозяйстве могут стать причиной голода примерно 600 миллионов человек.

Увеличение температуры на 1,5–4,5 °C приведет к подъему уровня океана на 40–120 сантиметров, а по некоторым данным – даже до нескольких метров, а также повлияет на некоторые виды растений и животных. Многие представители флоры и фауны просто исчезнут, не успев адаптироваться к быстро меняющимся условиям среды обитания. Ведь такое событие уже случилось в истории Земли 250 миллионов лет назад, когда глобальное потепление погубило около 70 % всего живого на Земле.

Глобальное потепление приведет к увеличению на планете количества стихийных бедствий – ураганов, наводнений, засух

Впрочем, после перечисления всех этих угроз, о которых более подробный разговор шел выше, возникает закономерный вопрос: а действительно ли столь угрожающе меняется климат? Ведь геологические данные свидетельствуют, что в разные периоды истории Земли среднемировая температура варьировала от +7 до +27 градусов по Цельсию. Сейчас же она равняется около +14 градусам и еще весьма далека от максимума. Кроме того, показано, что за последние 100 лет средняя температура увеличилась всего на 1 °C. Казалось бы, совсем немного. Так чем же обеспокоены ученые, правительства и общественность?

Но прежде чем ответить на этот вопрос, попытаемся выяснить, какие же факторы оказывают влияние на климат. Во-первых, Солнце. Так, неравномерное нагревание земной поверхности является одной из главных причин возникновения ветров и океанических течений. Кроме того, на климат влияют изменение орбиты Земли, ее магнитного поля, размеров материков и океанов, извержения вулканов.

На климат Земли существенное влияние оказывает и «конвейер Брокера», или «петля Брокера», – глобальный океанический круговорот, описанный в конце 80-х годов XX века американским ученым Уоллесом Брокером. Это мощнейший (примерно в 100 раз превышающий сток Амазонки) поток воды, движущийся по Атлантическому океану с юга на север на глубине около 800 метров. На широте Исландии этот поток поднимается к поверхности (дующие здесь ветры сгоняют поверхностную воду) и очень сильно охлаждается (в зимнее время – с 10° до 2 °C). Именно отдаваемое им тепло и определяет необычайную мягкость зим в северной части Европы.

Охлажденная и, вследствие этого, значительно «потяжелевшая» вода, которая и так характеризовалась повышенной соленостью, а следовательно, и плотностью, опускается вниз почти до самого дна, где начинает свой обратный путь на юг. Это же течение, но теперь уже холодное, пересекает экватор, огибает Африку, поворачивает на восток, где дает ответвление на север в Индийском океане и поднимается к поверхности. А затем, обойдя с юга Австралию и Новую Зеландию, уже в Тихом океане, направляется на север, вплоть до Алеутской гряды, где его остатки поднимаются на поверхность.

Влияние «петли Брокера» на климат Земли довольно значительно. И любые изменения в ее температурном режиме могут отозваться катастрофами глобального характера. А пусковым крючком для климатических изменений может стать таяние ледниковой шубы планеты.

Например, в случае интенсивного таяния ледников Гренландии поступившая в море пресная вода разбавит ту массу соленой воды, которая двигалась с юга. В свою очередь, эта вода, став менее плотной, перестанет «тонуть». И «конвейер Брокера» остановится. Последствия этого явления для Европы выльются в сильнейшее похолодание на много лет. И только тогда, когда Гренландия перестанет таять, конвейер возобновит свою работу.

Так вот, до последнего времени эти факторы в основном и определяли изменения климата. Однако в постиндустриальную эпоху добавился еще один фактор, влияющий на погодные условия на Земле: антропогенный, то есть связанный с хозяйственной деятельностью человека. И этот фактор с каждым годом становится все заметнее и ощутимее. Естественно, его усиливающаяся роль в глобальном потеплении приведет к более быстрому повышению температуры со всеми вытекающими последствиями. Например, активному таянию арктических льдов, повышению уровня Мирового океана, сокращению суши и т. д.

Тают же льды с очень большой скоростью: так, в течение последних 30 лет площадь ледового покрова Арктики сокращалась со скоростью 13 % в десятилетие. Толщина льда также уменьшается. В результате этих процессов общая масса арктического льда в настоящее время составляет лишь 30 % от уровня 1980-х годов. Не исключено, что при дальнейшем активном таянии льдов в атмосферу будут выброшены огромные количества метана и углекислого газа, которые ускорят развитие парникового эффекта, а значит, и более быстрое изменение климата. Кроме того, в результате таяния льдов начнется опреснение океана. Это, в свою очередь, вызовет изменение траектории течения Гольфстрим, что скажется на климате Европы…

И тем не менее, не отрицая влияние современной цивилизации на изменение климата, ученые все-таки не могут сказать, насколько велик вклад человека в наблюдаемое потепление и какие последствия оно может вызывать. Неизвестна также точная взаимосвязь между увеличением концентрации в атмосфере парниковых газов и глобальным повышением температуры. Это позволяет некоторым скептикам из среды ученых считать проблему потепления слегка утрированной.

Этому способствуют и не до конца понятые механизмы, участвующие в формировании климата. Так, остается во многом неясной физика этого феномена. Например, российский геофизик, академик АН СССР и РАН К.Я. Кондратьев считал, что существующие ныне компьютерные модели климата, «якобы согласующиеся с данными наблюдений, представляют собой не более чем подгонку к данным наблюдений». Да и в целом значительная часть климатических гипотез не связывает напрямую увеличение концентрации диоксида углерода в атмосфере с потеплением.

У исследователей также нет единой точки зрения на соотношение позитивных и негативных эффектов в результате изменений климата. Например, некоторые ученые предполагают, что одни факторы могут уменьшить отрицательные последствия глобального потепления: возможно, что рост температур ускорит развитие растений, что позволит им поглощать из атмосферы больше углекислого газа. Другие же специалисты склоняются к тому, что многие негативные последствия потепления недооценены.

Еще одним существенным недостатком климатических компьютерных моделей является отсутствие в них серьезного учета влияния живых организмов на окружающую среду, в том числе и на климат.

Чтобы избежать глобальной катастрофы, связанной с климатическими катаклизмами, международное сообщество уже приняло ряд мер.

Так, в 1992 году в Рио-де-Жанейро прошла конференция, посвященная глобальным изменениям климата, связанным с парниковым эффектом. Ее итогом стала «Конвенция ООН об изменении климата», ратифицированная 50 государствами. Ее цель: «…стабилизировать концентрации парниковых газов в атмосфере на уровне, который предотвратил бы антропогенное вмешательство в климатическую систему». Конвенция вступила в силу в 1993 году.

В декабре 1997 года в японском городе Киото был принят Киотский протокол, который был одобрен 160 странами. Этот документ обязал промышленно развитые страны к 2008–2012 годам сократить выбросы парниковых газов в среднем на 5 % от уровня 1990 года.

Что же касается отдельных стран, то эти обязательства выглядят следующим образом: Евросоюз должен сократить выбросы на 8 %, США – на 7 %, Япония и Канада – на 6 %, страны Восточной Европы и Прибалтики – на 8 %, Россия и Украина – сохранить среднегодовые выбросы в 2008–2012 годах на уровне 1990 года. А Австралия, Исландия и Норвегия, поскольку обладают огромными лесными массивами, поглощающими углекислый газ, могут даже увеличить свои выбросы. Развивающиеся страны, включая Китай и Индию, обязательств не брали.

Как выяснилось, Киотский протокол, хотя и имел ряд недостатков, тем не менее изменил в лучшую сторону отношение многих стран к проблеме парникового эффекта. Об этом говорит и тот факт, что на 18-й конференции, прошедшей в 2012 году в столице Катара Дохе, делегаты решили продлить Киотский протокол до 2020 года.

Глобальные проблемы Мирового океана

Значение Мирового океана для человечества столь велико, что переоценить его практически невозможно. Так, благодаря фитопланктону океан обеспечивает половину того кислорода, который поступает в атмосферу. Кроме того, он главный поставщик воды, которая участвует в глобальном круговороте.

А еще океан является основным регулятором климата на нашей планете. К тому же он – важнейший источник пищевых и минеральных ресурсов, используемых человеком. Например, одной только рыбы в Мировом океане ежегодно добывается порядка 150 миллионов тонн. Это не говоря о других морепродуктах: кальмарах, устрицах и т. д.

Загрязнение Мирового океана приобрело поистине невиданные масштабы в последние десятилетия

Более того, многие страны и населяющие их народы практически живут за счет даров океана. Особенно это касается государств, чьи границы на огромном протяжении смыкаются с прибрежной зоной морей и океанов: например, Японии, Мексики, Австралии, практически всех островных государств. А ряд стран существует лишь благодаря экспорту продукции, получаемой из океанов и морей.

Однако, несмотря на исключительную важность Мирового океана во многих глобальных процессах, создается впечатление, что человечество об этом полностью забывает и усердно рубит сук, на котором сидит. А такая необдуманная деятельность по освоению океана может вылиться в глобальную экологическую катастрофу.

Самым же опасным «вирусом» для «здоровья» Мирового океана является загрязнение, которое приобрело поистине невиданные масштабы в последние десятилетия.

А ведь еще в 1969 году, во время пересечения Атлантического океана на папирусном судне «Ра», знаменитый норвежский ученый и путешественник Тур Хейердал свидетельствовал, что на поверхности моря отсутствовали глобулы нефти и дегтя только в течение нескольких дней за весь двухмесячный период путешествия. «Океан умирает, он болен по вине человека», – с горечью и болью писал Хейердал в те далекие годы. А ведь ничего не изменилось и сейчас. Более того, все стало во много раз хуже.

Основным же загрязнителем океана, по мнению большинства экологов, является нефть, а также ее производные. Главная опасность, которую таит в себе нефть, заключается в том, что она образует на поверхности океана тонкую гидрофобную пленку, которая препятствует газообмену между атмосферой и водой. А это, в свою очередь, означает, что океанической флоре и фауне, оказавшейся под слоем нефтяной пленки, становится недоступным кислород, отсутствие которого приводит живые организмы к гибели.

Сколько нефти и нефтепродуктов ежегодно попадает в моря и океаны, точно никто не скажет. В зависимости от метода исследования этого явления разница в оценках сильно колеблется: называются разные данные, но в основном специалисты придерживаются цифры в 2–5 миллионов. Но в любом случае это все равно значительные объемы. По крайней мере, этих углеводородов хватает, чтобы покрыть пленкой нефтепродуктов до 1 % поверхности океана.

Чаще всего загрязненные участки совпадают с маршрутами танкерных перевозок нефти. А поскольку танкерные трассы распределяются в Мировом океане неравномерно, то и скопление нефти не везде одинаково. Например, перевозка нефти через Атлантический океан составляет 38 % всех морских перевозок этого продукта, поэтому и количество углеводородных пленок в Северной Атлантике оценивается в 38–46 тысяч тонн. А вот в Тихом океане вес пленок примерно 7–8 тысяч тонн, поскольку танкеров по его водам курсирует меньше: 28 % от всех перевозок черного золота. Поэтому катастрофы танкеров, а также аварии на морских буровых платформах являются основными источниками загрязнения морей и океанов углеводородами.

Однако следует заметить, что, согласно данным Международной федерация владельцев танкеров, в последние десятилетия количество катастроф этих нефтеналивных судов с последующим разливом нефти постоянно снижается. Правда, в этот реестр внесены только те аварии, в результате которых в море вылилось более 700 тонн нефти и нефтепродуктов. Так вот, в 1970-х годах произошли 252 подобные аварии, в 1980-х – 93, в 1990-х – 78 аварий. Ас 2000 по 2006 год было зарегистрировано всего 17 таких катастроф. В результате в 1970-х годах в морскую воду вылилось 3,14 миллиона тонн нефти, в 1980-х – 1,17 миллиона, в 1990-х – 1,14, в 2000-х – всего около 170 тысяч тонн. При этом, по данным Американского института нефти, в настоящее время танкеры перевозят намного больше нефти, чем в 1970-х годах. Так, в 2006 году они перевезли 2,4 миллиарда тонн – две трети нефти, используемой в мире.

Совсем другая ситуация с авариями на морских буровых платформах. Так, с 1974 по 2010 год в мире произошло 1200 таких аварий, то есть в среднем по 30 в год. Сколько при этом попало нефти в океан, сказать невозможно: хотя официально называется 200 тысяч тонн. Цифра явно заниженная. Об этом говорит хотя бы тот факт, что во время аварии на нефтяной скважине компании Beyond petroleum в воды Мексиканского залива попало около 206 миллионов галлонов (960 миллионов литров) нефти. Если этот объем перевести в весовые единицы, то получится около 800 тысяч тонн. И что самое тревожное, по прогнозам специалистов, в будущем ситуация с аварийностью на платформах ухудшится. Во-первых, потому, что глубина бурения увеличивается; во-вторых, добыча все чаще ведется в экстремальных условиях, например в Арктике. Понятно, что это создаст дополнительные проблемы, и довольно серьезные.

Часть нефти и нефтепродуктов может попасть в океан и во время вооруженных конфликтов. Так, когда в 1990 году в ходе войны с Кувейтом Ирак потерпел поражение, то, чтобы затруднить высадку десанта, иракцы открыли задвижки на нефтяных терминалах и опорожнили несколько нагруженных нефтью танкеров. В результате этой акции в Персидский залив вылилось до 1,5 миллиона тонн нефти. Это привело к загрязнению 1000 квадратных километров поверхности залива и около 600 километров побережья.

Несомненно, выброс нефти в океан несет последующие убытки для экономики региона. Например, во время аварии танкера Exxon Valdez, произошедшей в 1989 году неподалеку от побережья Аляски, в море вытекло 37 тысяч тонн нефти. Согласно отчету, опубликованному в 2006 году, на ликвидацию этой катастрофы было израсходовано 2 миллиарда долларов. А вот ущерб от аварии в Мексиканском заливе в 2010 году, по некоторым данным, оценивается как минимум в 20 миллиардов долларов.

Помимо углеводородов, серьезную проблему для Мирового океана представляют бытовые отходы, особенно изделия из пластика. И как раз с 50-х годов прошлого века, когда это вещество заняло прочное место в обиходе, в Тихом океане стали возникать настоящие мусорные острова.

Самый настоящий Мусорный континент расположен в северной части Тихого океана, между 135°–155° западной долготы и 35°–42° северной широты. На этом участке находится гигантская свалка пластика и других отходов, принесенных Северо-Тихоокеанскими течениями.

Точная площадь этого мусорного пятна неизвестна. Поэтому называются самые разные цифры: от 700 тысяч до 15 миллионов квадратных километров, то есть от 0,41 % до 8,1 % всей акватории Тихого океана. Опять же, по примерным оценкам, в этой области сконцентрировано более 100 миллионов тонн мусора.

Особо опасным компонентом этой свалки является пластик, который, в отличие от других отходов, не подвергается разложению, а лишь распадается на мелкие частицы, которые концентрируются в поверхностном слое океана. Поскольку по своим размерам они не отличаются от планктона, то морские организмы, обитающие в этих местах, используют их в пишу. В результате происходит их отравление или сбои в их гормональной системе. Кроме гигантских мусорных островов, в океанах имеются и другие аналогичные области, правда, меньших площадей. Но они тоже отрицательно сказываются на океанической экосистеме.

Специалистам известно, что в появлении островов главная роль принадлежит США, Японии, Канаде, Китаю и некоторым другим государствам. Однако доказать это практически невозможно. Поэтому никто не торопится очищать океан от мусорных свалок. А ведь, по некоторым оценкам, через 10–15 лет площади мусорных островов в океане увеличатся в 3 раза.

Можно было бы назвать еще десятки загрязнителей Мирового океана, уточнив при этом, что они несут экономике многих государств значительный финансовый ущерб. Но вся беда в том, что не все можно измерить деньгами.

Дело в том, что загрязнение океанских вод крайне отрицательно сказывается на экосистемах морей и океанов, на их обитателях, которые, подвергаясь столь мощному прессу, медленно и неуклонно вымирают.

Особо тревожной в последние годы стала ситуация с коралловыми рифами, которые являются гигантским трансформатором вещества и энергии, доля которого в глобальном круговороте очень значима. Ведь тысячи километров рифовых барьеров и десятки тысяч коралловых островов защищают побережья целых континентов от волновой эрозии. Кроме того, это целый мир, населенный огромным числом животных и растений. И всей этой живой системе грозит гибель.

И это утверждение основывается на процессе постепенного вымирания кораллов, который приобрел масштабный характер на исходе минувшего столетия. В результате этих трагических событий ряду регионов мира был нанесен громадный ущерб: у берегов Вьетнама, Кении, Таиланда, в водах южной части Японии погибло от 50 до 70 % кораллов. А в прибрежных водах Бахрейна, Мальдивских островов, Шри-Ланки, Сингапура их гибель составила до 95 %. Можно сказать, что в большей или меньшей степени пострадали все коралловые рифы планеты.

Но если сейчас наблюдается лишь эпизодическая гибель рифов, то через 20–25 лет начнется массовое вымирание кораллов. И если гибель этих организмов будут происходить с той же скоростью, что и сейчас, то к 2030 году исчезнет Большой Барьерный риф, а через 100 лет погибнут коралловые колонии во всех прибрежных районах. Безусловно, такой сценарий приведет к глобальной экологической катастрофе, которая поставит под угрозу и само существование человеческой цивилизации.

Факторов, ведущих к вымиранию кораллов, много. Но мы не будем касаться всех, а назовем лишь те, которые напрямую связаны с деятельностью человека.

Во-первых, это возрастающее количество попадающих в океан механических осадков. А начало этого процесса кроется в массовом уничтожении лесов, что ведет к размыванию почв на гигантских территориях. Миллионы тонн песка и глины попадают в океан и оседают на рифах. А так как темпы роста колоний многих видов полипов гораздо ниже скорости накопления осадков, то они оказываются погребенными заживо.

Огромное количество минеральных удобрений, поступающих в океан с речными стоками, являются еще одной причиной гибели кораллов. Высокая концентрация азота ускоряет развитие водорослей, которые быстро покрывают любые субстраты, в том числе и поверхность кораллов.

В числе факторов, оказывающих разрушающее воздействие на рифы, можно назвать и загрязнение морской воды бытовыми и промышленными отходами, нефтепродуктами и многими другими вредными веществами.

Таким образом, Мировой океан, как бы он ни был велик, находится в серьезной опасности, поскольку постоянно в его тело по вине человека поступают смертельные токсины. И чем быстрее человечество поймет, что океан нуждается в лечении, тем больше у него шансов сохранить себя как цивилизацию.

Загрязнение пресных вод

Если говорить в целом о воде, то ее на Земле немало. Правда, 96,5 % воды находится в Мировом океане, и она непригодна к употреблению, поскольку обладает высокой соленостью: в одном литре морской воды содержится от 34 до 36 граммов различных солей. В то же время в пресной воде растворено в среднем 0,5 грамма солей.

С учетом бессточных озер всего на соленую воду приходится 97,2–97,5 %. Легко подсчитать, что на пресную воду остается примерно 2,5 %. При этом основные ее запасы сконцентрированы в снегах и ледниках – 1,7–2%ив подземных артериях – 0,7 %. Доля же поверхностных вод, которые в основном используются человеком, очень мала: реки – 0,0001 %, пресные озера – 0,009 %.

Основные запасы пресной воды сконцентрированы в снегах и ледниках

В метрических единицах измерения распределение воды по различным водоемам выглядит следующим образом. В ледниках заморожено 24 миллиона км³ воды, под землей находится 4 миллиона, в озерах, водохранилищах и реках – 156 200 км³. Всего же, с учетом почвенной и атмосферной влаги, гидросфера Земли содержит 28 253 200 км³ пресной воды. Казалось бы, это – невероятно большой объем. Однако с учетом того, как широко и нерационально используется пресная вода, это не так уж и много.

Ведь только для производства суточной нормы пищевых продуктов для одного человека требуется около 6 кубометров воды. А для более 7 миллиардов – 42 миллиарда кубометров, или 42 км³. Годовая же норма увеличивается примерно до 13 500 км³.

Огромное количество воды потребляет промышленное производство. Например, на выплавку одной тонны никеля требуется 4000 кубометров воды. Если учесть, что в 2012 году в мире было получено почти 1,9 миллиона тонн этого металла, то, соответственно, воды было использовано почти 8 кубических километров. А на производство чугуна – около 4 км³. Соответственно, в большем или меньшем количестве вода использовалась и для выплавки других металлов.

Огромное количество воды – примерно 10 % общего потребления в промышленности – используется в машиностроении. Соответственно, на эту отрасль приходится и значительное загрязнение стоков.

Но больше всего воды, получаемой из водоносных слоев, водотоков и озер, а это около 70 %, уходит на сельскохозяйственные нужды. Особенно много воды направляется на полив и орошение. В настоящее время на эти цели используется примерно 4500 км³ воды в год. В среднем на орошаемые поля, суммарная площадь которых во всем мире около 250 миллионов га, поступает слой воды толщиной около одного метра.

Общий же объем промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых стоков превышает 1,3 тысячи км³, для разбавления которых требуется примерно 8,5 тысячи км³ воды, то есть 20 % полного стока рек мира.

Опираясь на эти и другие данные, ученые проанализировали использование воды за последние 60 лет и пришли к выводу, что ежегодно по многим причинам безвозвратно теряется для природы, а значит, и для человека примерно 4–5 % пресной воды. Более того, прогнозные расчеты показывают, что к 2100 году запасы пресной воды на планете иссякнут. Такая мрачная картина вырисовывается лишь с учетом нынешнего потребления пресной воды, увеличения численности населения и роста объемов производства.

Но в этой модели практически не учитывался еще один серьезный параметр: то немыслимое загрязнение, которому подвергаются источники пресной воды в последние десятилетия. При этом виды и формы загрязнителей весьма разнообразны. Это – промышленные, канализационные, сельскохозяйственные и прочие стоки, бытовые отходы во время отдыха людей, а также нефть и нефтепродукты.

В результате этих негативных воздействий разрушаются огромные гидрологические системы. Приведенные ниже примеры очень наглядно это демонстрируют.

Так, Великие американские озера были загрязнены настолько, что в них исчезли практически все животные и растения, а вода не годилась для многих производств и сельского хозяйства. В конце концов, правительство США все же обратило внимание на проблему Великих озер. Было решено полностью изменить механизм водопользования, чтобы воссоздать в озерах пригодную для жизни среду. По оценкам экспертов, для этого потребуется около 25 миллиардов долларов.

В критическом состоянии находится река Янцзы. Ее длина – 6300 километров. Своими размерами она уступает лишь Амазонке и Нилу. По данным Всемирного фонда дикой природы (WWF), Янцзы возглавляет десятку самых грязных рек мира. Основная причина такого положения в том, что более 17 тысяч городов КНР лишены очистительных сооружений и все отходы перемещаются по течению реки. А для таких городов, как Шанхай, Ухань и Нанкин, Янцзы – единственный источник пресной воды, поэтому состояние этой реки является одной из серьезных проблем Китая.

Река Ямуна находится в Индии. Ее протяженность – 1376 километров. Это – самый длинный приток Ранга. На реке расположены несколько крупных городов, в том числе и город Дели. Ямуна – одна из самых загрязненных река в мире, и прежде всего потому, что в нее сбрасывается 58 % мусора индийской столицы Нью-Дели…

Видимо, и этих фактов достаточно, чтобы понять степень опасности, которая нависла над многими реками и озерами нашей планеты.

Что же касается загрязнителей пресных вод, то ими в основном являются те же источники, из которых происходит и загрязнение Мирового океана. Это – промышленные сточные воды; сточные воды коммунального хозяйства городов и других населенных пунктов; сельскохозяйственные сточные воды, включающие дренажные воды систем орошения и стоки с полей и животноводческих объектов и т. д.

Безусловно, чтобы изменить ситуацию с пресной водой в лучшую сторону, необходимо как минимум снизить давление основных загрязнителей. А для этого человечеству необходимо делать это сообща. Как говорится: спасение утопающих – дело рук самих утопающих.

Проблемы тропических лесов

Влажные тропические леса – одна из важнейших составляющих сложного и хорошо организованного механизма – биосферы Земли. Сформировались они примерно 60 миллионов лет назад. В настоящее время наиболее крупные их массивы находятся в бассейне реки Амазонки в Никарагуа, в южной части полуострова Юкатан, в большей части Центральной Америки, в Экваториальной Африке, во многих районах Юго-Восточной Азии и т. д. То есть в основном они располагаются вдоль экватора.

Влажные тропические леса – это уникальная экосистема с огромным видовым разнообразием: в них обитает до 70 % видов животных и растений Земли. Кроме того, по мнению ученых, многие представители флоры и фауны, обитающие в этой части планеты, еще не открыты. А ведь подавляющее большинство этих животных и растительных организмов могут исчезнуть с лица земли.

С такой ситуацией экологи уже столкнулись в Сингапуре. С 1819 года, когда началась британская колонизация страны, и по настоящее время наземные и пресноводные ареалы сократились на 95 %. При этом погибло около 87 % всех видов бабочек, рыб, птиц и млекопитающих острова.

Но тропические леса – это не только гигантский «зоосад» с огромным количеством разнообразных обитателей. Их также можно назвать «самой большой аптекой мира». Ведь каждый четвертый лечебный препарат, который используется в современной медицине, получен из тропических растений. Более того, примерно 2/3 всех растений, которые могут быть использованы при лечении рака, тоже произрастают в этих лесах.

Влажные тропические леса – это уникальная экосистема с огромным видовым разнообразием

Кроме того, тропические леса – это еще и легкие планеты. И это определение дано им не зря: вместе с таежными лесами они являются основными поглотителями углекислого газа и источником свободного кислорода, без которого невозможна жизнь на Земле. И наверное, это их самая важная функция.

Теперь уже нет сомнения и в том, что тропические леса оказывают существенное влияние на климат нашей планеты. Так, в недавнем прошлом британские исследователи, основываясь на данных, полученных с помощью спутников, доказали, что сокращение площади тропических лесов ведет к уменьшению количества осадков. И если, например, нынешний темп вырубки лесов в бассейне Амазонки сохранится и в последующем, то к 2050 году количество осадков в сезон дождей сократится на 12 %, а продолжительность сухого периода увеличится на 21 %. Впрочем, уже в наши дни годовое количество осадков в этих районах снизилось на 6–7 %.

Важная роль тропических лесов выражается также в том, что деревья во время дождей впитывают, словно губка, влагу, а затем в сухой период отдают ее, обогащая водой ручьи, реки и подземные водные горизонты.

Но, несмотря на столь важное для человечества значение, тропические леса безжалостно уничтожаются. Причем их вырубают в 10 раз быстрее, чем происходит их естественное восстановление. В результате таких варварских действий площади тропических лесов катастрофически уменьшаются. Так, если около 100 лет назад они составляли примерно 12 % территории планеты, то теперь – менее 5 %. На сегодня в Латинской Америке уничтожено 37 % лесов, в Азии – 42, в Африке – 52 %. В Мексике уничтожено свыше 90 % лесов и зеленых насаждений. А в некоторых штатах страны процесс обезлесения достиг 95 %.

Главной причиной быстрого сокращения тропических лесных массивов являются лесозаготовки. При этом 50 % вырубленных лесов импортирует Япония и 40 % – США и страны Евросоюза.

Однако тропические леса уничтожаются не только ради древесины, но и для дополнительных площадей под сельскохозяйственные культуры. Причем по масштабу и последствиям эта деятельность не уступает лесозаготовкам. А порой даже превосходит их. Причина подобного отношения к девственной природе тропиков связана прежде всего с тем, что безземельным крестьянам необходим источник пропитания, а таковым для них является земля. Поэтому они и выжигают леса, чтобы на освободившихся площадях вырастить перец, табак, арахис, бананы и другие культуры и продать их в развитые страны.

Крупные компании США и Евросоюза, занятые производством продуктов питания, импортируют из бедных стран дешевое мясо, побуждая местных фермеров уничтожать свое основное национальное достояние – леса. В одной только Амазонии выращиванием скота занято более 100 тысяч фермеров, которые без всяких раздумий уничтожают деревья и кустарники для новых пастбищ. В целом только в Центральной Америке для этих целей вырубаются миллионы гектаров леса.

К новому витку истребления тропической растительности приведет рост потребления биотоплива, поскольку для выращивания масличных растений требуются свободные площади.

Таким образом, последствия от вырубки тропических лесов для человечества весьма неблагоприятны. В связи с этой проблемой экологи разработали три сценария возможного развития событий, связанных с уничтожением этой уникальной биоты.

Так, если к нынешним 17 миллионам уничтоженных тропических лесов ежегодно будет добавляться еще примерно 2,3 % от этой площади, то к 2020 году тропические леса исчезнут с лица земли. Если же никакого роста не будет и потери останутся на теперешнем уровне, то тропические леса сохранятся до 2040 года. Если же ежегодные потери составят 2,1 % от оставшейся площади тропических лесов, то они еще будут существовать примерно 100 лет.

Понимая важность проблемы, правительства большинства тех стран, на территории которых находятся тропические леса, разрабатывают и применяют на практике специальные мероприятия, предусматривающие защиту и восстановление этих массивов. В частности, для этих целей создаются заповедные территории, на которых вырубка деревьев преследуется законом. И с каждым годом таких мест становится все больше. А вот попытки восстановить уничтоженные лесные массивы чаще всего ожидаемого результата не дают, поскольку тропические леса являются очень сложной экосистемой.

В целом же принятие действенных мер по защите и восстановлению тропических лесов зависит от политических решений руководства соответствующих стран. К ним, в частности, относятся законы, запрещающие вырубку лесов и сокращение объемов экспорта древесины. Но так как эти меры, с одной стороны, требуют огромных финансовых вливаний, а с другой – сокращают доходы государственных бюджетов, то их принятие нередко сталкивается со множеством препятствий.

Проблема исчезающих видов

Неудержимое вымирание видов растений и животных – еще одна проблема, которая со всей остротой встала перед человечеством. Более того, множество видов уже исчезло, а еще больше находится на грани вымирания. Причем основной причиной этой экологической трагедии являются антропогенные факторы. Так, в течение 1600–1900 годов человек стал причиной гибели примерно 85 видов млекопитающих и 113 видов птиц, или соответственно 2,1 и 1,3 % от существовавших в тот период этих организмов. Причем сокращение видового разнообразия происходит с возрастающими темпами: например, если с 1600 по 1700 год в десятилетие исчезал примерно один вид птиц и млекопитающих, то с 1850 по 1950 год потери составили один вид в год. Причем все это происходило при непосредственном участии человека.

Человек стал причиной исчезновения удивительной птицы – дронта

В качестве примеров такого уничтожения следует назвать американских бизонов, дронта на острове Святого Маврикия, бескрылую гагарку, американского странствующего голубя, стеллерову корову и многие другие виды. Что же касается низших растений и беспозвоночных животных, то есть примерно 99,9 % от всех существующих в мире видов, то достоверные данные по ним отсутствуют.

Особенно наглядным примером жестокости человека являются американские голуби. Эти птицы обитали на территории США и Южной Канады. Когда стая этих птиц появлялась в небе, то становилось так темно, словно наступали ранние сумерки. И длилось это «затмение» порой довольно долго, поскольку птицы своими телами закрывали весь небосвод от края до края в течение нескольких часов.

Американский орнитолог Вильсон описывает стаю голубей, которая растянулась на 360 километров. По приблизительным подсчетам зоолога, в этом птичьем сообществе находилось около 2230 миллионов голубей. Другой орнитолог – Одюбон – сообщает о стае этих птиц, которая объединяла приблизительно 1115 миллионов особей.

Американские голуби питались главным образом желудями, каштанами и другими орехами. При этом обычно в местах их кормления и ночевок собирались толпы «охотников» и начинали уничтожать голубей всеми доступными средствами: стреляли из ружей, винтовок, пистолетов, убивали палками, дубинами и т. д. И буквально в течение нескольких десятилетий эти птицы были полностью уничтожены. А спустя несколько лет в штате Висконсин местное орнитологическое общество установило… мемориальную доску с надписью: «В память последнего висконсинского странствующего голубя, убитого в Бабконе в сентябре 1899 года. Этот вид вымер из-за алчности и легкомыслия человека».

Впервые деятельность человека стала причиной исчезновения определенных видов птиц и млекопитающих в Австралии, Северной и Южной Америке, где были уничтожены многие крупные птицы и млекопитающие. Несколько тысяч лет назад, вскоре после появления там людей, от 74 до 86 % мегафауны – млекопитающих, весивших более 44 килограммов, – в этих областях исчезло.

Возможно, это было связано не только с охотой, но и с выжиганием и расчисткой лесов, а также с распространением новых заболеваний. Но, какие бы причины ни влияли на гибель видов, ясно одно: человек был главным действующим лицом этой трагедии. И таковым он остается по сегодняшний день. Например, по данным ООН, с 1970 по 2006 год число видов позвоночных – рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих – сократилось на треть.

И хотя в настоящее время многие виды еще окончательно не исчезли, тем не менее их численность настолько сильно подорвана деятельностью человека, что они сохранились только в незначительном количестве. По сути же, эти виды можно считать экологически исчезнувшими, так как они перестали играть даже незначительную роль в функционировании того или иного сообщества. Безусловно, будущего у таких видов нет.

В целом же, согласно многочисленным исследованиям, примерно 11 % видов мировой фауны птиц находится на грани вымирания. Почти такой же процент характерен для млекопитающих. Не меньшая опасность сохраняется для ряда пресноводных рыб и моллюсков. В тяжелом положении находятся и многие виды растений. Особенно это касается голосемянных: некоторых видов хвойных, гинкго, саговников и пальм.

Главными же угрозами разнообразию видов, исходящими от человека, являются следующие: разрушение мест обитания и их загрязнение, глобальное изменение климата, интродукция новых видов в устоявшиеся экосистемы, контрабандная торговля редкими видами растений и животных.

Для большей части видов живых организмов, находящихся на грани исчезновения, разрушение их естественных местообитаний является основной причиной вымирания. Во многих регионах планеты, особенно в местах с высокой плотностью населения, практически все дикие местообитания уже разрушены. Это касается, в частности, Кении, Мадагаскара, Индии, Филиппин, Таиланда и т. д. Особенно серьезную угрозу для видового разнообразия несет разрушение таких глобальных экосистем, как влажные тропические леса, коралловые рифы, мангровые леса и т. д.

Например, по оценкам экологов, порядка 70 % видов растений и животных обитает в тропических лесах. Их бесконтрольная вырубка и выведение под пашни, если не принять запретительных мер, нанесет биоразнообразию этих экосистем непоправимый ущерб.

Если тропические леса – наиболее богатая видами экосистема суши, то таковой в Мировом океане являются коралловые рифы. Разнообразие видов, обитающих в коралловых «лесах», столь велико, что точную цифру никто назвать не может.

Одних только рыб, характерных для этих мест, здесь насчитывается свыше 1500 видов. В огромном количестве встречаются гигантские зеленые черепахи, дельфины, киты и другая живность. Самих же строителей рифа – кораллов – здесь около 400 видов, причем самых невероятных цветов и оттенков.