Физика окружающей среды - страница 17

Антропогенное вмешательство в деятельность экосистем неизбежно приводит к увеличению неупорядоченности и снижению негаэнтропийного ресурса. Предельным случаем такого вмешательства будет гибель биосистем.

Вода! У тебя нет ни вкуса, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты есть сама жизнь.

А. Сент-Экзюпери

Земля – элементы строения. В окружающем нас мире рождаются звезды, движутся планеты, взрываются вулканы, текут реки, дуют ветры, растут деревья, летают птицы. Физика сумела показать, что основа всего многообразия процессов живой и неживой природы – физические явления и основой всего этого многообразия являются четыре типа взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное и четыре формы материи: газ, жидкость, твердое тело и поле. Невольно приходит на память поэтическая фраза: «Как сложен мир и в то же время прост!».

Главная тема нашего обсуждения, однако, не физическая картина мира и не поэтические параллели, а влияние на процессы в окружающей среде человеческого фактора и роль физики в этом влиянии.

Трудно сказать, когда человек задумался об этом влиянии. Однако основные этапы нам известны. В философии древних эти мысли появились у Аристотеля и выражены им в «Физике», «О небе», «О возникновении и уничтожении» и «Метрологике». Так, он отмечает, что истощение земли страшнее войны и что мелиорация может принести и пользу и вред.

Основой современной науки о взаимодействии человеческого общества и природы стало учение В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере. Центральной в нем является идея о сопоставимости человеческой деятельности с крупнейшими геологическими силами: «Человечество своим трудом и своим сознательным отношением к жизни перерабатывает земную оболочку – геологическую область жизни, биосферу. Труд и сознание человека переводят ее в новое геологическое состояние, «ноосферу».

Чтобы разобраться в действии природных сил в сочетания с антропогенной силой, сделаем краткий обзор строения Земли и процессов, происходящих в ее сферах.

Земля это шарообразное твердое тело (рис. 12) со сложной внешней и внутренней структурой на 3/4 покрытое водой, окруженное газообразной оболочкой – атмосферой и неоднородным магнитным полем – магнитосферой.

Рис. 12. Схема сечения земли и магнитосферы

1. Твердое ядро. 2. Жидкое ядро. 3. Мантия. 4. Материковые плиты. 5. Радиационный пояс. 6. Силовые линии магнитного поля.

Атмосферу на схеме показать невозможно, так как ее толщина в данном масштабе должна быть менее 0,1 мм.

Атмосфера, гидросфера и литосфера не изолированы друг от друга, они находятся в динамическом взаимодействии и в то же время испытывают влияние внешних сил: гравитационного поля Солнца, Луны и планет, солнечного и космического излучения, столкновений с космическими телами. На этом фоне, человек выглядит слишком ничтожным и слабым, чтобы вмешаться в действие этих гигантов и оказать свое влияние. Но это только на первый взгляд.

Физические явления в литосфере. Земная поверхность сформировалась под действием гравитационных и тектонических сил, воздействия воды, воздушных потоков и солнечной радиации. Процесс этот продолжается, и облик Земли периодичности оледенения, большая часть Европы, Канада, север азиатского материка через 20–25 тысяч лет покрываются слоем льда.