- Зеленая Россия

.
Карельский научный центр РАН
20 февраля 2015 г
Биосфера и человек:
либо переход к управляемой эволюции,
либо Земля без Человека
А.В. Яблоков
Советник Российской академии наук
А. Яблоков, 2015
Переход к ноосфере (Вернадский – Леруа – Тейяр Де
Шарден) выглядит возможным закономерным
продолжением глобальной эволюции
материи.
Однако этот переход оказывается крайне
болезненным для биосферы, с
катастрофическими последствиями не
только для биосферы, но и для самого
Человека.
А. Яблоков, 2015
• Биосферный круговорот вещества и
движение потоков энергии устойчиво
поддерживался благодаря динамическим
отношениям в системе
• продуцент (синтез органики автотрофами и хемотрофами) –
• консумент (преобразование органического «живого» вещества)
• редуцент (разложение органических веществ отмирающей
биомассы)
А. Яблоков, 2015
Человек выполняет функции консумента
(потребителя первичной продукции) и функции
продуцента (посредством использования
сельскохозяйственных растений).
• Начиная с 1960-х гг. деятельность человекапродуцента, сравнялась с масштабами работы
до-антропогенных продуцентов на освоенных
территориях планеты
А. Яблоков, 2015
Деятельность человека нарушает устойчивость
природной системы продуцент-консументредуцент:
• - снижением массы естественных продуцентов
(вырубка лесов и т.п.),
• - снижением массы редуцентов (распашка и
«запечатывание» почв - на 35 % поверхности суши),
• - увеличением массы консументов (биомасса
человечества + биомасса с/х и домашних животных),
• - возникновением третичной продукции
(органические и неорганические отходы, не перерабатываемые
естественными редуцентами).
А. Яблоков, 2015
Круговорот вещества в современной биосфере:
зеленые стрелки - природный
круговорот биомассы, 1 –
«рикошет» антропогенной
продукции от естественных
редуцентов, 2 –
захораниваемая
антропогенная продукция, 3 –
- добываемые ископаемые, 4
– антропогенные
биофильные вещества из
отходов в процессе
рециклинга (по [Керженцев, 2006].
А. Яблоков, 2015
Тысячекратно более быстрые изменения
эволюционно-сложившихся параметров
круговоротов вещества, потоков энергии и
информации в антропоцене, чем в какие
либо прошлые эпохи,
привели к
глобальному экологическому кризису
А. Яблоков, 2015
1. Сокращение биоразнообразия
• Пять периодов сокращения биоразнообразия (массовых
вымираний) растягивались на миллионы лет, сохраняя
адаптационные возможности экосистем и
«подстегивая» биологическую эволюцию.
• Сейчас темп вымирания на три порядка выше, чем
«базовый» естественный темп вымирания.
• Ежедневно исчезает 100 – 200 видов, в XXI веке
исчезнут 50 – 80 % всех видов живых существ.
• Происходит обрыв множества эволюционных
стволов, утеря генетического материала, нарушение
потока информации в биосфере.
А. Яблоков, 2015
Антропоценовое вымирание видов происходит в
результате:
• разрушения местообитаний (к 2030 г. останется
только 10 % тропических лесов и т.п.)
• прямого уничтожения (промысел и др.)
численность наземных животных (не синантропов),
сократилась на 40 %,
обитателей пресноводных водоемов –
на 75 %.
А. Яблоков, 2015
2. Антропогенное загрязнение биосферы
Физическое
• - электромагнитное (сотовая и радио связь,
телевидение, радиолокация, токи высокой и
сверхвысокой частот, инфракрасное, световое
и тепловое загрязнение и др.),
• - ионизирующее
• - твердыми частицами (<10 мкм и др.).
А. Яблоков, 2015
Химическое
• зарегистрировано более 91 млн. веществ и
соединений, ежедневно (!) добавляется около 15
тыс. новых.
• В промышленных масштабах (более 1000 т/год) в
биосферу попадает, не менее 150 тыс.
антропогенных веществ (2- 3 тыс. новых).
• Только в атмосферу ежегодно выбрасывается около
40 млрд. т загрязняющих веществ (> 6 т/чел./год),
что на три порядка больше всех вулканических
выбросов.
• Концентрация СО2 –
максимум за 800 тыс. лет
(возможно – за 20 млн. лет).
А. Яблоков, 2015
«Глобальные» поллютанты
быстро распространяются от места их выброса
по всей биосфере
- ряд стойких органических загрязнителей, некоторые летучие
радионуклиды (криптон, йод), и др.).
«Вечные» поллютанты существуют в
опасном состоянии десятилетия и
столетия
- некоторые хлорорганические пестициды,
диоксины, фураны, некоторые радионуклиды
(плутоний, америций, цезий и стронций) и др.
А. Яблоков, 2015
Из-за антропогенных выбросов средняя фоновая
радиоактивность на поверхности Земли впервые за
последние сотни миллионов лет (!) стала расти
слева Pu (Кузнецов, 2003), справа С-14 (Rublevsky et al., 1978 )
А. Яблоков, 2015
3. Антропогенное изменение лика планеты
Зарегулирован сток половины рек планеты.
60 тыс. водохранилищ мира (≈ 500 новых ежегодно) изменили
экосистемы на ≈2,5 % суши.
≈ 30% суши экологически трансформировано
(опустынивание, обезлесивание, эрозия, 65 млн. км автодорог,
1,5 млн. км железных дорог, 30 тыс. аэропортов, 2,5 млн.
городов, 60 тыс. водохранилищ, добыча более 100 млрд. т/год
минеральных веществ (≈ 20 т/год/чел.) и захоронение отходов).
При современных темпах отчуждения, загрязнения и
деградации почва (200 тыс. км2/год) через 50 лет будет потеряны
почвы на 10 млн.км2 (всего в с/х - 15 млн. км2).
• ≈ 60 % экосистем суши существенно нарушены.
А. Яблоков, 2015
4. Антропогенное изменение климата
• Средняя температура воздуха у поверхности
Земли увеличилась в период 1750 – 2014 гг. на
0,7 °С.
• Не исключен катастрофический рост температуры на 4 - 5оС.
А. Яблоков, 2015
Прогноз увеличения числа опасных метеоявлений в
результате повышения электропроводности атмосферы
из-за выбросов криптона-85 [Легасов и др., 1984].
А. Яблоков, 2015
Динамика опасных метео-явлений в России
(слева) и числа торнадо в США (справа)
А. Яблоков, 2015
5. Нарушение экосистемы Мирового океана.
• Изымается из экосистемы Мирового океана ≈ 70 млн. т/год биомассы
• Число крупных рыб в океане сократилось на 90 %.
• Численность 40 % популяций промысловых рыб опасно низка.
• В Океан поступает ≈ 320 млн. т/год соединений железа, 22 млн. т фосфора,
2,3 млн. т свинца, до 10 млн. т нефтепродуктов и до 10 млн. т пластика.
• На 15 % площади Океана понижено содержание кислорода, число «мертвых
зон» достигло 600 и растет.
• За последнее столетие океан потерял ≈ 40 % фитопланктона (вероятно в
результате закисления, вызванного поглощением СО2).
• В Сев. Пацифике в каждой исследованной крупной рыбе обнаружено >2
частиц пластика размером > 1 мм.
• В «мусорных полях» (около
• 5 % океана) содержание пластика
• выше биомассы планктона.
А. Яблоков, 2015
Повышение уровня Мирового океана
А. Яблоков, 2015
Нью-Йорк 29 октября 2012 г., Нью-Йорк 2050 г.,
Санкт-Петербург 2080 г.
А. Яблоков, 2015
Все ли благополучно с человеком?
Продолжительность жизни растет за счет
социальной части нашей био-социальной
сущности (лучшего питания и медицины ).
Биологическая часть сущности Человека
находится в напряженном состоянии.
В пупочной крови новорожденных - 287 ксенобиотиков
В моче взрослых - 2282 ксенобиотика.
А. Яблоков, 2015
Уровень хромосомных мутаций в
крови человека [Бочков, 2003]
годы
Клеток с аберрациями, %
1971 - 1973
1,66 ± 0,51
1994 - 1996
2,49 ± 0,15
А. Яблоков, 2015
Популяционный груз
=
генетический груз + эпи-генетический груз
Популяционный груз - сумма
негативных изменений онтогенезов
под влиянием
загрязнения окружающей среды.
А. Яблоков, 2015
Среди показателей популяционного
груза :
- экологически зависимая заболеваемость
- концентрация сперматозоидов в семенной
жидкости молодых мужчин
А. Яблоков, 2015
Динамика концентрации сперматозоидов в мире
в 1934 – 1996 гг. (Swan et al., 2000).
А. Яблоков, 2015
Косвенный аргумент роста популяционного
груза за последние десятилетия -
ошибка демографических прогнозов ХХ в.
(предполагалось к началу XXI в. 8 – 9 млрд. чел.)
вызванная недоучетом влияния
химического и радиационного загрязнения.
А. Яблоков, 2015
Динамика численности России и человечества 1950–2100 гг.
этот прогноз ООН также не учитывает роста популяционного груза
и разрушения жизнеобеспечивающих систем биосферы.
А. Яблоков, 2015
Выживание человека в течении
следующих нескольких поколений
будет зависеть от его способности
остановить деградацию
жизнеобеспечивающих систем
биосферы и остановить рост
популяционного груза.
А. Яблоков, 2015
В истории человечества уже был глобальный (в
масштабах Ойкумены) экологический кризис - гибель
плейстоценовой мегафауны
Выход был найден переходом от промысла к
хозяйствованию ( «неолитическая революция»), освоением новых территорий и ресурсов
В основе современной цивилизации
лежит та же парадигма
неолитической культуры
(использования все большего количества ресурсов) .
А. Яблоков, 2015
Для вывода биосферы из
глобального экологического
кризиса
и восстановления ее
жизнеобеспечивающих систем
человеку придется кардинально
менять образ жизни и отношение
к природе
А. Яблоков, 2015
Человек на развилке:
1. «устойчивое развитие» (все страны пока идут по
пути устойчивого получения прибыли, и ни одна
– по пути экологически устойчивого развития)
2. активные координированные действия против
антропогенного ухудшения биосферы
«или люди сделают так, что на Земле станет меньше
дыма, или дым сделает так, что на Земле станет
меньше людей» (Л. Баттан)
А. Яблоков, 2015
Нужна концепция развития, при котором
неуправляемый рост потребления материальных
ресурсов невозможен.
Такой может стать концепция
«кризисного управления» биосферой:
восстановление нарушенного в антропоцене
биосферного круговорота веществ
для поддержания жизнеобеспечивающих
функций биосферы
(включая качественный состав атмосферы,
гидросферы и педосферы).
А. Яблоков, 2015
Вес прогнозы антропогенных изменений
здоровья человека и биосферы исходят из
положения, что эти изменения будут плавными.
Однако, скачкообразные, сравнительно
быстрые, изменения условий на планете (и
демографические изменения) вследствие
глобального экологического кризиса выглядят
вполне вероятными.
А. Яблоков, 2015
Для восстановления нарушенного динамического
равновесия в биосфере человеку необходимо:
• научиться выполнять функцию редуцента (с
целью рециклинга антропогенной продукции для возвращения
в биосферный круговорот изъятого из него вещества);
• усилить роль продуцента .
Выполняя функции консумента, редуцента и
продуцента, человек из стихийного
потребителя превратится в разумного
участника биосферного круговорота, а со
временем – в «мозг» биосферы.
А. Яблоков, 2015
Концепция «кризисного управления эволюцией
биосферы» потребует участия специалистов всех
научных дисциплин.
• Среди направлений такой работы:
• создание полуприродных высокопродуктивных экосистем;
• разработка новых материалов, которые могут быть
утилизированы редуцентами;
• постепенный отказ от широкого использования металлов;
• снижение энергопотребления;
• создание замкнутых по круговороту антропогенных ландшафтов;
• переход от монокультур к поликультурам в сельском хозяйстве;
• переход от промысла к хозяйствованию ко всем живым ресурсам;
• расширение спектра окультуренных и одомашненных видов;
• изоляция «вечных» поллютантов;
• защита генофонда от генотоксических веществ;
• спасение оставшегося биоразнообразия.
А. Яблоков, 2015
Когда человек
научится управлять эволюцией
биосферы,
биосфера станет ноосферой.
А. Яблоков, 2015
Пока предпосылок перехода к кризисному управлению развитием
биосферы меньше, чем предпосылок для развития по моделям
«бизнес как обычно» и «обеспечение национальной безопасности».
• Сможет ли Человек изменить избавиться от
неолитического синдрома «покорителя
природы»?
• Сумеет ли Человек создать социальноэкологическую систему глобального
масштаба – ноосферу?
Это маловероятно
(без какого-то катастрофического посыла).
А. Яблоков, 2015
Тогда вероятно
самоосвобождение биосферы
от человека,
как «ошибочного зигзага»
глобальной эволюции материи.
А. Яблоков, 2015
Итог:
• Биосфера в виде косного (неживого),
биокосного (океан, почва, атмосфера) и живого
вещества, породила «биосоциальное
вещество» (человек), создав предпосылки для
перехода в ноосферу.
• Неуправляемое развитие этого
«биосоциального вещество» не только
нарушило динамическое равновесие биосферы,
но и несет угрозу существованию человека.
А. Яблоков, 2015
Карельский научный центр РАН
20 февраля 2015 г
Спасибо
за внимание!
Алексей Владимирович Яблоков
[email protected]
А. Яблоков, 2015
Подробнее и со ссылками на источники
Биосфера: не «устойчивое развитие», а
кризисное управление. В сб. Экология, политика и гражданское общество. М., РОДП
1. Яблоков А.В.
«ЯБЛОКО», 2014, сс. 285 – 309.
2. Яблоков А.В.
Экологический груз в популяциях человека.
Матер. Пленума НС по экологии человека РАМН, 11 - 12 декабря 2014 г., М. Отд. мед наук РАН, сс. 475 – 477.
3. Яблоков А.В., Керженцев А.С., Левченко В.Ф.
Переход к
управляемой эволюции биосферы. Наука в России, 2014, № 4, сс. 48 – 53.
4. Яблоков А. В., Левченко В. Ф., Керженцев А. С. Очерки
биосферологии. 1. Выход есть: переход к управляемой
эволюции биосферы.
Philosophy & Cosmology (Киев). 2015, Vol. 14, cc. 91 – 118
А. Яблоков, 2015
Биологическое загрязнение
• загрязнение биосферы патогенными
формами бактерий, грибов, вирусов и их
токсинами,
• появление в экосистемах чуждых
организмов, в результате инвазии /
селекции / биоинжинерии.
А. Яблоков, 2015
Суммируя разные оценки (обзоры Бочков, 2004, Никитин, 1995 и др.)
к началу XXI в. генетический груз определял (в
развитых странах):
≈ 60 % погибающих до имплантации зигот;
≈ 50 % спонтанных абортов (15 % от регистр. беременностей);
≈ 30 % перинатальной смертности;
≈ 25 % младенческой смертности и смертности детей
до 4-х лет;
≈ 5 % новорожденных с наследственными
заболеваниями или предрасположенностью к ним;
≈ 25 % хронических заболеваний взрослых.
А. Яблоков, 2015