Крисаченко В.С.
Екологічна культура

Природні екологічні кризи. Абіотичні чинники

§4. Природні екологічні кризи

Природні екологічні кризи викликаються дією, переважно, чинників абіотичних та біогенних.

Абіотичні чинники. Ці чинники пов'язані з дією обставин та об'єктів неорганічної природи. Вони поділяються за походженням на: а) геологічні та б) космічні (астрофізичні). Як ті, так і інші істотно впливали і впливають на перебіг життєвих процесів у біосфері, її стійкість чи, навпаки, дестабілізацію, тобто кризи і катастрофи. Звернемося у зв'язку з цим до так званого катастрофізму — вчення про масові вимирання в минулі геологічні епохи багатьох видів рослин і тварин, цілих флор і фаун, котрі неодноразово викликали глобальні кризи у найбільшій екосистемі планети — біосфері.

Ще у 1821 р. великий французький натураліст Жорж Кюв'є у трактаті "Роздуми про перевороти на поверхні земної кулі" застосував принцип катастрофізму, який грунтується на визнанні різких глобальних змін клімату та інших геологічних чинників як визначальних у вимиранні видів. Особливої ваги висунутій концепції надавав помічений ученим збіг періодичних вимирань видів тварин і значних змін їхнього природного довкілля.
На початку і в середині XX ст, катастрофізм набув нового імпульсу у своєму розвитку, насамперед завдяки працям німецького палеонтолога Отто Шіндевольфа. Сучасну форму його називають неокатастрофізмом. Межі геологічних ер, а певною мірою також і формацій, вважав учений, фіксують собою різкі зміни у складі тваринного світу; самі ж причини цього явища коріняться в іншому. Шіндевольф для пояснення кардинальних змін земної біоти вводить поняття типострофізму, що означає стрибкоподібні зміни типів організації на всіх її рівнях шляхом зміни ранніх стадій онтогенезу. Інакше кажучи, неокатастрофізм до зовнішніх причин криз, зумовлених абіотичними чинниками, додає також і внутрішні — біотичну, формотворчу спонуку.
Нова хвиля інтересу до ідей катастрофізму припадає на 80-ті роки нашого століття, коли істотно розширилася емпірична та методична основа пізнання минулих біосфер. Зокрема, американські палеонтологи Вальтер та Луїс Альвареси докладно обгрунтували так звану іридієву гіпотезу масових вимирань, а Д. Рауп та Дж. Сепкоськи — концепцію 26-мільйонних циклів вимирання через своєрідне вичерпання "життєвості" видів.
Іридієва аномалія на межі крейдяного та палеогенового періодів, вважають Альвареси, є наслідком космічного удару. Така аномалія зафіксована в понад 650 геологічних розрізах, що свідчить про глобальні масштаби події; її космічне походження підтверджується геохімічними, астрономічними, мінералогічними та ізотопними дослідженнями. А головне: модель іридієвої аномалії задовільно пояснює масове крейдяне вимирання тварин. Щоправда, вона практично не прийнятна для осмислення природи багатьох інших кризових явищ в історії біосфери.
Рауп і Сепкоськи проаналізували зміни інтенсивності вимирання родин морських тварин протягом 39-ти геологічних періодів — від пермського до пліоценового. Визначили кількість родин, котрі вимирають в одному віці (зрозуміло, геологічному), окрім тих, які погано ідентифікуються, або які існують і до сих пір. У результаті вони прийшли до висновку про існування циклів вимирання з періодичністю в 26 млн років — здебільшого для мезозойських та кайнозойських вимирань. Зрозуміло, малоймовірними є внутрішні причини таких подій, а тому дослідники схиляються до позаземних чинників чи, навіть, до прояву дії якихось, ще невідомих, астрофізичних процесів. Без їхнього існування та впливу еволюція біоти, вся біосфера мали б зовсім інший вигляд.
Ідеї Альваресів, Раупа та Сепкоськи викликали величезний резонанс у науковому співтоваристві. Досить згадати, що вже у серпні 1983 р. в університеті Північної Арізони відбулася нарада на тему: "Динаміка вимирання", на якій спеціально обговорювалися ідеї Раупа та Сепкоськи. Аналогічна дискусія відбулася у травні 1984 р. в Берклі (Каліфорнія). Аналіз друкованої реакції на висунуті ідеї показав, що в палеонтологічних журналах середини 80-х років найпопулярнішим терміном було "вимирання". А здійснене у 1984 р. анкетування 172 передплатників відомого міжнародного часопису "Paleobiology", а також 82 американських геофізиків, 118 британських палеонтологів, 113 німецькомовних палеонтологів, 122 польських і 20 радянських геологів стосовно їхнього ставлення до іридієвої гіпотези Альваресів виявило, що майже 31% геологів та палеонтологів були впевнені, що масові вимирання дійсно були викликані зіткненнями Землі з космічними тілами, приблизно 40% — що космічний удар справді був, але він не призвів до масових вимирань (А Гофман, М. Німе, 1985). Цікаво, що астероїдна версія знайшла більше прихильників серед американських дослідників, аніж серед їх європейських колег.
Необхідно згадати також і вельми оригінальну концепцію вимирання флор і фаун у минулі геологічні часи, котра пов'язує це із збурюючим впливом таємничої гіпотетичної зірки Немезиди — невідомого досі супутника Сонця. Попри деяку фантастичність зробленого припущення, практичні американці відразу налагодили спостереження (за допомогою двох телескопів) за цим ймовірним космічним тілом. На жаль, поки що пошуки виявилися невтішними, що, однак, не знімає саму проблему екзопланетного спричинення багатьох земних екологічних криз.

Таким чином, прихильники космічних (астрофізичних) версій масових вимирань земної біоти групуються навколо кількох основних припущень-гіпотез:

1. Існування у Сонця гіпотетичної зірки-су путника — Немезиди, котра має надто витягнуту ексцентричну орбіту, а тому несприйнятна для безпосередніх спостережень. Вивчати її можна лише за тими впливами, які вона справляє на тіла Сонячної системи;
2. Існування в Сонячній системі невидимої десятої планети, що відхиляє орбіти комет, викликаючи їхні земні "зливи"; аргументація у цьому випадку подібна до гіпотези "Немезиди";
3. Довготривалі зміни космічної радіації, пов'язані з коливаннями Сонця відносно площини Галактики; у цьому випадку (втім, як і в наступному) обгрунтування базується на математичних обчисленнях і має ймовірнісний характер;
4. Дія гравітаційних сил гігантських молекулярних міжзоряних хмар під час проходження Сонця (і планет її) крізь площину Галактики.

Всі чотири моделі — гіпотетичні, причому останні дві з них малоймовірні щодо можливості зустрічі планети з цими явищами. Фактично, як вважає відомий британський геолог Е. Хелем (1985), єдиним доказом неземної природи масових вимирань є іридієва аномалія на межі крейди та палеогену; зате доказів земних причин таких подій — значно більше. А тому більшість фахівців схиляється до таких висновків:
а) не існує бездоганних доказів зв'язку космічних ударів і масових вимирань;
б) немає підстав вести мову про строгу циклічність масових вимирань;
в) достовірна відповідність між явищами вимирання, з одного боку, і формотворенням, з іншого, також відсутня.

Водночас навіть найвідчайдушніші скептики не можуть заперечувати фактів дійсно великих вимирань у минулій історії Землі, оскільки вся геостратиграфічна шкала бере за основу виділення періодів різкі зміни флор та фаун. Досить важко заперечувати й існування справді циклічних явищ у протіканні деяких астрофізичних процесів.
Існують такі періоди коливань: сонячної активності з "кроком" у 9-11 років; рівня сонячної радіації, спричиненими змінами нахилу земної осі до площини екліптики з "кроками" 1800 років, 4000 років, 20-25 млн років, 90 млн років. Цілком ймовірними є припущення щодо існування великого циклу в 170-190 млн років, пов'язаного з регулярністю проходження Сонячної системи через площину Галактики. Наразі важко заперечувати також існування декількох “великих” і понад десяти "дрібних" масових вимирань. Так, великі вимирання мали місце 480 млн років тому (межа ордовик-силур), 240 млн (межа перм-тріас), 195 млн років (кінець тріасу). Приблизно 65 млн років тому сталося "велике мезозойське вимирання", коли зникли белемніти, амоніти, багато груп морських, наземних та крилатих рептилій, зокрема динозаври, а також вимерли основні біопродуценти — планктонні форамініфери і конколітофоріди (А. С. Алексеев, 1986; Д. А. Рассел, 1982; А. Буко, 1979). Фактом залишається і те, що після кожної подібної біосферної екологічної кризи або з'являлися нові таксони, або "вибухали" новими рисами вже існуючі.

Безумовно, крім екзогенних, тобто зовнішніх щодо біосфери, причин екологічних криз (вимирання видів та ін.) існують також і ендогенні чинники, тобто внутрішньобіосферні. Мова йде про геологічні, кліматичні, термічні, оптичні та інші впливи. З урахуванням цих обставин запропоновано чимало різних моделей вимирання та екологічних криз.

Яскравим прикладом подібних узагальнень можуть бути численні еколого-кліматичні моделі, які пояснюють згадані явища дією певних земних сил — геологічних, гідрологічних, термальних та ін. Чималу традицію мають, наприклад, пояснення масових вимирань похолоданнями чи, навпаки, потепліннями клімату. Останнім часом до цієї проблеми звернувся відомий палеонтолог С. Стенлі (1984), який зробив висновок, що саме похолодання було істотною, якщо не найважливішою причиною масових вимирань. На його думку, аналіз чітко зафіксованих масових вимирань — пліоцен-плейстоценового, еоцен-олігоценового, термінального крейдяного, тріасового, юрського, термінального пермського, пізньо-девонського, термінального ордовикського, кембрійських та вендських кризових подій — свідчить про важливість зниження температури в зміні біоти; при цьому високоширотні флори та фауни зміщувалися до екватора, змінюючи (витісняючи) тропічні. До визнання кліматичних причин масових вимирань схиляється також і багато інших вчених (М. І. Будико, Г. С Голіцин та ін.), хоча обґрунтовується можлива рушійна роль і інших чинників — вулканічних (И. В. Мелекесцев, 1986), тектонічних (С.А. Мороз, 1986) і т. д.
Загалом, моделі типу еколого-кліматичних, тектонічних, орографічних мають чимало евристичних та пояснювальних можливостей, які сприяють осмисленню феноменів локальних та регіональних екологічних криз. Однак тут виникають значні труднощі при зверненні до всебіосферних процесів. Тому для неупередженого і виваженого аналізу абіогенних чинників збурення біосфери та її підсистем однаковою мірою слід враховувати дію як екзогенних, так і ендогенних сил.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом