Главная > Разное > Эволюция атмосферы, биосферы и климата
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

II. УРАВНЕНИЯ И ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ

4. Упрощения

Количественно живая материя составляет только незначительную часть внешних слоев Земли. Между тем значение ее вековой деятельности на поверхности Земли огромно. Действие органических факторов проявляется вплоть до самых больших глубин (за исключением скальных пород чисто внутреннего происхождения). В предыдущей главе мы видели, что современная атмосфера сформирована при активном участии живых организмов. Согласно Вернадскому [21] «огромные массы атмосферных газов должны проходить через живую материю на протяжении одного года. Это количество во много раз превышает массу атмосферы». Круговорот вещества между органическим миром и атмосферой, следовательно, происходит чрезвычайно интенсивно. До сих пор мы обсуждали отношения, которые объединяют органический мир с неживой материей. Нам осталось представить проблему в форме уравнений и изучить различные особенности этого круговорота.

В этих уравнениях мы пренебрежем промышленной деятельностью человечества. Прежде всего, очень трудно представить ее количественно, и, кроме того, ею безусловно можно пренебречь, пока речь идет о вековых и даже многовековых периодах, а не о текущих событиях.

Какова бы ни была скорость расходования энергетических минеральных ресурсов, через несколько сотен лет они окажутся исчерпанными, и человечество будет вынуждено искать другие источники энергий. Нет никакого сомнения, что оно их найдет. Совершенно очевидно, что ни органическая жизнь вообще, ни жизнь человечества в частности в этот момент не закончатся. Углекислота, освобожденная к этому времени, будет поделена между атмосферой и океаном, и с этого момента наши уравнения станут справедливыми без введения дополнительных членов. Будет достаточно заменить

несколько коэффициентов на другие, лучше отвечающие возросшему парциальному давлению углекислого газа. И в качестве начальных значений неизвестных функций надо будет выбрать те их значения, которые будут относиться к соответствующему моменту. Уравнения и их решения качественно остаются прежними.

Более важная и трудная проблема — влияние гидросферы. Мы видели что общая масса углекислоты в океане в 30—40 раз больше, чем в атмосфере. Если это отношение при любых обстоятельствах имеет тенденцию оставаться постоянным, то был прав Шлезинг [20], утверждавший, что океан является гигантским регулятором содержания углекислоты. Он освобождает углекислоту, когда в атмосфере ее давление уменьшается, и поглощает ее в противном случае. «Шлезинг, — пишет Вернадский [21], - тем самым открыл (1878) важнейший геохимический факт, который был подтвержден независимыми дальнейшими исследованиями. Этот факт несомненно имеет большое и далеко еще не изученное геологическое значение, так как соотношение между площадями океана и суши сильно менялось на протяжении геологических эпох. Все его значение для геологии далеко еще не понято. В своих конкретных проявлениях обсуждаемое явление более сложно, чем считал Шлёзинг». В дальнейших рассмотрениях будем исходить из регулирующей роли океана. Эта гипотеза позволяет упростить анализ уравнений без введения дополнительных предположений о механизме обмена углекислотой между атмосферой и океаном.

Третья трудность — это учет влияния живой материи океана и участия углекислоты океана в органическом круговороте. Если здесь реализуется та же двухкомпонентная схема (растения — животные), которая регулирует циркуляцию в атмосфере, то математическая задача упрощается и мы имеем случай, изучаемый в п. 5—7. Если, напротив, вся масса углекислоты активно участвует в образовании карбонатных осадков, то следует отдельно изучить органический круговорот в океане (см. п. 11).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление