Лавлок ввел понятие геофизиологии, обозначающее системный подход к наукам о Земле. Согласно Гея-гипотезе, сохранение длительной химической неравновесности атмосферы Земли обусловлено совокупностью жизненных процессов на Земле. С начала жизни 3,5 млрд. лет назад существовал механизм биологической автоматической термостатики, в котором избыток двуокиси азота в атмосфере играл регулирующую роль, препятствуя тенденции потепления, связанной с возрастанием яркости солнечного света. Другими словами, действует механизм обратной связи (он будет подробно рассмотрен ниже).
Лавлок сконструировал модель, в соответствии с которой при изменении яркости потоков солнечного света растет разнообразие системы, ведущее к возрастанию способности регулировать температуру поверхности планеты, а также к росту биомассы.
Суть Гея-гипотезы состоит в том, что Земля является саморегулирующейся системой, созданной биотой и окружающей средой, способной сохранять химический состав атмосферы и тем самым поддерживать благоприятное для жизни постоянство климата. По Лавлоку — мы обитатели и часть квазиживой целостности, которая обладает способностью глобального гомеостаза, справляющегося с внешними влияниями в пределах своей способности к саморегуляции. Когда подобная система попадает в состояние стресса, близкого к границам саморегуляции, даже маленькое потрясение может толкнуть ее к переходу в новое стабильное состояние или даже полностью уничтожить.
В то же время «Гея» превращает даже вредные для себя элементы в необходимые и, видимо, может выжить даже после ядерной катастрофы. Эволюция биосферы, по Лавлоку, может быть процессом, который выходит за рамки полного понимания, контроля и даже участия человека.
Подходя к Гея-гипотезе с биологический позиций, Л. Маргулис полагает, что жизнь на Земле представляет собой сеть взаимозависимых связей, позволяющих планете действовать как саморегулирующаяся и самопроизводящая система.
1. Что изучает геология?
2. Что такое тектоника литосферных плит?
3. Каково строение Земли?
4. Чем занимаются геофизика и геохимия?
5. Чем занимается климатология?
6. Каковы основные особенности Гея-гипотезы?
I. Ответьте на вопросы.
1. Что такое радиоактивный распад и как он влияет на эволюцию Земли?
2. Чем отличается радиоактивный распад от термоядерного синтеза?
3. Что такое глобальная тектоника и как она относится к глобальным проблемам?
4. Что является причиной горообразования и вулканической деятельности?
5. Каково эмпирическое подтверждение расхождения континентов?
6. Как происходит развитие Земли с точки зрения тектоники литосферных плит?
7. Каково строение атмосферы Земли?
8. Чем отличается климат от погоды?
9. Почему сменяются день и ночь, времена года?
10. Почему на экваторе всегда жарко, а на полюсах холодно?
II. Прокомментируйте схему.
Эволюция Земли.
Становление планеты (4,5–3,8 млрд. лет назад) → возникновение жизни на Земле (3,8–2 млрд. лет назад) → возникновение современной биосферы (2–0,6 млрд. лет назад) → палеозой: выход живого вещества на сушу (600–340 млн. лет назад) → мезозой (340-70 млн. лет назад) → кайнозой (70-3 млн. лет назад) → антропоген: появление человека (от 3 млн. лет тому назад).
Вернадский В.И. Химическое строение биосферы. — Различные издания.
Мир вокруг нас. — М., 1983.
Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. — М., 1976.
Уильямс Л. Науки о Земле без тайн. — М., 2009.
Глава 7
Релятивистская физика
В трех последующих главах мы дадим как бы моментальную фотографию современного строения мира. Поможет нам одна из наиболее древних и фундаментальных наук — физика (от греч. «physis» — природа). Стало быть, физика — наука о природе. Физика — главная из естественных наук, поскольку она открывает истины о соотношении нескольких основных переменных, справедливые для всей Вселенной. Ее универсальность обратно пропорциональна количеству переменных, которые она вводит в свои формулы.