толкуя ее в традиционном географо-биологическом смысле. Лишь десятилетие спустя, сразу же признав учение Вернадского о биосфере как фундаментальное Достижение современного естествознания, Ферсман полностью принял основные положения этого учения.
Идеи Вернадского о живом веществе и биосфере быстро нашли отклик, но лишь в узком кругу специалистов. Общественный резонанс опоздал без малого на полвека — случай, не характерный для нашего мобильного научно-технического века. «Среди огромной геологической литературы отсутствует связный очерк биосферы, рассматриваемой как единое целое, как закономерное проявление механизма планеты, ее верхней области — земной коры».
Так начинается книга В. Вернадского «Биосфера».
Однако о биосфере Вернадский начал писать еще до выхода в свет этой книги и продолжал писать до конца своих дней. Иногда (редко) в его работах встречаются разночтения и противоречия, но в целом они образуют грандиозную упорядоченную структуру, своеобразное единство — учение о биосфере.
Вернадский рассматривал биосферу как особое геологическое тело, строение и функции которого определяются особенностями Земли (планеты Солнечной системы) и космоса. А живые организмы, популяции, виды и все живое вещество — это формы, уровни организации биосферы.
Успехи современной молекулярной биологии, биохимии и биофизики позволили вскрыть чрезвычайно сложную, подвижную и стройную картину молекулярной организации всего живого. Однако проблемы сущности, происхождения и усложнения организации живых существ во многом еще не разрешены и до сих пор остаются предметом серьезных научных споров.
В прежние времена подобные вопросы относились к разряду сугубо теоретических, возбуждающих благородную любознательность и желание познать природу. Теперь, когда человек решительно и многообразно воздействует на организмы, живое вещество и всю биосферу, когда появляются сложнейшие кибернетические машины, обладающие немалым сходством не только с живыми, но и с разумными существами, вопросы чистой теории стали причастны к практике, к деятельности человека, направленной на эксплуатацию, преобразование и охрану природы.
Надо исследовать не только внутреннюю структуру живого вещества, его составные части, но и более крупные структуры: биосферу, взаимодействующие сферы Земли и земную кору — область былых биосфер, великую каменную летопись геологической истории, хранилище информации о прошлом Земли, об истории жизни.
«Решать биологические вопросы изучением только одного — во многом автономного организма нельзя, — писал Вернадский. — Мы знаем, что организм в биосфере — не случайный гость: он часть сложной закономерной организованности». Чем же характеризуется эта организованность, в чем она проявляется? Вернадский отвечал на этот вопрос так: «Организованность резко отличаемся от механизма тем, что она находится непрерывно в становлении, в движении всех ее самых мельчайших материальных и энергетических частиц. В ходе времени — в обобщениях механики и в упрощенной модели — мы можем выразить организованность так, что никогда ни одна из ее точек (материальная или энергетическая) не возвращается закономерно, не попадает в то же место, в ту же точку биосферы, в какой когда-нибудь была раньше. Она может в нее вернуться лишь в порядке математической случайности, очень малой вероятности».
Если на микроуровне выявлена кристаллическая структура органических молекул, то на уровне живого вещества и биосферы подобная статичность (относительная, конечно) полностью отсутствует. Здесь идет постоянное движение (миграция) атомов, соединяющихся в сложнейшие молекулы, рассыпающихся и соединяющихся вновь в новых сочетаниях; атомы и молекулы переходят из атмосферы в гидросферу, в земную кору и замыкают свои круговороты, возвращаясь в первоначальную среду. Живое вещество активно регулирует геохимическую миграцию атомов. Благодаря ему за сотни миллионов лет геологической истории сохраняется стабильность биосферы и осуществляется эволюция как живых организмов, так и всей биосферы в целом. Этот особый вид постоянно изменчивого равновесного состояния Вернадский называл динамическим равновесием.
Динамическое равновесие характерно не только для биосферы. По-видимому, в таком состоянии находятся атмосфера и ионосфера, а также вся земная кора и подстилающие ее верхи мантии Земли.
У биосферы — дополнительная особенность, отличающая ее от других оболочек планеты.
Для геосфер, не охваченных жизнью, характерно устойчивое динамическое равновесие. Это делает их похожими на работающие механизмы или сложные машины.
Работающая машина изнашивается со временем и требует постоянных расходов горючего. Последнее обстоятельство для приповерхностных геосфер не имеет существенного значения; солнечная энергия пронизывает и насыщает радиационные пояса, ионосферу, атмосферу, гидросферу и земную кору (последние геосферы — в масштабах геологического времени, под влиянием тектонических процессов). А «износ» геосфер можно отождествлять с радиоактивными распадами, тепловыми потерями и рассеиванием некоторых легких атомов (водорода, гелия) в космическое пространство.
В биосфере динамическое равновесие неустойчивое. Другими словами, биосфера не только «работает и изнашивается», но и развивается в процессе работы, самоусовершенствуется, все более полно, активно и в большем масштабе накапливает, трансформирует энергию, усложняет свою организацию, обогащается информацией. Источники энергии геологических явлений: космическая, преимущественно солнечная; планетная, связанная со строением и космической историей Земли; внутренняя энергия материи — радиоактивная. Особая роль у живого вещества, активно трансформирующего солнечную лучистую энергию в химическое молекулярное движение и в сложность биологических структур.
Земная кора предстает геохимику не инертной каменной массой, а сложным механизмом, где постоянно движутся атомы и молекулы, осуществляются разообразные геохимические круговороты в значительной степени определяемые деятельностью живого вещества. Между смежными геосферами идет непрерывный обмен веществ и энергии, накапливаемой в биосфере и земной коре. Получается так, словно за долгую геологическую историю солнечные лучи пронизывают всю земную кору в среднем до тридцати километров (сюда погружаются — подчас до восьмидесятикилометровой глубины — минералы и горные породы, рожденные на земной поверхности под влиянием живого вещества). Следовательно, геохимическая энергия жизни сказывается на всей литосфере. Земная кора — область былых биосфер и аккумуляции солнечной энергии.
Развивая учение о биосфере, Вернадский пришел к следующим выводам (биогеохимическим принципам):
«Биогенная миграция химических элементов в биосфере стремится к максимальному своему проявлению». Вовлекая неорганическое вещество в «вихрь жизни», в биологический круговорот, жизнь способна со временем проникать в ранее недоступные ей области планеты и увеличивать свою геологическую активность. Действительно, палеонтологи, восстанавливая историю живых существ, приводят доказательства увеличения разнообразия видов, появления новых более сложных форм, способствующих еще более полному освоению солнечной энергии, активизации биосферы.
«Эволюция видов, приводящая к созданию форм, устойчивых в биосфере, должна идти в направлении, увеличивающем проявление биогенной миграции атомов в биосфере».
Этот биогеохимический принцип Вернадского утверждает высокую приспосабливаемость живого вещества, пластичность, изменчивость во времени. Живое вещество «приучалось» полнее использовать химические элементы, вовлекая их в круговорот биогенной миграции. Когда более полумиллиарда лет назад появились морские беспозвоночные, имеющие кальциевый наружный скелет, резко усилилась миграция атомов и некоторых соединений кальция. Скелет позвоночных стал фактором усиления миграции атомов фосфора, фтора. Наземная растительность резко активизировала в каменноугольную эпоху круговорот углерода.
В земной коре сохраняются свидетельства вспышек, волн жизни в виде скоплений биогенных карбонатов, горючих сланцев, угля, нефти, писчего мела и других минеральных образований, связанных с деятельностью живого вещества, с проявлением организации биосферы.
В своих работах Вернадский не ограничился общим описанием биосферы и выяснением ее общих закономерностей. Он провел и частные, детальные исследования, выразив, как мы знаем, в формулах и цифрах активность живого вещества, а также проследив судьбу некоторых химических элементов в биосфере. Он показал место биосферы в системе других геосфер планеты.
