Ваши вопросы

Вопросы по биотической регуляции можно задать в комментариях к этой странице. Список вопросов, на которые уже были даны ответы на сайте, находится здесь.

Ниже в комментариях мы ответим на несколько поступивших за последнее (и не только) время вопросов. Они не размещены на нашем двуязычном сайте потому, что пока у нас не было времени сделать их английский перевод.

Мы очень ценим вопросы и комментарии наших читателей, включая те, на которые по каким-либо причинам не смогли (оперативно) ответить.

Список вопросов с ответами

Алексей Биотическая регуляция и глобальные изменения биосферы в геологическом прошлом
Влад Совпадают ли функции биоты в океане и биоты на суше?
Влад Парк и тайга: в чем разница?
Владимир Лесной насос в сравнении с другими факторами
В.Э.Г. Метан и потепление климата
В.Э.Г. Магнитное поле и изменения климата
В.Э.Г. Лесной насос и рельеф
Катерина Что такое геофизические потоки влаги с океана на сушу?
Юрий Биотическая регуляция и динозавры
Саша Лесной насос и биогенные ядра конденсации
Илья Что запускает осадки в пустыне?
Читатель Не приведет ли сокращение популяции человека на данном этапе истории к деградации в культуре?

37 responses to “Ваши вопросы

  1. Вопрос касается биотической регуляции среды и глобальных изменений биосферы в геологическом прошлом.

    Несмотря на весомые основания концепции биотической регуляции биосферы, возникает определенный парадокс между точностью параметров циклов энергомассообмена, во многом достижимой только за счет активности биоты, и значительным изменением площадей биомов, да и просто широтным распределением и соотношением суши и океана, их очертаний, в региональном и глобальном масштабах в геологической ретроспективе. Иными словами, каким образом обеспечивалась относительная устойчивость параметров биосферы в «поле жизни» во время глобальных геотектонических и геоклиматических изменений, якобы имевших место в геологическом прошлом Земли, если биота, как основной регулятор глобального климата, терпела при этом столь же глобальные изменения? Спасибо.

    • Cуществование биотической регуляции окружающей среды (независимо от конкретных доказательств типа лесного насоса) следует из физической неустойчивости климата и окружающей среды. Жизнь, основанная на функционировании растений, возможна в узком температурном интервале от 0 до 60 oС в области жидкой фазы воды на земной поверхности. В отсутствие биотической регуляции окружающая среда должна была бы выйти из этого диапазона за несколько тысяч лет. То есть, за период времени, намного меньший характерного времени эволюционного изменения видов, происходящего за несколько миллионов лет.

      Устойчивое поддержание стационарного значения растительной биомассы в присутствии огромных потоков синтеза и разложения является независимым аргументом. (Величину биомассы можно также считать параметром окружающей среды, контролируемым биотой).

      Наблюдаемый факт существования жизни в течение миллиардов лет однозначно указывает на то, что не поддающиеся биотической регуляции компоненты окружающей среды (геоклиматические, геотектонические, космические) не выходили за пределы, не совместимые с жизнью (оставались внутри “поля жизни”). Это означает, что изменения этих компонент происходили достаточно медленно, так что эволюционные перестройки экосистем успевали их компенсировать. Это следует принимать во внимание при анализе и интерпретации гео- и космо-палеоданных. (Отсюда, в частности, следует, что гипотеза о пребывании Земли в виде ледяного шара сотни миллионов лет назад, как и предположение об уничтожении жизни космическим ударом, основаны на неверной интерпретации геопалеоданных.)

  2. Совпадают ли функции биоты в океане и биоты на суше и в чем это выражается?

    • Биота океана так же, как и биота суши регулируют все характеристики окружающей среды, на которые биота способна воздействовать (при заданных извне потоке солнечной энергии, ускорении свободного падения, извержениях вулканов, землетрясений, падений крупных метеоритов). Поэтому стратегические функции биоты в океане и на суше совпадают. Но биоты океана и суши используют для этого разные физические законы и разные виды воздействия на окружающую среду. Жизнь на суше возможна при обводнении суши, которое обеспечивается функционированием лесов. До открытия биотой возможности построения сплошного покрова высоких деревьев, покрывающих пространства в несколько тысяч километров (площади в несколько миллионов квадратных километров) суша представляла собой безжизненную пустыню. Жизнь на суше и, следовательно, леса, согласно палеоданным возникли около трехсот-четырехсот миллионов лет назад. До этого времени только биота океана управляла окружающей средой Земли.

      Океан занимает две трети, суша — одну треть поверхности Земли. Однако первичная продуктивность лесов суши (на единицу земной поверхности) в восемь раз больше, чем у океана. Поэтому продукция всей покрытой лесом суши (пропорциональная 8×(1/3)) была в 4 раза выше продукции всего океана (пропорциональной 1×(2/3)). Продукция суши составляла 80%, океана — 20%. Поэтому подавляющую часть биотической регуляции окружающей среды всей Земли выполняла именно биота суши. Сейчас после сведения людьми большей части лесов продукция суши составляет 60%, океана — 40% от всей продукции биоты Земли, т.е. сейчас продукция суши больше продукции океана только в 1,5 раза. Продукция океана мало изменилась под воздействием человека, во всяком случае она не могла вырасти. Поэтому сведение лесов уменьшило продукцию суши почти в три раза (4/1,5 ~ 2,7). Именно с этим связаны все неприятности, происходящие с климатом Земли.

      До образования жизни на суше вся тяжесть управления окружающей средой Земли лежала «на плечах» океана. После образования лесного покрова 80% этого управления стало выполняться биотой суши. Естественно это привело к изменению биоты океана — зачем работать «на износ», когда почти всю эту работу выполняют другие. Океан стал выполнять функцию «тонкой настройки», уточняя регуляцию там, где ее недостаточно точно выполняла быта суши. Поэтому после полного уничтожения лесов (и жизни на суше) биота океана уже не сможет управлять всей окружающей средой Земли, как она это делала четыреста миллионов лет назад. И неизвестно, сможет ли эта изменившаяся биота океана поддерживать окружающую среду в пригодном для какой-либо жизни состоянии.

  3. Есть ли разница во влиянии одного гектара парка и одного гектара тайги?

    • Ненарушенные леса и до появления человека подвергались редким внешним нарушениям под воздействием вулканов и землетрясений. Поэтому все ненарушенные леса обладают программой восстановления ненарушенного леса после произошедших нарушений. Восстановление производится специальным набором видов, которые имеют чрезвычайно малые численности особей и практически незаметны в ненарушенном лесу.

      В периоды восстановления ненарушенного леса управление окружающей средой выключено или заменено разрушительными воздействиями.

      Главное — это как можно скорее восстановить ненарушенный лес, способный к управлению. Аналогично происходит выздоровление организма после травм и болезней — в эти периоды люди не управляют цивилизацией, а забирают от нее часть того, что ими было сделано раньше. Парк в противоположность тайге лишен программы управления окружающей средой. Продукция гектара парка или культивируемой древесины может быть равна и даже превышать продукцию гектара тайги. Поэтому гектар парка может с той же скоростью разрушить устойчивость окружающей среды, с которой ее поддерживает управление гектаром тайги. Уничтожение тайги превращает занятую тайгой территорию в пустыню. Последующее выращивание на этой пустыне парка или древесных плантаций — это уничтожение управляющего действия еще сохранившейся ненарушенной биоты с площадью, равной по площади уничтоженной тайги.

  4. Действие лесного насоса очевидно и эффективно, особенно в зоне тропического леса. Однако, этот механизм охватывает далеко не все территории и действует не во все времена года. В Антарктиде и Гренландии тысячелетиями выпадают осадки, хотя до ближайших лесов многие тысячи километров. С другой стороны, огромные лесные массивы Сибири, Канады и Аляски полгода покрыты снегами и три месяца зелёный покров либо только оживает, либо увядает. В это время лесной насос СПИТ (это Ваше выражение), а осадки выпадают наиболее интенсивные. Кроме того, даже в зоне вечнозелёных лесов сезон дождей сменяется «сухим» сезоном. В этой связи очень интересно рассмотреть вопрос взаимодействия лесного насоса с другими механизмами, участвующими в круговороте воды в природе и оценить место, которое он занимает в нём.

    • Мы нигде не писали, что в зимний период лесной насос спит. Мы писали, что спит его биологическая составляющая. Зимой в Сибири, Канаде и Аляске лесной насос работает не менее интенсивно, чем летом. Степень интенсивности отрегулирована применительно к местности (например, лиственница в Сибири). Посмотрите на зимние деревья на Вашей даче, и Вам дальнейшее разъяснение не потребуется. См. также ответы на аналогичные вопросы наших читателей по поводу лесного насоса зимой.

      Естественная наука отличается от всех других областей знаний своим количественным содержанием. В отличие от математики в естественной науке не бывает абсолютно точных законов и фактов. Все результаты имеют известную из наблюдений степень достоверности. «Сухой» сезон в вечнозеленых лесах имеет свою количественную характеристику. В бассейне реки Амазонки, покрытым девственными не нарушенными человеком лесами, в «сухой» сезон экосистема остается полностью обеспеченной влагой и фотосинтез происходит с максимальной скоростью. Цель работы лесного насоса полностью достигнута — влаги, накопленной во влажный сезон, полностью хватает для обеспечения экосистемы. На территориях с муссонным климатом, лишенных сплошного лесного покрова, реки в сухой сезон исчезают полностью, фотосинтез практически прекращается. В пустыни воздух с моря практически не проникает вообще. Уже из этих наблюдений очевидно, что лесной насос и полностью определяет круговорот воды на суше.

      Исследования конденсационного градиента давления, который составляет физическую основу функционирования лесного насоса, показали, что этот градиент количественно объясняет все основные наблюдаемые типы циркуляции, включая пассаты, ураганы и торнадо (см., в частности, здесь, здесь и здесь). Это означает, что вклад остальных механизмов (в частности, дифференциального нагрева) мал по сравнению с конденсационным потенциалом.

    • Добрый день! Хотелось бы также отметить, что интенсивные осадки в Гренландии и Антарктиде выпадают лишь в прибрежных районах. Во внутренних регионах уровень осадков не превышает нескольких сантиметров в год. Особенно это касается Антарктиды, внутренние районы которой значительно удалены от Океана. Таким образом, этот континент сполне соответствует понятию «пустыни» (точнее «ледяной пустыни»). В то же время, минимальное трение на огромных ледяных территориях пораждает одни из сильнейших в мире ветры (до 300 км/час). В этом смысле Територия Антарктиды вполне соответствует обезлесенному участку суши в любых других широтах.

  5. Последнее время в СМИ звучит большая шумиха относительно потепления климата ,связывая это явление с увеличением СО-2 в атмосфере за счёт промвыбросов. В одной из статей Вы резонно заметили, что СО-2 практически не участвует в создании парникового эффекта. Гораздо большую опасность создаёт водяной пар и метан. Последний момент, думается, является особо тревожным. Потепление климата вызывает оттаивание вечной мерзлоты, а это ведёт к увеличению площади болот и, как следствие, интенсивному выходу метана.Процесс имеет положительную обратную связь, гораздо более опасную, чем рост СО-2 и даже содежания водяного пара в атмосфере. Последнее, кстати, с некоторого момента может давать и отрицательную обратную связь. Не так ли начинается ЛЕДНИКОВЫЙ период? Интересно рассмотреть корреляцию роста концентрации метана в атмосфере с ростом глобальной температуры на Планете.

    • В последних своих работах мы нигде не писали о метане, потому что выбросы метана ничтожны в сравнении с выбросами CO2, а поглощение теплового излучения молекулами метана не сильно отличается от поглощения молекулами CO2. Ваш вопрос вызван, видимо, передачей по телевидению, где были показаны пробои льда в области вечной мерзлоты и выход метана, который при поджоге вызывал действующий на воображение факел. Подобные факелы можно получить на любом болоте и вне вечной мерзлоты.

      «Опасность» выбросов метана в вечной мерзлоте и ее связь с «возможно, начинающимся ледниковым периодом» отмечена в телевизионной передаче. Более того, в передаче указывалось, что выбросы метана могут превзойти всю массу современной атмосферы. В естественной науке любые утверждения не должны противоречить данным, известным из других областей науки (включающей не только данные о метане в вечной мерзлоте). Флуктуации вечной мерзлоты — оттаивание в одних местах и замерзание в других — происходили всегда. Для утверждения об уменьшении вечной мерзлоты в глобальных масштабах необходимы детальные и трудоемкие исследования на огромных массивах данных, которых пока нет. Но можно утверждать, что все сказанное в передаче и вопросе о «гораздо большей опасности» выбросов метана даже по сравнению с водяным паром, неверно.

      Метан появляется вследствие разложения органического вещества, накопленного в осадочных породах. Кислород атмосферы составляет 21% воздуха и возник при отложении органического вещества. Следовательно, количество молекул кислорода в атмосфере и органического вещества в осадочных породах одинаково по порядку величины. Малая часть ~ 1% органического вещества образует концентрированные запасы ископаемого топлива, на котором существует современное человечество. Концентрированные запасы метана составляют малую часть, не превышающую 1% ископаемого топлива. Поэтому метан не используется людьми и не играет никакой роли в глобальной энергетике. В вечной мерзлоте содержится малая часть всего метана, по-видимому, меньшая 1% его глобального запаса. Итак, запасы метана меньше запасов кислорода в атмосфере в миллион раз, меньше запасов водяного пара в атмосфере в десять тысяч раз и меньше запасов СО2 в атмосфере в сто раз. Этот простой расчет находится в согласии с имеющимися наблюдениям метана в атмосфере. Оттаивание вечной мерзлоты может увеличить это содержание метана не более, чем в два-три раза. Исследовать положительные и даже отрицательные (соответствующие положительному процессу восстановления устойчивости) обратные связи выбросов метана можно, но они никак не могут повлиять на в десять тысяч раз более сильную регуляцию климата водяным паром (управляемым лесным биотическим насосом) и даже в сто раз более сильное воздействие CO2.

      Возможность изменения климата определяется только нарушением главного управляющего фактора — биотического лесного насоса, контролирующего изменение водного режима, парникового эффекта, температуры земной поверхности. И, как следствие этого, изменения вечной мерзлоты, термохалинной циркуляции океана, включая важный для климата Западной Европы и Восточной Америки «умирающий» Гольфстрим. Гольфстрим и вечная мерзлота сами по себе без нарушения биотического лесного насоса и температуры земной поверхности изменяться не могут.

  6. В последнее время в мире наблюдается настоящий ажиотаж относительно заметного потепления климата. Наиболее вероятной причиной считают промышленный выброс СО-2 в атмосферу. Однако, Вы убедительно показали, что парниковый эффект в гораздо большей степени зависит от наличия водяного пара в атмосфере, сделав упор на бесконечное (варварское) истребление лесов. По этому поводу идут бесконечные и весьма острые споры. Принимаются международные квоты для разных стран на выброс СО-2 и т. д. Вместе с тем, из общего внимания совершенно выпало такое глобальное явление, как интенсивное смещение магнитных полюсов Земли (50 км. в год!). Факт неоднократной перемены магнитных полюсов Земли местами известен. Известно также, что Земля неоднократно испытывала глобальное оледенение, впрочем, как и периоды сильного потепления (размах температуры 20 градусов по вашим данным). Если бы удалось показать их совпадение во времени, это был бы сильный аргумент в пользу естественного процесса сегодняшнего потепления. Интересно Ваше непредвзятое мнение по этому вопросу.

    При всей фантастичности такого предположения, в нашей Солнечной Системе есть прецедент. Спутник Юпитера ИО имеет мощный вулканизм, который объясняют не только приливной гравитацией, но и взаимодействием магнитного поля ИО с мощным магнитным полем Юпитера, что вызывает смещение огромных масс и выделение тепловой энергии. Логично предположить, что смещение земных магнитных полюсов также обязано каким-то смещениям в глубинных недрах Земли (не смешивать с дрейфом тектонических плит!). В этом случае первыми кто поглотит выделяющуюся энергию, будет ОКЕАН! Что Вы думаете по этой проблеме?
    С уважением — В.Э.Г.

    • Магнитное поле возникает при движении электрических зарядов по замкнутым траекториям. Земля электрически нейтральна с высокой точностью. В центре Земли температура достигаем нескольких тысяч градусов, и атомы и молекулы частично ионизированы. При этом электрические положительные и отрицательные заряды слабо пространственно разделены. Вращение Земли создает за счет этих зарядов магнитное поле. Незначительное изменение распределения зарядов приводит к изменению направления и величины магнитного поля Земли. Эти изменения — следствие геотермальной мощности. Эта мощность имеет порядок 1013 Вт в среднем по всей поверхности Земли и совпадает с мощностью энергопотребления человечества, но в десять тысяч раз меньше солнечной мощности. Вулканизм и землетрясения составляют сотую часть геотермальной мощности, т.е. в миллион раз меньше солнечной. Мощность передвижения магнитного поля Земли не менее чем в тысячу раз меньше вулканической и не может оказывать никакого влияния на климат Земли.

      Геотермальная мощность возникает за счет опускания тяжелых фракций к центру (радиоактивность дает малый вклад) и пропорциональна MgR/T, R — радиус планеты, T — время жизни солнечной системы. Отношение «геотермальных» мощностей на Юпитере и Земле равно M_Jg_JR_J/ M_Eg_ER_E \sim 10^4, т.е. геотермальная мощность на Юпитере больше солнечной. Масса Ио равна массе Луны (в 26 тысяч раз меньше Юпитера). Но мощность магнитных передвижений и, тем более, мощность изменения взаимодействия магнитных полей Ио и Юпитера, по крайней мере, в 105 раз меньше «геотермальной» и солнечной и не может влиять ни на климат Юпитера, ни на климат Ио.

  7. Конденсация и роль рельефа.

    Рассматривая процессы конденсации водяного пара, почему Вы полностью игнорируете роль рельефа? Вследствие горизонтального перемещения воздушных масс (неважно чем обусловленных), упираясь в горные хребты воздушный поток неизбежно будет подниматься вверх, создавая условия для конденсации влаги. Не потому ли склоны всех горных систем имеют высокий уровень осадков и, как следствие, буйную растительность(леса). А дальше они действуют синхронно, создавая устойчивую экосистему. Возможно именно так зародились первые леса на Земле?

    • Для того, чтобы возникли осадки на суше, ветер должен доносить туда влажный воздух с океана. В пустынях нет леса в горах, хотя рельеф там такой же, как и в покрытых лесом горах. Поэтому очень важно понимать, чем обусловлено перемещение воздушных масс, куда и откуда. Подъем воздуха, связанный с конденсацией, существует независимо от рельефа. (Наиболее интенсивный он в торнадо и ураганах, которые происходят на относительно гладкой поверхности.)

      Рельеф лишь меняет скорость подъема и конденсации. Это изменение очень незначительное в среднем по суше, но значительное в редких локальных областях (как мы знаем из школы, осадки в долине Непала составляют 11 м/год, в среднем по суше 0,5 м/год).

      Поскольку первичны не горы, а горизонтальный поток влаги в атмосфере, то зародиться леса могли только на берегах океанов.

  8. Что такое геофизические потоки влаги с океана на сушу? Это и есть циклоны? И на каком расстоянии от океана или моря они действуют?

    • При анализе эмпирического материала по осадкам над покрытыми лесом речными бассейнами и над обезлесенными территориям мы обратили внимание на отсутствие зависимости величины осадков от расстояния до океана над лесом. В то же время над обезлесенными территориями осадки падали экспоненциально с увеличением расстояния до океана. То есть, дующий с океана влажный ветер быстро ослабевал с удалением от океана. Такой усредненный по времени влажный ветер, дующий с океана на сушу и не связанный с лесным покровом, мы назвали геофизическим в отличие от биотических потоков, обеспечиваемых лесом.

      Однако в протяженных пустынях потоки влаги внутрь пустынь практически равны нулю на любом расстоянии от океана. Поэтому термин «геофизические потоки» неточен, и мы от него отказались. Если нет растительности, влажный воздух на сушу не пойдет. Реально экспоненциальное падение наблюдается в лишенных леса, но не лишенных редкой низкорослой и травянистой растительности, например, там, где наблюдаются муссоны. В этом смысле геофизические потоки влаги можно было бы отождествлять с нерегулярными потоками муссонного типа. Такие потоки затухают на расстоянии нескольких сотен километров от берега океана.

      Циклоны существуют при любой протяженной атмосферной циркуляции вне экваториальной зоны — т.е. там, где проекция оси вращения Земли на перпендикуляр к земной поверхности значителен. В область подъема воздушных масс, вызываемого конденсацией (т.н. акцепторная область), поступает воздух, приходящий из донорной области. В донорной области происходит опускание воздушных масс, возвращающихся из акцепторной области в верхней части атмосферы. В донорной области конденсация отсутствует, но есть испарение. Испарившаяся влага переносится в акцепторную область, компенсируя там речной сток.

      Под воздействием силы Кориолиса воздух, сходящийся к центру области конденсации, где давление низкое, вовлекается в циклоническое вращение. И наоборот, в донорной области опускания с высоким давлением радиально расходящиеся воздушные массы вовлекаются в антициклоническое вращение под воздействием той же силы Кориолиса. Если акцепторная и донорная области находятся на удаленных широтах, то интенсивность циклонического и антициклонического вращения разные. В частности, если одна из этих областей находится на экваторе, то вращение в ней отсутствует.

      Таким образом, циклоны (обширные области с пониженным давлением, где воздух вращается), могут образовываться везде, где есть конденсация и подъем воздуха. В частности, они могут образовываться и в области действия лесного насоса. То есть, инициированная лесным насосом конденсационная тяга приведет к потоку влаги с океана на сушу в форме повторяющихся циклонов.

    • Отметим также, что скрытое тепло, выделяющееся при конденсации, приводит к меньшему охлаждению воздуха при его подъеме на заданную высоту, чем это было бы в отсутствие конденсации. Этот менее охлажденный относительно сухой воздух при опускании в донорной области нагревается до бОльших температур, чем в отсутствие конденсации при равенстве температур в обеих областях. См. подробнее «Почему жара?»

  9. Здравствуйте, уважаемые авторы.

    Не знаю, задавали вам такой вопрос, или нет, но что такое подземные воды, откуда они взялись, и какова их роль в круговороте воды?

    Плюс, я слышал, что по данным из глубоких шахт, количество воды растет с глубиной.

    Заранее извиняюсь, если этот вопрос уже разобран в ваших работах.

    • Здравствуйте, Юрий.
      Подземные воды, расположенные на глубине до пяти километров от поверхности суши, составляют несколько десятков миллионов кубических километров, или менее пяти процентов от общего количества воды на планете.
      БОльшая часть этих вод — соленые воды, расположенные ниже километра от поверхности. В верхнем километре пород сосредоточено менее десяти процентов всех поверхностных вод, однако пресные подземные воды расположены именно здесь.
      Пресные подземные воды составляют значительную долю от общего мирового запаса пресной воды, лишь в несколько раз меньшую запаса воды в ледниках. Для сравнения, запас воды в озерах примерно в двадцать раз меньше, а в реках — в несколько тысяч раз меньше.
      Пресные подземные воды образуются в результате медленной фильтрации поверхностных вод (осадков) вглубь пород. Их время оборота велико, от нескольких десятков лет до тысячелетий и более. Поэтому интенсивное использование подземных вод быстро приводит к их исчерпанию.
      Одним из первых в мире систематически исследовал основные запасы и потоки воды на планете М.И. Львович, чья монография 1974 года «Мировые водные ресурсы и их будущее» до сих пор представляет значительный интерес. поиск

      • Благодарю за ответ. Хотя я считаю, что мы не так хорошо знаем внутреннее строение Земли, как нам кажется. Вы уверены в точности данных, на которых основаны современные представления о мантии, ядре и даже земной коре?

        И еще вопрос, уже по другой теме. Не думаете ли вы, что причиной уничтожения динозавров стала неэффективность тогдашней биоты, как инструмента контроля климата, и как следствие большинство видов рептилий было уничтожено (например, резким похолоданием, вызванным как раз таки неэффективностью биоты)?
        Вынужден был кардинально измениться и растительный мир.

        Я думаю, если жизнь сумела с самого начала создать себе условия для дальнейшего развития, то такая картина возможна, как и некоторый «Ледниковый период», который наступил после этого.

        Вообще, если исключить мои фантазии, есть ли у вас попытки интерпретации палеоданных на основе вашей теории?

        • Динозавры, как и другие крупные животные, в устойчивой экосистеме должны потреблять не более 1% от первичной продуктивности, см. рисунок здесь. То есть, все особи всех входящих в конкретную экосистему видов крупных животных потребляют не более одной сотой потока энергии в экосистеме.
          Поэтому замену этой детали механизма биотической регуляции (т.е., замена одних видов крупных животных на другие) можно сравнить даже не косметическим ремонтом квартиры, а, скажем, с заменой дверной ручки.

          Эволюция жизни проходит в направлении увеличения эффективности биотической регуляции. Вытеснение динозавров из их экологической ниши млекопитающими и птицами можно считать таким эволюционным переходом — тонкой настройкой биотической регуляции.

          Палеонтологическая информация об изменениях экосистем на масштабах, превышающих десятки тысяч лет, гораздо менее достоверная, чем, например, упомянутая Вами информация о строении земной коры. Поэтому количественные модельные спекуляции на эти темы не являются научными. Имеющиеся достоверные количественные данные по скорости видообразования и накопления генетических различий между видами в процессе эволюции хорошо согласуются с теорией биотической регуляции (см. главу 3В здесь, а также публикации здесь.)

  10. Спасибо, что уделили мне время. Последний вопрос, который я хотел бы задать:

    Действительно ли человек является всеядным или же он генетический вегетрианец? Как Вы относитесь к вегетрианству вообще?

    • Уважаемый Юрий! Мы рады вопросам наших читателей, особенно по конкретным аспектам биотической регуляции.

      Человек генетически является собирателем. В рацион собирателя обязательно входит животный белок (не менее 10%). У некоторых наций в традиционном рационе животный белок доминирует.

      Другие естественные собиратели — это, например, медведь и ворона. В некоторых регионах нашей страны доля растительной пищи в рационе медведя составляет 80%.

      Вегетарианство для человека не естественно; для детей оно представляет опасность для жизни. Поэтому вегетарианство не может дать никакого вклада в решение экологических проблем человечества.

      • Я очень надеюсь, что теория биорегуляции успеет войти в сознание масс и укрепиться там до того, как будет слишком поздно, и контроля рождаемости будет уже недостаточно.
        Надеюсь, я также сумею поучаствовать в этом процессе, как будущий инженер-физик.

  11. Здравствуйте
    Прошу прощения за мой несовершенный русский язык, я уже давно живу за пределами России.
    На этой недели была опубликована статья на Science http://www.sciencemag.org/content/337/6098/1075.full «Biogenic Potassium Salt Particles as Seeds for Secondary Organic Aerosol in the Amazon».
    Хотел бы узнать Ваше мнение о связи приведенного в статье механизма и Вашей теории.
    Большое спасибо

    • Спасибо за Ваш вопрос. В упомянутой Вами статье обсуждается, что лес продуцирует аэрозоли, которые служат ядрами конденсации и определяют осадки в Амазонке.

      Физическая основа биотического насоса — это горизонтальные градиенты давления, формирующиеся при конденсации. Там, где происходит конденсация, давление понижено. Туда происходит приток воздуха из окружающих областей. При наличии достаточного количества водяного пара в атмосфере этот процесс сам себя усиливает — при поступлении влажного воздуха в область конденсации и его подъёме, содержащийся в нём водяной пар конденсируется, воздух ускоряется, и конденсация ещё больше усиливается.

      В отсутствие биотического контроля осадки на суше характеризовались бы огромными флуктуациями, когда за наводнениями следовали бы засухи. При помощи биогенных ядер конденсации лес может регулировать интенсивность конденсации на суше, предотвращая экстремальные погодные явления и стабилизируя круговорот воды. Это одна из причин того, почему над Амазонкой не бывает ураганов несмотря на то, что интенсивность осадков там примерно вдвое превосходит интенсивность осадков над близлежащим океаном.

      Насыщенная концентрация водяного пара, при которой начинается конденсация, зависит не только от температуры по закону Клапейрона-Клаузиуса, но и от количества ядер конденсации в воздухе. Задача леса — перетянуть зону конденсации на себя с океана. Увеличивая количество ядер конденсации в воздухе, лес может инициировать конденсацию на суше даже при относительно меньшей концентрации водяного пара по сравнению с океаном.

  12. Здравствуйте!
    Какой механизм запускает периодически проходящие в пустынях сильные дожди, если эти области «заблокированы» от осадков?
    И, в общем-то, про то же: при отсутствии растительности, допустим, в той же докембрийской пустыне, что может вызвать непродолжительное катастрофическое увеличение осадков? Могло ли это произойти в результате активной вулканической деятельности?

    • Лесной насос стягивает водяной пар с океана на сушу, покрытую лесом, за счёт того, что испарение с лесного полога постоянно поддерживает достаточно высокую концентрацию водяного пара в атмосфере над сушей. Если бы в центре пустыни не было водяного пара, то не могло бы быть его конденсации и дождей. Пустыня является зоной преимущественного опускания и нагрева воздуха, который, в силу непрерывности воздуха, поднимается и охлаждается над океанами. При небольшой высоте подъёма конденсация водяного пара оказывается неполной, так что в опускающемся над пустыней воздухе присутствует значительное количество водяного пара. Действительно, даже в крупнейших пустынях относительная влажность на поверхности может составлять около 30%. Это значит, что случайный подъем воздуха может вызвать конденсацию и облачность на большой высоте. При этом на поверхности пустыни дождя не будет. Влага подвергается испарению, не доходя до земной поверхности.
      Однако пылевые бури над пустынями могут инициировать интенсивную конденсацию при низкой относительной влажности за счёт большого количества ядер конденсации в воздухе. Это может произойти и в результате вулканической деятельности. Конденсация приводит к падению давления и может привести к локальному притоку влажного воздуха из соседних областей и осадкам. Однако выпадающая при этом вода не задерживается в почве пустыни, поэтому этот процесс неустойчив и быстро прекращается. После этого относительная влажность резко падает, и повторение подобного события становится невозможным. Подобное событие в пустыне  редчайшее явление. Оно тем менее вероятно, чем дальше от береговой границы происходит.

  13. Спасибо!
    Но как же быть тогда с мощными речными и дельтовыми отложениями девонского, силурийского и, возможно, даже вендского возраста? Если первые растения, которые могли испарять воду, да и то намного менее интенсивно, чем покрытосеменные, появились только в девоне, а получили широкое распространение вообще в карбоне.

    • Мощность речных отложений не характеризует интенсивности круговорота воды на суше, так как определяется не только величиной речного стока, но и количеством вещества, выносимого этим стоком в единицу времени с континента в океан. До колонизации суши растениями речной сток существовал в форме мощных кратковременных поверхностных потоков вблизи береговой границы, которые сопровождались кратковременными наводнениями (подобно современной Австралии). Появление растительного покрова радикально уменьшило поверхностный сток и характер течения рек (см., например, Davies & Gibling (2010) «Cambrian to Devonian evolution of alluvial systems: The sedimentological impact of the earliest land plants». Earth-Science Reviews, 98: 171-200, pdf здесь.) Леса в низких широтах распространились уже в среднем девоне.

      Циклоны имеют ограниченный размер (порядка тысячи километров). В силу имеющейся горизонтальной вращательной составляющей скорости ветра, при прохождении океанического циклона вблизи континента береговая область шириной около 500 километров имеет вероятность быть захваченной циклоническим воздухом, приносящим осадки. Чем дальше вглубь суши, тем меньше эта вероятность. Как мы показали в первых статьях по биотическому насосу, по этой причине линейный масштаб экспоненциального убывания осадков вглубь континента в лишённых леса регионах составляет около 600 км. В этой области и существовал непостоянный и хаотический речной сток до колонизации суши растениями.

  14. Здравствуйте.
    Сейчас в океане плавает большое количество пластикового мусора. Скорее всего он влияет на испарение с поверхности океана и на конденсирование влаги. Может ли этот мусор влиять на силу и направление ураганов. Если может, то как?

  15. Какие Вы молодцы, что доказали теорему биотического насоса.
    (А я молодец, что Вас нашла 🙂 )
    Интуитивно многие понимают, что лес нужен, но доказательств практически нет.
    Когда говоришь, что деревья несут влагу, отвечают: «На дороге были лужи после дождя. Там, где росли тополя, лужи быстро высохли.» Говоришь про Каменную степь, где по проекту Докучаева высажены деревья, поэтому поднялся уровень грунтовых вод. Отвечают: «Там много снега, а деревья снег задерживают. Где снега нет, там и деревья воду не вернут».
    А вот цитаты с сайтов лесников: «…Как констатировал в 1966 г. VI Мировой лесной конгресс, влияние леса на количество выпадающих над ним вертикальных осадков не доказано.
    … Настоящие различия же в количестве осадков, полученные метеостанциями, объясняются рельефом местности. Повышенную лесистость имеют возвышенности, горные территории, над которыми воздушные массы, подпираемые силой ветра, поднимаются, попадают в область пониженного давления воздуха и охлаждаются. При том же значении абсолютной влажности относительная влажность с понижением температуры воздуха растет, его пароудерживающая способность падает, а вероятность конденсации паров и количество выпадающих осадков увеличиваются. В.В. Докучаев в свое время показал, что уменьшение лесистости Петербургской губернии за 100-летний период на 34 % не привело к уменьшению количества вертикальных осадков.»
    И еще одна цитата: «Очень трудно ответить на вопрос, как меняется региональный климат от облесения или от обезлесения. Например, по данным Г. Вальтера (Walter, 1960), во Франции очень сильное
    обезлесение произошло между 1680 и 1860 гг., однако среднегодовая сумма осадков за эти годы почти не изменилась. В странах Средиземноморья, несмотря на катастрофическое обезлесение, количество осадков за исторический период также почти не изменилось.»
    А из доказательств была только Каменная степь…
    Поэтому еще раз огромное Вам спасибо:)

  16. То, что растет на обрабатываемых землях и эксплуатируемых «лесах» — это не биота. Эти виды растений и питающиеся ими люди никогда не образуют естественные сообщества и не способны к управлению окружающей средой. Более того, благодаря достигнутой высокой продуктивности подобных искусственных наборов живых организмов они оказывают разрушающее воздействие на окружающую среду, часто превосходящее управляющее воздействие естественной аборигенной биоты, которая существовала ранее на той же территории.

    Данное высказанное скорее относится к типичным монокультурным посадкам, принятых в лесном и сельском хозяйстве. Таким, как коммерческие посадки ели или пшеницы. Если же говорить о поликультурном земледелии, и прежде всего о направлении известном как «пермакультура» (Моллисон, Хольцер и прочие), то ситуация может быть кардинально иной. При таком способа хозяйствования количество биологических видов, успешно живущих на единой территории сравнимо с разнообразием видов бореального леса, что создает предпосылки для создания здоровой биосистемы, которая может включиться в биотическое регулирование климата.

    Вы пишите в своих статьях, что даже травянистые растения создают испарение большее чем испарения океана, и могут оказывать положительный вклад в биотическое регулирование климата. Лес из различных плодовых/ореховых деревьев и дубов/вязов/каштанов, вкупе с разнообразными садовыми кустарниками, картофелем, овощами, зерновыми, и далее по списку, в состоянии испарять большее количество влаги чем обычная луговая растительность. Разумеется эффект будет меньше, чем у старого хвойного или широколиственного леса, но и считать его незначительным тоже не стоит. Такой ландшафт будет создавать условия для накопления воды в теле земли, для работы бактерий и грибов, разлагающих опавшие листья и другие остатки растений, деревья будут иметь возможность помогать друг другу — все как в естественном лесе.

    Чрезвычайная сложность биотического управления не позволяет человеку вторгаться в него или пытаться улучшить его механизмы. С этой точки зрения бессмысленными становятся и попытки детального изучения этих механизмов. Биотическому управлению, отлаженному за миллиарды лет, нельзя «помочь». Ему необходимо лишь не мешать.

    Речь не идет об улучшении. Речь идет о том, чтобы учиться у природы, чтобы строить искусственные природные ландшафты и биосистемы, по образу и подобию природных. Разумеется это очень сложно, но тезис о невозможности такого построения пока не доказан. Наоборот видны достаточно интересные подвижки в изучении природных механизмов (как работа про лесные аэрозоли, влияющие на конденсацию), так и практические работы Хольцера и Моллисона. Опять же в современной Германии лесное хозяйство уже совсем не похоже на те ужасы, которые вы рассказываете про делянки в Швеции и Финляндии. Наоборот, в Германии увеличивают не только площади лесов, но и разнообразие видов, дают деревьям расти большими, рубят индивидуально, «мусор» не вывозят, сажают то, что нужно не человеку, а лесу — шаг за шагом возвращаются к естественному для тех мест широколиственному лесу.

    Суть идеи в том, что человек должен перестать считать себя демиургом, который побеждает, управляет и перестраивает. Человек должен наконец ощутить себя частью природы, зверем живущим в лесу, встроиться в биосистему (возможно изменив ее, как это делают многие иные виды). Биосистема обладает определенной устойчивостью, и в состоянии подстроиться под воздействие (пусть и разрушающее), которое не нарушает основные принципы её функционирования. Понять эти принципы человечество в состоянии, точно так-же как оно спустя много столетий неудачных теорий, таки разобралось с некоторыми фундаментальными законами физики.

    В любом случае такой путь более реален, чем управляемое уменьшение населения до 700 миллионов особей. Я скорее поверю в резкое и катастрофическое сокращение населения до самого низкого уровня, вместе с полной деградацией так называемой «культуры», чем в успешный сценарий целенаправленного и контролируемого уменьшения населения планеты до приемлемого уровня.

  17. Сокращение населения, по моему, не самое грамотное решение проблемы. Даже с малым количеством населения, продолжая вырубать и выжигать леса можно уменьшить количество пригодных для проживания человека территорий.
    Многие пустыни — рукотворны и в силах человечества запустить обратный процесс. В той же Сахаре сохранились еще грунтовые воды. В Буркина-Фасо, в годы правления президента Томаса Санкары высаживались деревья, значит это возможно. По побережьям высадка деревьев тоже возможна. Это увеличит количество пригодных для жизни земель. Уменьшение количества лесных пожаров в Австралии и высаживание местных пород деревьев, также сделает пригодной для жизни большую часть территории этого континента. Австралия была страной болот, но местное население до сих пор использует локальные пожары в качестве инструмента охоты на животных. Увеличение (за счет увеличения растительности) влажности воздуха на всем земном шаре, обеспечит не «глобальное потепление», которым нас пугают, а расширение теплых климатических поясов. (Об этом писал Николай Александрович Ясаманов в книге «Занимательная климатология».) Это не приведет к климатическим катаклизмам, а наоборот увеличит количество территорий, пригодных для большинства живых организмов, и в частности человека.
    Надо не сокращать население,продолжая уменьшать пригодные для жизни территории, а просто сажать деревья. Пусть сначала не очень грамотно, знания постепенно будут накапливаться. Если этого не делать, население сократит себя само: начнутся войны, за последние пригодные к жизни земли.

  18. Не приведет ли сокращение популяции человека на данном этапе истории к деградации в культуре. Причина — отсутствие качественно перехода человека и соответственно потеря части культурной информации.

    • Современная культура человечества, отвечающая за современный уровень научно-технического прогресса, может поддерживаться очень небольшой частью населения. (Какой именно? 1%, 0.1% или меньше? Это предмет для научного исследования). Это связано с тем, что огромное количество информации продублировано в мозгах большого количества людей.

      Если сокращение населения произойдёт, и глобального коллапса биосферы удастся избежать, то современная культура сохранится практически полностью. При этом возрастёт социальная значимость каждой отдельной личности как носителя культуры. Не будет безработных и лишних для цивилизации людей.

      Если добровольного сокращения населения не произойдет, то эта культура исчезнет в социальном хаосе. Если человек как вид где-то и уцелеет, за экологическим коллапсом неминуемо последует варваризация.

Комментировать

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s