Таким образом, может быть сформулирована 11 заповедь: «Никаким путем не отнимай энергию и время осознания у брата твоего, ибо это есть тягчайший грех в глазах Господа». Впрочем, это комплекс из двух заповедей: «Не убий» и «Не укради», раскрывающий их смысл.

1.10. Энергетический баланс планеты

О сколько нам открытий чудных
Готовит просвещенья дух,
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель…
А. С. Пушкин

Поскольку совершенно ясно, что жизнь как явление имеет прежде всего энергетическую природу, следует уделить внимание вместилищу известной нам жизни – нашей планете. Сложная биосфера для своего существования требует определенного коридора физических факторов.

Температура на поверхности планеты должна быть выше точки замерзания воды, в противном случае планету скуют льды, и примитивная жизнь останется только в районах вулканов или у глубоководных черных курильщиков. Но и слишком высокой температура тоже быть не может, крупные организмы и микроорганизмы погибнут при температурах выше 70 градусов по Цельсию.

Химическое состояние атмосферы, вод и почв тоже критически важные факторы. Если начнет падать содержание кислорода в атмосфере – начнется очередное великое вымирание, подобное пермскому, когда из-за недостатка кислорода вымерла почти вся фауна и сильно пострадал растительный мир. Обратим внимание на то, что химическое состояние окружающей среды – это именно энергетический по своей природе фактор, поскольку речь идет о наличной разнице химических потенциалов. Наша атмосфера сейчас носит окислительный характер, то есть имеет высокий химический потенциал относительно любой органики (да и неорганики тоже). Без этого потенциала просто невозможно никакое кислородное дыхание, и он существует благодаря зеленой растительности. Но есть и другая сторона медали, слишком большой химический потенциал, по кислороду или по фактору загрязняющих ее химически активных веществ, делает среду обитания ядовитой, биосфере нужно время, чтобы приспособится к таким изменениям, а быстрые изменения всегда катастрофичны. Таким образом, с точки зрения химического состояния внешних оболочек планеты (воздушной, водной, почвенной), имеется некий коридор выживания биосферы, более сложный и многофакторный, чем температурный коридор.

На рисунке 3 символически представлена биосфера Земли до появления человека. Слева – водный мир (реки и океаны), с соответствующим растительным и животным миром, растительноядным и хищным. Справа – мир суши с тем же набором компонентов. Стрелками сверху указан поток солнечной энергии, обеспечивающий функционирование биосферы в целом. Черные стрелки внизу указывают на энергию Солнца откладываемую в почву в виде донных осадков, торфа, угля и т. п. Эта отложенная энергия (в основном в виде углерода) и есть та часть химического потенциала, противоположное плечо которого составляет кислород атмосферы. Кислород, при определенных условиях, может высвободить эту энергию, но ценой такого высвобождения станет непригодность атмосферы для дыхания. Таким образом, зеленая растительность запускает большой многомиллионолетний цикл углерода, который вместе с материковыми плитами опускается в мантию, чтобы потом вновь появиться на поверхности Земли вместе с вулканической лавой.



Рисунок 3. Биосфера Земли до появления человека


О важности для жизни на Земле состава атмосферы и о важности его устойчивости говорят некоторые интересные факты. Между 830 и 630 миллионами лет назад Земля пережила эпоху криогения, биосфера (пережившая по этому случаю очередное вымирание) обогатилась мхами, которые и начали осваивать сушу планеты в эту эпоху. Похолодание было таким, что Земля покрылась льдами почти полностью, льды были даже на экваторе. Уровень мирового океана упал на 1 километр, единственный на тот момент материк был покрыт льдом толщиной около двух километров. Однако теплые области открытой воды и суши все же сохранились, вероятно, это было связано с вулканической активностью, которая, как мы все знаем, всегда имеет некую локализацию у разломов коры, в виде цепочек действующих вулканов и гейзеров. Это первое похолодание было вызвано кислородом, который примитивные одноклеточные и первые многоклеточные водоросли выбросили в атмосферу, осуществляя фотосинтез и связывая при этом углекислый газ. Единственный материк был еще пуст, никакой наземной растительности еще не было, располагался материк на экваторе, а отражающая способность сухого песка может достигать 40%. В результате перехода атмосферы от восстановительного состояния к окислительному климат планеты свалился в длительное глобальное похолодание, правда Солнце тогда светило несколько слабее. Потребовалось значительное время, чтобы вулканы снабдили атмосферу парниковыми газами и планета оттаяла. В более поздний каменноугольный период кислорода в атмосфере было очень много, углекислого газа мало, а климат был теплым. Казалось бы, имеется противоречие, однако тут следует вспомнить, что, суша в каменноугольный период была уже полностью покрыта лесами и болотами, а если учесть, что альбедо (отражающая способность) болот 10–14%, а альбедо темнохвойных лесов 10–15% (лиственных лесов тогда еще не было вообще, зато было много мхов и лишайников под пологом папоротниковых и хвощовых лесов), становится ясно, почему климат был теплым. Кроме того, теплый климат означает высокое содержание паров воды, а их парниковые свойства еще выше, чем у углекислого газа. Вероятно, пустынь (с их высоким альбедо) в ту эпоху практически не было. Впрочем, кислород сделал свое дело, климат снова похолодел, и это стало концом каменноугольного периода.