Определение термина «биотехносфера»
Биотехносфера – состояние биосферы Земли, условия в которой формируются при значимом воздействии техногенных факторов. Таким образом, биотехносфера – это глобальная природно-технические система (ПТС).
Процесс формирования и структура биотехносферы
Формирование биотехносферы (техногенная трансформация биосферы) является следствием глобализации процессов техногенеза. В настоящее время экосистем, не испытывающих техногенного воздействия, существовать не может. Так, состояние окружающей среды практически на всех участках Земли подвержено прямому или косвенному воздействию парникового эффекта. Человеческая деятельность в ближайшем будущем может спровоцировать или непосредственно обусловить еще ряд процессов, проявления которых могут достичь глобального уровня. Помимо широко известного общественности разрушения озонового слоя, можно, например, указать на техногенную трансформацию структуры водных масс Мирового океана. Ее последствия не только нарушат режим стратификации и затронут ранее неиспользовавшиеся человеком ресурсы глубинных слоев океана, но и способны вызвать изменение общего характера атмосферной циркуляции и, следовательно, практически повсеместное изменение гидрометеорологических условий. Определенное представление о подобных явлениях дает периодически наблюдаемый феномен «эль-ниньо», связанный с временным снижением интенсивности перуанского апвеллинга (вертикально направленного морского течения, выносящего к поверхности холодные глубинные воды).
Расширению масштабов техногенеза, несомненно, будет способствовать и грядущий в ближайшие десятилетия глобальный кризис водопользования , который потребует включения в сферу водоснабжения незадействованных ранее водных объектов.
Таким образом, происходит повсеместное превращение естественных экосистем в природно-технические системы. Однако техногенез не приводит к утрате взаимосвязи и иерархической структуры модифицированных компонентов биосферы. Их системность сохраняется, хотя сам характер связей может меняться. Так, макроэкосистема речного бассейна включает ряд более или менее обособленных, но взаимосвязанных экосистем. В свою очередь эта макроэкосистема может являться частью еще большей по масштабам экосистемы морского водоема, принимающего речной сток. При зарегулировании речного бассейна и превращении его в ПТС регионального масштаба, его части превращаются в ПТС более мелкого масштаба. Природно-технической системой становится и морской водоем, на который зарегулированный речной сток продолжает оказывать значимое влияние, но уже зависящее от техногенных факторов.
Если биосфера рассматривалась как экосистема планетарного масштаба, функционирующая как иерархия взаимосвязанных экосистем более низкого ранга, то биотехносфера слагается из объединенных в единую глобальную систему иерархии природно-технических систем.
Возможные пути развития биотехносферы
Существуют два основных варианта развития ситуации. Первый из них – это происходящий в настоящее время отчасти контролируемый, но практически неуправляемый техногенез, ведущий к формированию неуправляемой биотехносферы. Подобное положение складывается, главным образом, по причине нежелания как широких масс общественности, так научных кругов признать утрату естественной среды. Почти все меры, предлагаемые для улучшения экологических условий, носят ограничительно-запретительный характер. В результате подобных действий могут возникнуть лишь неуправляемые ПТС, техногенное воздействие которых на «природные» и «природно-антропогенные» объекты в той или иной мере контролируется. Подобные действия либо приносят кратковременный эффект на ограниченном пространстве, либо вырождаются в формально-бюрократическую деятельность. Примером могут служить Киотские соглашения и новая концепция, призванная их заменить. На современном этапе никакие ограничения промышленных выбросов парниковых газов не дадут реального эффекта, хотя бы по той причине, что все более значимым их источником становится эмиссия из оттаивающей «многолетней мерзлоты».
Альтернативный путь – постепенное создание иерархии управляемых ПТС , т.е. формирование управляемой биотехносферы. Это означает принятие существующих реалий, их непредвзятое изучение и разработка подходов, обеспечивающих устойчивое сохранением благоприятной среды в таких условиях. Уже сейчас, вместо бюрократизированной борьбы с парниковым эффектом, необходимо затрачивать средства на планирование новых систем водоснабжения, корректировать развитие сельскохозяйственного производства и разрабатывать новую стратегию природоохранной деятельности.
Обратный актуализм
Прогнозирование эволюции биотехносферы на современном этапе является непременным условием разработки стратегии ее управления в последующий период. Помимо мониторинга происходящих явлений, перспективным направлением в данной области является исследовательский подход, который можно обозначить как обратный актуализм. Суть этой методологии заключается в изучение глобальных экологических кризисов, происходивших в прошедшие геологические эпохи, и экстраполяции выявленных закономерностей на современные условия. В этой связи следует вспомнить, что концепция «ядерной зимы», разработанная советскими учеными (Будыко М.И. и др.), была обоснована геологическими и палеонтологическими материалами, характеризующими падение на Землю крупных метеоритов. Этот метод весьма перспективен и для прогноза последствий реализации некоторых современных проектов, например, приводящих к широкомасштабным подъемам глубинных вод Мирового океана.
Некоторые из рассмотренных выше проблем обсуждаются в опубликованных работах, которые можно скачать бесплатно и без регистрации на этой странице.
| 1. | Безносов В.Н. Крупномасштабное нарушение гидрологической структуры океана как стартовое событие биотического кризиса. – Докл. РАН. 1998. Т.361. №4. С. 562–563. |
файл 4p1.doc |
| Beznosov V.N. A Large–Scale Disturbance of the Oceanic Hydrologic Structure as the Initial Event of a Biotic Crisis. – Doklady Biological Sciences. Vol. 361, 1998. pp. 365–366. Translate from Doklady Akademii Nauk. Vo. 361, N.4, 1998, pp. 562–563. |
файл 4p1en.doc |
|
| 2. | Безносов В.Н. Нарушение гидрологической структуры морских водоемов как причина экологических катастроф в настоящем, будущем и … в прошлом – Экосистемные перестройки и эволюция биосферы. Вып. 3. М.: ПИН РАН, 1998. С.55–59. |
файл 4p2.doc |
| Beznosov V.N. Disturbance in the hydrological structure of the marine basins as a cause of the recenl, future and past ecological catastrophes – Ecosystem restructures and the evolution of biosphere. Issue 3. Published in the Palaeontological Institute. Moscow, 1998. С.55–59. | ||
| 3. | Безносов В.Н., Железный Б.В. Критический объем нарушения стратификации океана способного вызвать крупномасштабное изменение баланса продукционно-деструкционных процессов и биогеохимического цикла углерода. – Экосистемные перестройки и эволюция биосферы Вып.4. М.: Изд–во ПИН РАН, 2000. С.160–164. |
файл 4p3.doc |
| 4. | Безносов В.Н., Суздалева А.Л. Изменение видового состава континентальных водоемов в условиях теплового загрязнения как модель возможных биотических изменений в периоды потепления климата – Экосистемные перестройки и эволюция биосферы. Вып. 4. М.: Изд–во ПИН РАН, 2001. С.142–146. |
файл 4p4.doc |
| Beznosov V.N., Suzdaleva A.L. Change of the Species Composition of Continental Basins under the Conditions of Thermal Contamination as a Model of Probable Biotic Changes in the Periods of Climatic Warming – Ecosystem restructures and the evolution of biosphere. Issue 4. Published in the Palaeontological Institute. Moscow, 2001. С.142–146. | ||
| 5. | Суздалева А.Л., Безносов В.Н. Изменение жизненных циклов и пространственной локализации организмов континентальных водоемов при повышении температуры среды – Экосистемные перестройки и эволюция биосферы. Вып. 4. М.: Изд–во ПИН РАН, 2001. С.147–153. |
файл 4p5.doc |
| Suzdaleva A.L, Beznosov V.N. Change of Life Cycles and Spatial Localization of Organisms of Continental Basins at Increase of Ambient Temperature – Ecosystem restructures and the evolution of biosphere. Issue 4. Published in the Palaeontological Institute. Moscow, 2001. С. 147–153. | ||
| 6. | Безносов В.Н., Суздалева А.Л. Возможные изменения водной биоты в период глобального потепления климата – Водные ресурсы. 2004. Т.31. №4. С.498–503.
Аннотация. Предлагается использовать для прогноза последствий потепления климата результаты исследования водоемов, подвергающихся постоянному многолетнему тепловому загрязнению. На основании анализа материалов, полученных на различных водоемах-охладителях атомных и тепловых электростанций, определены общие тенденции изменения состава водной биоты и характера пространственного распределения водных организмов в этих условиях. |
файл 4p6.doc |
| Beznosov V.N., Suzdaleva A.L. Potential Changes in Aquatic Biota in the Period of Global Climate Warming – Water Resoures, Vol. 31, N 4. 2004. pp. 459–464.
Abstract. The results of investigations of water bodies subjected to constant many-year thermal pollution are proposed to use for the prediction of the consequences of climate wanning. General tendencies in changes in the aquatic biota and the distribution of aquatic organisms under the effect of thermal pollution are established by analyzing the materials collected at different cooling ponds of nuclear and thermal power stations. |
файл 4p6en.doc |
|
| 7. | Суздалева А.Л., Горюнова С.В. Техногенез и деградация поверхностных водных объектов. – М.: ИД ЭНЕРГИЯ, 2014. – 456 с. (монография).
Аннотация. Монография посвящена комплексному анализу процессов техногенного преобразования водных объектов и их деградации. Эти вопросы рассматриваются авторами непредвзято и многопланово. В отличие от других работ по данной тематике ее авторы не ограничиваются описанием наблюдаемых процессов. Их основная цель – поиск возможностей предотвратить нежелательные явления. На различных примерах техногенеза пресных и морских водных объектов показано, что единственным реальным путем решения данной проблемы является разработка методов управления этими процессами. Библиография: 344 названий. |
|
| 8. | Суздалева А.Л., Горюнова С.В. Окна Овертона в развитии современной концепции биосферы и решении глобальных экологических проблем – Биосфера, 2015, т.7, №4. С. 429-449.
Аннотация. Впервые предлагается использовать для ускоренного продвижения инновационных экологических идей метод «окон Овертона». Данный метод, широко применяемый в области политтехнологий, позволяет в кратчайшие сроки разрушить сложившиеся стереотипы мышления. В результате не только изменяется общественное мнение, но и специалисты принимают идеи, ранее ими принципиально отвергаемые. Стремительный техногенез и деградация биосферы не оставляют времени для традиционного восприятия научным сообществом инновационных подходов, способных предотвратить ухудшение экологической ситуации. Для решения данной проблемы авторами, на основе адаптации существующего метода, разработана методология «открытия окон Овертона», различные сценарии которой описаны в статье. В качестве примера инновационных идей, для продвижения которых рекомендуется применять методологию окон Овертона, рассматривается формирование управляемой биотехносферы на базе создания иерархии регулируемых природно-технических систем (ПТС), постепенно заменяющих деградирующие естественные экосистемы. В роли «экологических регуляторов ПТС» предлагается использовать уже действующие инженерно-технические объекты и системы (ГЭС и их каскады), соответствующим образом модифицированные. В качестве другого примера рассматривается создание систем переброски ресурсов пресных вод, способных при дальнейшем развитии парникового эффекта предотвратить катастрофические последствия изменения нормы осадков (аномальные наводнения и засухи). Помимо прочего, создание систем межбассейновой переброски вод является единственным реальным путем предотвращения надвигающегося «мирового кризиса водопотребления». Оптимальный эффект от реализации подобных проектов будет достигнут только в том случае, если системы межбассейновой переброски вод будут проектироваться не как совокупность гидротехнических объектов, а как управляемые ПТС межрегионального масштаба, предназначенные для поддержания благоприятных экологических условий на больших участках биотехносферы, объединяющие в единую систему комплекс ПТС боле низкого ранга. Отдельное внимание в статье уделено организации мониторинга «потенциальных окон Овертона» в области экологии. Важное значение придается анализу возможных последствий зарождающихся инновационных идей (конструктивных и деструктивных). Разработаны принципы последующего информационно-аналитического сопровождения идентифицированных в ходе мониторинга окон Овертона. Ключевые слова: резорт, рекреационный потенциал, социальная привлекательность городской территории, урбанизированная территория, антропоцентризм. Suzdaleva A.L., Goryunova S.V. Overton windows in developing an up-to-date concept of the biosphere and in tackling the global environmental problems – Biosphere, 2015, v 7, №4, p.429-449. Summary. The use of Overton windows approach to promoting innovative environmental ideas is pioneered. This approach, which is widely used in political technologies, provides for accelerated dissolution of established stereotypes thus making it possible to modify public attitudes and to encourage specialists to consider ideas initially refuted in principles. Rapid anthropogenic degradation of the biosphere leaves no time for scientific communities to perceive in the conventional way the innovative approaches that bear promise to prevent the environmental changes. To tackle this problem, we adapted the approach known as Overton windows to design specific scenarios disclosed in the present paper. The use of such scenarios for promotion of innovative ideas is exemplified with the proposal to develop a controllable biotechnosphere based on a hierarchy of regulated natural-technical systems (NTS), which are envisioned to displace little by little the deteriorating natural systems. The role of environmentally oriented regulators is ascribed to the already operating constructions, such as hydropower plants and cascades, which must be modified in an appropriate way. Another example is the massive transportation of fresh water resources, which, upon the further development of the greenhouse effect, is thought to prevent the catastrophic consequences, such as anomalous floods and draughts, of the redistribution of atmospheric precipitations. Besides that, the inter-basin redistribution of fresh water is the only way to prevent the looming crisis in water consumption. To achieve the optimal effects of such projects, the redistribution systems should be designed not as aggregates of isolated hydrotechnical constructions, but rather as controlled interregional NTS, which must unite lower-rank entities into a coherent complex aimed at maintaining the desirable environmental conditions over vast areas. Special attention is paid in the paper to monitoring the emergence of potential environmental Overton windows and to analyzing the possible results of nascent innovations, which may be destructive as well as constructive. The principles of analytical and informational follow-up of Overton windows revealed by such monitoring are formulated. Keywords: Overton window, biotechnosphere, techno-natural system, interbasin redistribution of fresh water, global water consumption crisis. |
файл 4p8.doc |
| 9. | Суздалева А.Л. Овертона в сфере естественных наук: сценарии – Естественные и технические науки. 2015. №8/86. С.17-18.
Аннотация. В статье анализируются перспективы использования «окон Овертона» в области естественных и технических наук. Описаны различные сценарии процесса. Ключевые слова: окно Овертона, инновации. |
файл 4p9.doc |
| 10. | Суздалева А.Л., Горюнова С.В. Биотехносфера: экология и безопасность жизнедеятельности. – М.: МГУП, 2017. – 245 c., (монография).
Аннотация. Биотехносфера – это биосфера, изменившаяся под воздействием техногенных факторов. В монографии рассматриваются различные явления, обусловленные техногенезом атмосферы, гидросферы, педосферы, литосферы и биологических сообществ, а также негативные явления, сопутствующие техногенной трансформации окружающей среды и наносящие экологический и социально-экономический ущерб. Анализируются меры борьбы с этими явлениями. По мнению авторов монографии, по своей структурно-функциональной организации биотехносфера представляет собой потенциально управляемую природно-техническую систему (ПТС) глобального масштаба, состоящую из иерархии ПТС более низкого ранга и сохранившихся экосистем. Рассматриваются возможные способы управления процессами, происходящими в биотехносфере. Для их разработки необходима смена парадигмы природоохранной деятельности. Ограничительная парадигма должна уступить приоритет креативной парадигме, подразумевающей активное вмешательство в ход экологических процессов с целью предотвращения их техногенной трансформации. Для описания новых подходов к решению экологических проблем разработана специальная терминология, приведенная в словаре специальных терминов в приложении к монографии. Suzdaleva A.L., Goryunova S.V. Biotechnosphere: ecology and life safety. – Moscow: Moscow City University, 2017, 245p., (monograph). |
файл 4p10.docx файл 4p10.pdf |
| 11. | Суздалева А.Л. Биотехносфера и околоземное космическое пространство – Безопасность в техносфере. 2017. Т. 6. № 1. С. 10-18.
Аннотация. Интенсивное освоение околоземного космического пространства сопровождается его микробиологическим загрязнением. Жизнеспособные бактерии уже обнаружены на внешних конструкциях Международной космической станции. Вокруг обитаемого космического аппарата формируется тонкая газовая оболочка и образуется слой органических осадков. Они могут служить субстратом для развития некоторых форм микроорганизмов. В результате в космосе возникает простейшая природно-техническая система. Биологические объекты могут поступать в нее из атмосферы Земли или при утечках газов из обитаемых космических аппаратов. В ближайшее время количество орбитальных космических станций многократно возрастет. Часть из них будет создана частными фирмами с целью развития космического туризма. Между орбитальными станциями и Землей будет осуществляться постоянная перевозка большого количества людей и грузов. Вместе с ними в обоих направлениях будут перемещаться микроскопические биологические объекты. В результате природно-технические системы космических аппаратов войдут в состав глобальной природно-технической системы – биотехносферы. В космосе могут возникнуть новые штаммы микроорганизмов, представляющие опасность для человека. Эксплуатация в космическом пространстве большого количества обитаемых станций гипотетически создает условия для проникновения на Землю инопланетных форм жизни. Для своевременной идентификации подобных угроз предложено создать междисциплинарный комплекс научных исследований. Его цель – мониторинг появления новых микроорганизмов на всех этапах их перемещения из космоса на Землю. Отдельное внимание должно быть уделено изучению биологических объектов, обнаруженных на Земле в местах, малопригодных для земных микроорганизмов, например, в различных технологических средах или скоплениях токсичных отходов. Ключевые слова: микробиологическое загрязнение космоса; космическая станция; космический туризм; панспермия; техногенная биологическая инвазия. Suzdaleva A.L. Biotechnosphere and Near-Earth Space – Bezopasnost´ v tekhnosfere (Safety in Technosphere) . 2017. Vol. 6. No 1. P. 10-18. Abstract. Intensive development of Near-Earth Space is accompanied by its microbiological contamination. Viable bacteria have been already detected on external structures of the International Space Station. A thin gaseous envelope and a layer of organic deposits are formed around a manned spacecraft. They can serve as a substrate for the evolution of some forms of microorganisms. As a result, the simplest natural-technical system is emerged in the near-Earth space. Biological objects can penetrate this system from the Earth’s atmosphere, or as gas leakage from the manned spacecrafts. In the nearest future the number of orbital space stations will increase many times. Some of them will be created by private firms for the purpose of space tourism development. Between the orbital stations and the Earth will be a constant transport of large numbers of people and cargos. Together with them microscopic biological objects will move in both directions. As a result of this, the natural-technical systems of space vehicles will integrate in the global natural-technical system — biotechnosphere. New strains of microorganisms which are hazardous to human may occur in the near-Earth space. The exploitation of a large number of manned stations in the Space hypothetically creates conditions for the penetration of alien life forms to the Earth. For timely identification of such threats it has been proposed to create an interdisciplinary scientific research complex. Its purpose is monitoring the appearance of new organisms at all stages of their movement from the near-Earth space to the Earth. Special attention should be paid to the study of biological objects detected on the Earth in areas hardly suitable for terrestrial microorganisms, for example, in different technological environments or clusters of toxic waste. Keywords: microbiological contamination of near-Earth space, space station, space tourism, panspermia, manmade biological invasion. |
файл 4p11.docx файл 4p11.pdf |