1.1.1. Химические, физические и геологические аспекты экологии. Эволюция органической жизни на Земле - это история взаимоотношений живых организмов с окружающей средой. На ранних этапах эволюции существование праорганизмов и сама эволюция всецело определялись существовавшими тогда геологическими, геохимическими и геофизическими условиями нашей планеты, с которыми непосредственно были связаны особенности вещественного и энергетического обмена живых организмов с окружающей средой. В дальнейшем ход эволюции преобразовал характер этого обмена: изменился первичный круговорот вещества, усилилась деятельность фотосинтезирующих организмов, использующих энергию Солнца. В результате повысилось содержание кислорода в атмосфере и сформировался озоновый слой, защитивший наземную жизнь от жесткого ультрафиолетового излучения. Сфера жизни расширилась, из океана она вышла на сушу, сформировала литобиосферу, проникла в атмосферу. В атмосфере верхние границы жизни определяются положением озонового экрана - тонкого озонового слоя на высоте 16 - 20 км. Океан населен жизнью до самых глубоких впадин в 10 - 11 км. В твердую часть Земли - литосферу - жизнь в бактериальной форме проникает до глубины 4 - 7 км.
Таким образом, наша планета весьма гостеприимно предоставляет населяющим ее живым организмам пространство, обеспечив минерально-сырьевые, энергетические и водные богатства. Однако организмы, функционирующие в некоторой внешней по отношению к ним среде, постоянно подвергаются различному по направленности и силе воздействию множества факторов. Эти раздражители редко действуют на живые организмы изолированно друг от друга. Как правило, приходится сталкиваться с
10
комбинированным (синергетическим) воздействием различных геологических, геодинамических, химических (вещественных) и физических (энергетических) факторов, проявляющихся на всех уровнях - от молекулы до организма или даже биоты в целом. Энергетическое (полевое) воздействие окружающей среды на живые организмы реализуется через геофизические поля различной природы - естественные геофизические (космического и земного происхождения) и техногенные физические поля.
Всякое заметное отклонение от "привычных" геологических, химических, физических условий может нести с собой опасность возникновения негативных для биоты последствий не только непосредственно при изменении этих условий, но и через значительные промежутки времени (отдаленные последствия). Ответной реакцией живых организмов на воздействия является либо адаптация, полная или частичная, кратковременная или устойчивая, либо патологические изменения в них, представляющие собой своего рода "плату" за жизнь в неадекватных по своим параметрам условиях, отличающихся от нормальных для данной формы живой материи, либо даже гибель при критических (природных и антропогенно-техногенных) изменениях условий существования. Картина, которую приходится при этом наблюдать на всех уровнях - от микробных популяций до человеческих социумов - и которая характеризует приспособительные реакции живых организмов на внешнее воздействие, выглядит приблизительно одинаково, различаясь скорее количественно, нежели качественно.
Учитывая основополагающую роль химии и физики в существовании биосферы и реальную угрозу возможной экологической катастрофы, следует ожидать бурного развития экологической химии и экологической физики. Экологизация естественных наук, и особенно геологии, - достаточно новое научное направление с неустановившейся терминологией. Успешные попытки обобщить и упорядочить терминологическую понятийную базу геологического направления экологии даны в таких работах, как "Геофизика ландшафтов" К.Н. Дьяконова (1988), "Геоэкология" М.К. Бахтиева (1997), "Экологическая геофизика" Г.С. Вахромеева (1995), "Мониторинг геологической среды" В.А. Королева (1995), "Теория и методология экологической геологии" под редакцией В.Т. Трофимова (1997). Эти публикации, как и работы авторов, послужили основой при подготовке настоящего издания.
11
