Катастрофы в природе: Планета городов

Предисловие

«Наблюдение же состоит в том, что возникновение письменности имело место около пяти тысяч лет назад, а нотная запись изобретена и вовсе гораздо позже, по историческим меркам — совсем недавно. Эти две кодифицированных системы внеустного общения отражают два высших достижения человеческого разума, однако нам и в голову не придёт утверждать, что для того, чтобы ими пользоваться, должен появиться новый вид человека, имеющий особые гены». Стивен Оппенгеймер «Eden in the East», 1999 год

Приученные Голливудом и масс-медиа к виртуальным катаклизмам различного характера люди не всегда задумываются, что может произойти на самом деле, если имеющие сегодня место тенденции общественного и технологического развития сохраняться и даже усилятся. В том, что они видоизменяют окружающую среду в худшую для человека сторону, сомнений нет. Однако остаётся вопрос — насколько долго она сможет сохранять благоприятное для него состояние?

Самые простые истины требуют сложных доказательств, а утверждение становится бесспорным, когда убедительны подтверждающие его факты. К таковым относится мнение лауреата Нобелевской премии по физике Денеш Габора: «До сих пор человек противостоял всей Природе. Отныне он противостоит своей собственной природе». Тренды современного образа жизни людей хорошо известны и все они определены тем, как они приспосабливают окружающий мир для своего существования.

Древние жители Междуречья считали Вселенной долину Тигра и Евфрата, поэтому случавшиеся здесь мощные наводнения воспринимались как её гибель. У греков весь мир ограничивался Ойкуменой с центром в Элладе, а у китайцев миром была определена Поднебесная. Случавшиеся здесь природные катаклизмы расценивались ими как гибель мирозданья, а вместе с ним и всего человечества.

Универсум современного человека это электрические города, пронизанные электронными коммуникациями. Сегодня они представляются оазисами цивилизации, но при этом забывается, что оазисы это образовавшиеся в безводных пустынях островки жизни. Если будущее человечества связано с городами, а всё говорит об этом, необходимо оценить последствия такого развития событий дабы они не стали действительно оазисами на опустошённой планете.

Эволюция привела к возникновению современной городской цивилизации, и всегда будет стоять вопрос о её предназначении. Триста лет назад английский учёный Джереми Бентам (Jeremy Bentham) определил цель цивилизованного развития человечества как обеспечение максимальных благ для максимального количества людей. Многие факты указывают на то, что при сохранении современных демографических тенденций и характера потребления природных ресурсов её достичь невозможно.

Образ жизни современных горожан кардинально отличается от того что было раньше и угрожавшие существованию первобытного человека опасности преодолены благодаря науке и технике. Их достижения исподволь формируют мнение, что людям на планете противостоять никто не может. Однако это неверно. Это ошибочный ментальный посыл, обрекающий на вымирание тех, кто в это поверил.

Мировой цивилизации противостоит сама природа, которой абсолютно всё равно есть ли люди на Земле или нет. Это хорошо осознавалось предками современного человека, искавшими укрытие от непогоды и дикой природы в пещерах. Спустя века каменные своды заменили обнесённые деревянным частоколом поселения, со временем превратившиеся в города с домами из кирпича, а затем в мегалополисы с небоскрёбами из стекла и железобетона.

На каждом этапе эта трансформация объединяла всё большие группы людей, что в свою очередь улучшало их выживаемость, и поселения в которых они жили быстро укрупнялись. С изобретением письменности процесс урбанизации ускорился и достиг физического предела, когда без технологических новаций обеспечить приемлемые условия проживания сотен тысяч горожан в одном месте стало невозможно.

Открытие электричества, а затем создание на его основе информационных коммуникаций привело к образованию мегапоселений. Без этих новшеств было бы невозможно поставлять и хранить продовольствие для сосредоточенных на небольшой площади миллионов человек и координировать их действия.

В конце XIX века промышленное производство электроэнергии привело к Первой электрической революции. Уже к середине следующего века практически все сферы жизнедеятельности человека были электрифицированы и с этого момента пошёл отсчёт Второй электрической революции. Выработка электрической энергии ежегодно увеличивалась на 2—2,8% и к 2017 году достигла 25 тысяч миллиардов кВтч.

Это означает, что даже с учётом вклада возобновляемых источников (около 21%) и прогнозу увеличения её доли до 33% на 2025 год, для покрытия увеличения потребности в электроэнергии будет больше сжигаться углеводородного сырья. Следовательно, антропогенное воздействие на природу будет нарастать, поскольку в электричестве города нуждаются 24 часа в сутки и все дни в году.

За последние полвека потребление энергетических ресурсов выросло в десять раз, а мировое население увеличилось в два с половиной раза. Условия жизни большинства людей улучшились, и они стали больше использовать основанных на электричестве устройств в работе, быту и для развлечений.

Это сделало электроэнергию таким же важным для полноценной жизни человека ресурсом как воздух, вода и пища, но уже для образованных им сообществ. Она стала основой сложившегося миропорядка, и истощение источников её получения будет означать окончание периода экстенсивного технологического развития человечества.

Эта книга продолжает серию «Катастрофы в природе» (2014—2017) включающую рассказы о землетрясениях, вулканической деятельности, гравитационных перемещениях вещества, водной стихии и астероидных угрозах.

Авторами не преследовалась цель дать историко-географическое описание, а попытаться оттенить роль электричества и основанных на нём коммуникаций в становлении мировой городской цивилизации, а также связанное с ней антропогенное преобразование окружающей среды. Книга будет интересна всем тем, кто интересуется науками о Земле.

Батыр Каррыев

Доктор физико-математических наук

E-mail: mweb2016@mail.ru

https://sites.google.com/site/2017sibis/

Месторазвитие

«Ничто не вечно под Луной. Но жизнь

Бессмертна эстафетой поколений.

Коль этим даром, друг мой, дорожишь,

Оставь свой след, отбросив яд сомнений…

…Да не иссякнет мудрости печать,

Что ты сумел потомкам передать!».

Уильям Шекспир «Сонет 11»

Население планеты на 1 января 2018 года составило 7444443881 мужчин, женщин и детей, принадлежащих к почти пяти тысячам этносов, разговаривающих более чем на семи тысячах языках в более чем двухстах государствах. Наибольшее число людей проживало в Азии, а в остальных частях света суммарно почти на миллиард меньше.

Большинство людей в мире независимо от пола, расы и вероисповедания являются горожанами, пользуются электричеством и электронными коммуникациями. Это отличает современную мировую цивилизацию от всех предшествующих объединений людей. Её начало следует отнести к моменту перехода от натурального восприятия окружающего мира человеком к созданию способов сохранения и передачи знаний, начиная с появления речи и письменности до прорывных технологий электросвязи конца XX века.

Устоявшаяся классификация прошлого включает несколько периодов. Космологический — происхождение и эволюция Вселенной. Геологический — эволюция Земли и возникновение у неё биосферы. Антропологический или Предыстория (Доисторический) — происхождение и эволюция человека. Исторический отсчитываемый c момента изобретения около пяти с половиной тысяч лет назад письменности. Последние 4200 лет выделены как Мейгалейский период, отсчитываемый с начала глобальной засухи, из-за которой угасло несколько локальных цивилизаций в Старом и Новом свете.

Революции в миропонимании происходят благодаря научным прорывам, что полностью относится к определению на стреле времени связных с происхождением человека событий. Оно стало возможным благодаря нескольким выдающимся открытиям.

В XVII веке немецким учёным Иоганном Кеплером сформулированы законы движения планет в Солнечной системе, а полвека спустя англичанин Исаак Ньютон объяснил их в рамках теории всемирного тяготения (подробнее в книге Б. Каррыев «Катастрофы в природе: Удар из космоса», 2017). С этого момента познание мира получило естественнонаучный фундамент, на котором стали развиваться остальные научные направления. Благодаря археологии, генетике, геологии и физике стала понятна история Земли и то, когда и как на ней возникла жизнь.

В середине XIX века английский учёный Чарлз Дарвин в своём труде «On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life» (Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь, 1859) обосновал теорию эволюции земной флоры и фауны в результате естественно отбора. Он привёл доказательства того, что все виды живых организмов происходят от общих предков и эволюционируют во времени.

К середине XX века получено общее представление о причинах трансгрессии морей и особенностях формировании климата планеты сыгравших основную роль в появлении современного человека. Тем не менее, привязка переломных дат в истории людей к стреле времени была невозможна, пока британский учёный Эрнест Резерфорд в 1904 году не изобрёл метод радиоизотопного датирования. Он был применён для определения возраста геологических пород и свидетельствующих о жизни людей в прошлом артефактов.

Следующий шаг сделали молекулярные генетики в 1963—1964 годах. Ими была открыта митохондриальная ДНК (мтДНК) по которой стало возможным проследить во времени историю людей и то, когда и как они колонизировали планету.

Выяснилось, что общие предки современного человека и представители разных подвидов и видов гоминид, наиболее развитых приматов, разошлись в эволюционной цепи примерно семь миллионов лет назад, а последние общие предки современных людей жили на юге Африканского континента примерно двести тысяч лет назад.

Данные генетики в сочетании с определением возраста оставленных людьми древних артефактов и представлением о характере изменения во времени климата Земли позволили установить основные моменты в становлении человечества. Выяснилось, что оно было непростым, и прошло множество этапов, пока десять миллионов лет назад климат Африки не стал благоприятен для жизни человекообразных приматов.

Они быстро образовали несколько крупных подвидов существовавших одновременно и преуспевших в колонизации Земли намного раньше современного человека. Эволюционная схема семейства гоминид напоминает дерево с множеством ветвей, из которых только одна принадлежит человеку разумному — Homo sapiens.

В 1875 году австрийский учёный Эдуард Зюсс ввёл в научный обиход термин биосфера Земли. Под ней понимается одна из её оболочек включающая в себя кроме совокупности организмов все плоды их прошлой и нынешней жизнедеятельности — почвы, осадочные породы и свободный кислород атмосферы.

Концепцию биосферы первым выдвинул французский учёный Жан Батист Ламарк (Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, chevalier de Lamarck) в начале XIX века. Биосфера это область распространения жизни на космическом теле. На Земле она включает в себя верхние слои литосферы, гидросферу и нижние слои атмосферы. Её формирование началось примерно 3,8 миллиарда лет назад с появлением на планете первых организмов.

Важнейшим условием возникновения биосферы было образование у Земли атмосферы и гидросферы, а также способность воды на ней находится в трёх агрегатных состояниях — газообразном, жидком и твёрдом (подробнее в книге Б. Каррыев «Катастрофы в природе: Стихия воды», 2017). В этих условиях не позже 3,9 миллиардов лет назад возникла жизнь, а затем простейшие организмы смогли стать многоклеточными. Этот процесс занял миллиарды лет и привёл к появлению примерно 25 миллионов лет назад первых гоминидов — человекообразных обезьян.

Считается что последний универсальный общий предок всего живого LUCA (Last Universal Common Ancestor) появился на Земле 4,5 млрд. лет назад. Немногим ранее по космическим меркам образовалась сама планета — 4,567 млрд. лет назад, а её столкновение с гипотетической Теей и образование спутника Луны случилось 4,52 млрд. лет назад. Вскоре Земля пережила масштабную метеоритную бомбардировку, после которой на ней возникла жизнь.

В свою очередь русский учёный Владимир Вернадский предположил, что конечной стадией развития биосферы является её переход в ноосферу — термин, введённый в оборот французским учёным Пьером де Шарденом. Вернадский полагал, что она будет образована разумной деятельностью человека: «В биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремлённая и организованная воля его как существа общественного» (1944).

Это достаточно утопическое представление о ноосфере отражает основанное на всемогуществе человека понимании характера эволюции биосферы. Тем не менее, исторический опыт человечества от небольших групп до локальных цивилизаций не сопоставим с происходящими не только в космосе, но даже на Земле геологическими процессами. Это оставляет мало места для тщеславия, поскольку восходящий процесс человечества может быть прерван или изменён в силу не зависящих от него различных причин (подробнее Б. Каррыев «Катастрофы в природе: Вулканы», 2016).

Наукой ищется ответ на вопрос как возникла современная цивилизация, но для её дальнейшего существования не менее важным является ответ на вопрос — почему предки ныне живущих людей преуспели там, где потерпели крах все остальные ветви гоминидов?

Около 2,5 миллионов лет назад на Земле произошло глобальное похолодание, и череда ледниковых периодов отсеяла не сумевших к ним приспособиться ветви гоминидов. Примерно 320 тысяч лет назад извержения вулканов в восточной Африке определили будущее человечества. Продолжавшаяся почти 150 тысяч лет вулканическая активность не только изменила условия жизни древних людей на континенте, но сказалась и на том, в каком направлении пошла их эволюция.

С наступлением периода межледниковья земной климат потеплел, ледники отступили, а площадь морей уменьшалась. Тем не менее, на планете всё ещё было очень холодно. В Северном полушарии наступил пик Днепровского оледенения, и льды покрывали большую часть Восточно-Европейской равнины. Холодно было в Южном полушарии, где чередовались периоды похолодания и потепления. Несмотря на окружающие опасности, предки людей выжили, поумнев настолько, что научились противостоять враждебной среде и дождаться окончания ледникового периода.

Есть много предположений, как это случилось, но согласно Бритве Оккама не следует умножать число сущностей сверх необходимости и, если все объяснения равны, то самое простое будет правильным. Немногочисленные группы людей уцелели, поскольку нашли укрытие в пещерах и источники пропитания на морском побережье.

Первые свидетельства о жизни людей современного типа обнаружены в пещерах местечка Пиннакл пойнт (Pinnacle Point) на южном побережье Африки. Они начали обитать здесь 170 тысяч лет назад, а последние свидетельства их жизни в этом месте датируются возрастом в сорок тысяч лет. Скорее всего, голод и природные катаклизмы вынудили древних людей мигрировать сюда из других районов Африки.

Для того чтобы уцелеть и сохранить своё потомство на берегу океана было всё необходимое — пресная вода, обилие пищи и пещеры как укрытие от непогоды и крупных хищников. Собственно и сегодня первые два условия обязательны для жизни людей, но десятки тысяч лет назад речь шла о выживании их немногочисленной популяции.

Постоянно продуваемое ветрами побережье Южной Африки хорошо прогревается солнечными лучами и достаточно увлажнено. Оно отличается дождливой зимой и тёплым летом и получило название «Дороги садов». Местные воды отличаются большим разнообразием морской фауны. Сотни тысяч птиц кормятся здесь рыбой и выводят птенцов на скалах. Обилие пищи привлекает сюда крупных морских хищников — белых акул и тюленей.

Каменистые бассейны с песчаными отмелями обнажающимися во время отлива были полны водорослей, крабов и прочей живности служившими хорошей кормовой базой для пришедших сюда людей. Тем не менее, их жизнь была полна опасностей и невзгод. Недалеко от пещер обитали выходившие на охоту в ночное время крупные хищники. Забредших далеко от берега в поисках пищи людей могла накрыть высокая приливная волна и унести морские течения. Опасность подстерегала недалеко от берега со стороны акул и ядовитых змей.

Американский учёный Алан Вильсон одним из первых построил родословное древо человечества, на котором самая ранняя точка ветвления отделила группу африканцев от других людей. Это произошло примерно 137 тысяч лет назад. Поскольку митохондриальная ДНК наследуется только по материнской линии, путём сравнения её последовательности у современных людей определено сравнительное их родство по близости к гипотетической митохондриальной Еве, прародительнице Homo sapiens. Это была относительно однородная генетическая популяция, члены которой получили мтДНК от одной женщины жившей в Африке 180—200 тысяч лет назад. Более того согласно генетическим исследованиям 90% животной жизни, как и современный человек произошли от небольших популяций существовавших примерно в тоже время — 100—200 тысяч лет назад.

Возможно, именно здесь на берегу Индийского океана люди впервые осознали течение времени, поскольку их выживание зависело от возможности собирать во время отливов морепродукты. Приспособление к заданному природными силами ритму давало огромное преимущество, сформировав у людей способность к планированию.

Извержение вулкана Тоба в Индонезии 74 тысячи лет назад привело к новому похолоданию климата и поставило на грань выживания предков современных людей. Оно оценено в наивысшие VIII баллов VEI с объёмом изверженных пород около 2,8 тысяч кубокилометров.

Высота эруптивного облака достигала 35 километров, а вулканический пепел найден даже в отложениях озера Малави на Африканском континенте (подробнее в книге Б. Каррыев «Катастрофы в природе: Вулканы», 2016). На побережье Южной Африки обнаружены следы этого извержения в виде микроскопических стеклянных осколков — криптоферы.

Из-за извержения проницаемость атмосферы для солнечных лучей резко снизилась. Почти тысячу лет продолжался период похолодания климата из-за которого сократилось биологическое разнообразие и численность людей. Возник т. н. «эффект бутылочного горлышка» — момент, с которого человеческая популяция достигает минимально необходимой численности для воспроизводства и люди рискуют полностью вымереть.

В промежуток от 90 до 55 тысячи лет назад началась миграция людей современного типа в Азию, а оттуда в Австралию, Сибирь, Европу и Америку. Скорее таких попыток было много, но эта, судя по данным мтДНК современных людей, оказалось самой успешной.

Это был период времени, когда представители Homo sapiens приспосабливались к окружающей среде и искали наиболее благоприятные условия существования. Естественными убежищами становились пещеры, а богатые флорой и фауной регионы предпочтительными территориями расселения.

В книге Стивена Оппенгеймера (Stephen Oppenheimer) «Eden in the East» (Из Эдема, 2004) изложена гипотеза о том, что предки современных людей дважды мигрировали из Африки. Первый раз представители Homo sapiens совершили исход с континента через Синайский полуостров в район Леванта около 120 тысяч лет назад, но полностью вымерли во время ледникового периода. Второй раз они вышли из Африки через Баб-эль-Мандебский пролив после извержения вулкана Тоба на острове Суматра 70—80 тысяч лет назад. Переход удался благодаря регрессии Красного моря, и группа в несколько сотен человек положила начало всем неафриканским народам в мире.

Умение наблюдать и подражать успешным практикам сначала в дикой природе, а затем друг — другу в собирательстве и охоте позволили одной группе предков современного человека пройти «бутылочное горлышко» в то время как другие, возможно не менее одарённые представители Homo, этого сделать не смогли. Обладающие этими качествами люди имели больше шансов на выживание особенно в ситуации вынужденной миграции на новые земли.

Сама по себе миграция это приобретение опыта выживания в новых условиях, с отсевом не сумевших приспособится к ним людей. Не везде находились привычные пещеры, и приходилось строить шалаши или сооружать гнёзда на деревьях. Это значительно осложняет работу антропологов вынужденных по остаткам каменных орудий или утвари генерировать субъективные суждения о быте и нравах древних людей.

К концу ледникового периода двенадцать тысяч лет назад люди колонизировали почти все свободные ото льда части суши. Они жили как охотники-собиратели и следовали за миграцией животных, пока не научились выращивать съедобные растения и одомашнивать животных. Этот момент в истории человечества английский учёный Вир Гордон Чайлд назвал Неолитической революцией.

Высказываются различные предположения о причинах побудивших отдельные группы людей десять тысяч лет назад перейти к осёдлому образу жизни и сельскому хозяйству. От изменения климата, заставившего заняться одомашниванием животных в оазисах, до нехватки природных ресурсов из-за возросшей численности людей.

В этой связи история человечества обычно представляется последовательной сменой поколений, периодов или эпох которым присваивались те или иные названия согласно характерным особенностям — от способа добычи пищи, до особенностей социальных отношений. Это упрощает восприятие процесса формирования современного человечества, однако в каждый момент времени одновременно существовали и существуют «параллельные миры» представители которых находились и находятся на разных этапах социального времени.

Социальность это совокупность приобретённых человеком свойств, способствующих его жизнедеятельности и инкорпорации в социум. Термин используется для выражения приобретённых человеком непосредственно от социальной группы различных культурных ценностей, выразителем которых он становится. В свою очередь социализация это процесс получения необходимых для жизни в обществе навыков.

В книге «Les lois de l’imitation» (Законы подражания, 1890) французский учёный Жан Тард определил основой развития общества социально-коммуникационную деятельность людей в форме подражания. Это копирование и повторение одними людьми поведения и опыта других.

При этом всё новое рассматривается как результат творческой деятельности немногочисленных одарённых личностей. Добавим, способных наблюдать, копировать и творчески воспроизводить лучшие образцы выживания в дикой природе. Это может относиться как к созданию запасов корма грызунами в норах, так и строительству бобрами хаток и плотин на речках, чему эти животные научились задолго до человека.

По мере расселения на планете условия жизни и климат существенно менялись. Это требовало от людей способности не только изменять привычный образ жизни, но и изобретать способы обеспечивающие выживание потомства в новых условиях. У живой природы перенимались самые эффективные способы добычи пищи и оборудования жилищ.

Естественный отбор отдавал предпочтение выигрышным генетически обусловленным факторам поведения и физическим особенностям, которые благоприятствовали адаптации людей к новым условиям существования. Генетическая ассимиляция к ним закреплялась наследственно и в дальнейшем сохранялась, несмотря на изменения среды обитания, как под воздействием естественных процессов, так самого человека.