Антон Данилец ТЕХНОЛОГИИ НООСФЕРЫ Чему учит ИСТОРИЯ? Взаимоотношения человечества с окружающей средой всегда определялось достигнутым людьми уровнем технологий . Смена экологических парадигм в исторической ретроспектива шла вслед за совершенствованием технологических возможностей. Так, эра «присваивающего хозяйства», была временем, когда малочисленное население Земли кормилось «дарами природы» не утруждая себя их сложной переработкой. Этот период длился долго с момента возникновения человеческого общества до эпохи раннего средневековья V в.н.э. Она закончилась, когда развитие умений и навыков людей превратили «дары природы» в сырье и сменилась эрой «эксплуатации» природной ренты. Этот период характеризовался развивающимися технологиями, вовлекающими в оборот все большее количество компонентов извлекаемых из природной среды, а технологические помыслы человечества ограничивались поиском их наиболее благоприятного изъятия. Апофеозом периода стало появление и развитие технологии «массового производства». Вместе с её появлением в начале ХХ в. человечество начало осознавать, что возможности технологии все сильнее влияют на окружающую среду, ресурсы которой ограничены. Возможности же саморегуляции экологических процессов перешли в зону «критических порогов». Осознание «неизбежности» катастрофы двинуло развитие технологии в область экономии ресурсов, использования вторичного сырья, а затем и природоохраны, т.е. экономии ресурсов, очистки вредных выбросов и т.д. Последовавшая за этой «технологической революцией» смена эпох от «эксплуатации» к «защите» окружающей среды пробивалась к жизни с трудом, поскольку ставила перед людьми множество ограничений. И сегодняшнее господство парадигмы «защиты» в Мире основывается скорее не на её внутренней логичности и привлекательности, но на «чрезвычайном» характере её действии в условиях «экологического кризиса». Но чрезвычайность практически всегда экстремальна и экологи эпохи «защиты» все чаще заговаривают о том, что природа, пожалуй, сохранится лучше всего, в том случае, если людей станет поменьше, а по возможности – они исчезнуть вообще. Такое «мировидение» оставило след в сфере политических концепции породив геополитическую химеру «золотого миллиарда». Конечно же положения данной концепции не вызывали широкого общественного энтузиазма и… человечество, как это с ним часто случается, просто вынуждено было сделать шаг от парадигмы «охраны» – к парадигме «сотрудничества». И вступило в новую мировую Эру взаимодействия с природой, даже толком не заметив этого. Сейчас, все чаще в научно среде применительно к новой экологической парадигме звучит название «ЭРА НООСФЕРЫ», поэтому в дальнейшем нашем повествовании будем пользоваться именно этим термином. Это тем более ценно для нас, поскольку её наступление было предсказано в прошлом веке Великим русским ученым Владимиром Ивановичем Вернадским.^ Сумма технологии Сейчас же мы вступили в период, когда развитие технологий, в т.ч. космических, информационных, управленческих - уже не вынуждает нас к хищническому разграблению природных ресурсов, сопровождающемуся бездумным загрязнением природных сфер – атмосферы, воды, почвы и Космоса, но дает нам «новую надежду» преодоления ограниченности ресурсов Земного шара. Эти технологии успешно сочетают рациональности использования имеющихся ископаемых, активного вовлечения в хозяйственный и социальный оборот возобновляемых ресурсов, использования сырья и энергетических носителей Космоса. Но вступление человечества в «Эру НООСФЕРЫ». – это не просто накопление разрозненных технологических достижений, но приведение их в состояние комплексного гармонизированного взаимодействия в глобальном масштабе. Это вариант проектно-сценарного управления и гармонизации взаимодействия человечества с окружающей средой, который включает стадии: экологического мониторинга с функцией контроля изменений, анализа и моделирования процессов и управления преобразованием экосистем. Именно эту «сумму технологии»х мы и рассмотрим в продолжении нашего разговора.^ Первое – глобальный экологически мониторинг Основой парадигмы «НООСФЕРЫ» становится система глобального наблюдения за состоянием экологических процессов, происходящих в природе и техносфере. Это наблюдение имеет целью прогноз изменения среды обитания человека и состояния биосферы. Такое наблюдение принято называть мониторингом. Современные технологии в корне изменили представление о мониторинге окружающей среды, превратив его в систему постоянного, автоматического наблюдения в режиме «реального времени». Он организуется в планетарном масштабе и включает в себя не только непосредственное сканирование экологических процессов на планете Земля, но и некоторых процессов, происходящих в ближнем и дальнем Космосе.^ Досье DISCOVERYМы знаем, что, системы автоматического слежения за состоянием окружающей среды появились в рамках военных программ, так еще в 50-е гг. прошлого века США использовали в системе своего ПВО создали тихоокеанский позиционный оборонительный район из семи эшелонов автоматических буев. А так же программ освоения Космоса, в этом плане, пожалуй, наиболее совершенной автоматической системой контроля состояния окружающей среды была, реализована Советским Союзом в проекте «Луноход», (который, кстати, в эти дни отмечает 40 летний Юбилей .Развитие технологий, в том числе достижения информационных отраслей, позволил миниатюризировать электронные схемы слежения за состояния окружающей среды до молекулярного уровня, делая реальным полностью автоматизированные, с всеобъемлющим программным обеспечением, сложные многоцелевые и в то же время компактные, полностью автономные космические системы слежения и контроля качества окружающей среды. Первым известным истории случаем дистанционного зондирования поверхности Земли с использованием технических средств, относится к 1859 году. Тогда французский воздухоплаватель Гаспар Турнашон сфотографировал с воздушного шара деревню неподалеку от Парижа. За прошедшие с того времени полтора века, почин любознательного француза развился в систему глобального экологическрнр мрниторинга и вышел за пределы земной атмосферы, став идеальным средством глобального, постоянного и надежного мониторинга окружающей среды, включая атмосферу, сушу и океан и, собственно, ближний Космос. Важнейшей технологической составляющей высокотехнологического мониторинга окружающей среды являются космические аппараты дистанционного зондирования Земли (КА ДЗЗ). Главной задачей развития современной системы космического мониторинга является увязка разрозненных спутниковых группировок в единое целое., а для этого необходимо дальнейшее насыщение системы космическими аппаратами, закрывающими все еще существующие «мертвые зоны» наблюдения. Технологически такое насыщение происходит за счет создания узкоспециализированных систем на базе малых космических аппаратов (МКА). Этот путь не только наиболее технологичный, но и наименее затратный, а в условиях смены экологических парадигм экономия невосполнимых ресурсов становится как никогда важной. Ведь наибольшее сопротивление со стороны скептиков строится именно на основе «неоправданно высокой цены экологических программ». Таким образом, основой конструкции экологических космических зондов становятся универсальные «серийные» платформы, такие как Leostar и Flexbus (разработанные компанией EADS Astrium), Proteus (разоаботки фирмы Alcatel), «Яхта» ГКНПЦ им. М. В. Хруничева, «Ямал» РКК «Энергия». Такая стандартизация носителя, делает установку на них специального экологического оборудования уже не столь затратной. В настоящее время 77 стран, том числе Россия, США, страны Евросоюза и 51 международных организации, в т.ч. Роскосмос, НАСА, Европейское космическое агентство – ведут работу по созданию «Глобального комплекса систем дистанционного зондирования Земли» (GEOSS). Реализация этой программы к 2015 году может стать первым шагом в создании «технологии НООСФЕРЫ»^ «Экологическое моделирование» Люди моделировали состояние окружающей среды очень давно. Результатом такой деятельности неоднократно зафиксированы, часто в виде описаний и прогнозов «всемирного потопа», «конца света» и т.д.. В процессе накопления знании информационная база моделирования расширялась. Совершенствование технологий дало возможности космического мониторинга, математический и кибернетический аппарат и укрепился новыми способностями современной вычислительной техники, главным образом, суперкомпьютеров и пакетов программирования. Но упорно сохранялся пришедши из глубин тысячелетии посыл к моделированию пресловутого «судного дня». Пожалуй, наиболее известная глобальная экологическая модель современности - «тепловой конвейер Гольфстрима» появилась более 25 лет назад и даже была художественно представлена мировой общественности в американском блок-бастере Роналда Эммериха «Послезавтра», Фильм – это в большей степени фантазия его создателя, но на этот раз она имела вполне реальную научную подоплеку. Итак, в соответствии с положениями этой концепции, нагретая в теплом Мексиканском заливе соленая океанская вода при своем движении на Север отдает атмосфере накопленное тепло, обогревает прибрежные материки и острова, но при этом неизбежно остывает. Дойдя до своей крайней точки в Баренцевом море поток Гольфстрима остывает окончательно и под напором более «легкой» воды Северного Ледовитого океана опускается на глубину, где формирует холодное Лабрадорское течение и замыкает получившуюся таким образом «конвейерную ленту» в районе Экватора. Таким образом, это поступательное движение и обеспечивает беспрерывную работу гигантской «тепловой фабрики» Гольфстрима. Модель современных экологов предполагает, что в результате «глобального потепления» этот процесс замедлиться и даже прекратится полностью и его остановка приведет к резкому падению средних температур в большинстве ведущих стран мира – в США, в Англии, Франции, Германии и др., что же это если не современная картина «светопреставления». В настоящее время модель «теплового конвейера» подверглась заслуженной критике, материалов для анализа, в результате развития системы глобального мониторинга стало значительно больше и в остановку «печки Гольфстрима» верят только наиболее отчаянные фанаты преждевременного Апокалипсиса . Но развитие экологического моделирования некоторых экологических процессов, в том числе и техногенного характера, уже сейчас вполне оправдывает себя и получает практическое подтверждение. Так английский ученый Джеральд Стэнхилл обосновал эффект «глобального затемнения». Эта модель была основана на исследованиях и мониторинге такого природного явления как извержение вулканов.^ Досье DISCOVERYЭффект «глобального затемнения» получил математическое подтверждение в модели «Стэнхилла – Коэна», в которой были проанализированны данные с 1958 по 1992 год. Они показали, что уровень солнечного освещения Земли постоянно падает, примерно на 0,27 % в год. За полвека это составляет почти 15 % .Научное сообщество с трудом воспринимало данную теоретическую модель, но ее в ее подтверждение выступили и исследования извержений вулканов, которые так же приводят к затемнению атмосферы. Доказано, что при силе VEI 6 баллов и более вызывается эффект вулканической зимы — заметного похолодания в планетарном масштабе, так вулкан Пинатубо на острове Лусон (Филлипины) извергался в 1991 году, с показателем VEI в 6 баллов. Это извержение привело к временному падению температуры в регионе на 0,5 °C. Модель нашла подтверждение и в исследовании австралийских ученых, которые проверяли ее используя оригинальные методики учета солнечной радиации. Развитие этой модели на основе новейших технологий и включение в рассматриваемую модель факторов антропогенного, технологического характера дали возможность приступить к работам в области организации действий, направленных к предотвращению опасных последствии данного эффекта, направленных на сокращение промышленных выбросов в атмосферу продуктов горения – дымов, сажи, парниковых газов. Международным сообществом были заключены специальные соглашения известные как «монреальский» и «киотский» протоколы эффективным механизмом контроля выполнения изложенных в нем требований. В настоящее время идет работа по развитию международного сотрудничества в этой сфере, но она тормозится развитыми странами, главным образом США, которые опасаються возможности потерять мировое экономическое лидерство в условиях нынешнего экономического кризиса. ^ Необходимая оговорка или «Лес за деревьями» Моделирование экологических процессов на основе новейших технологии мониторинга дало ученым возможность включить в свои расчеты фактор, который ранее практически не принимался во внимание. Обратимся к совсем недавнему прошлому - 14 апреля 2010 года началась активная фаза извержения вулкана Эйяфьятлайокудль. Оценки интенсивности этого извержения по шкале VEI пока не дано, но все мы уже знаем, что рядовой и ранее ничем не примечательный вулкан на Севере Исландии извергался с выбросами больших объёмов вулканических газов и пепла. Это вызвало полное закрытие воздушного пространства части Европы, а с 16 по 20 апреля, а выборочно ограничивалось в течении всего мая^ Досье DISCOVERYШкала вулканических извержений (VEI — англ. Volcanic Explosivity Index) — универсальный показатель силы извержения вулкана, основанный на объёме извергнутых продуктов (тефра) и высоте столба пепла. Разброс силы извержения по указанной шкале от нуля (в случае если объёмом выбросов не превышает 10 тыс. м.), до восьми (с объёмом выбросов более 1000 км³ взвеси и пепла и высотой столба извержения свыше 25 км )При извержении же «супервулкана», такого как Йеллоустоунский, произошедшего около 600 тыс. лет назад в атмосферу было выброшено 2450 км³ пепла. Цифра – совершенно фантастическая. Что же делать, ведь вулкан не подписывал «киотский протокол», его нельзя «осудить морально».или применит к нему «жесткие экономические санкции» Эйяфьятлайокудль, правда, решили… забетонировать, но по здравому размышлению выглядит это так же нелепо, как приказ персидского царя Ксеркса повелевшего «высечь море»… Таким образом, землетрясения и извержения вулканов активно преобразуют привычные ландшафты, разрушают сложившиеся биоценозы - и все это без всякого участия человека, стало быть и без возможности «разобраться и наказать»… А ведь мы коротко рассмотрели только один из факторов самостоятельного преобразования и регуляции природной среды. Вспомним хотя бы коротко вспомнить и о некоторых других составляющих этого процесса. Так установлено, что климат в различных регионах Земли подвергается цикличным изменениям, происходят потепления и похолодания, растет или падает увлажнение. Так, Лев Николаевич Гумилев доказал, что в XIII веке повышенная увлажняемость степей в долинах рек Керулен и Онон способствовала сложению монгольского этноса. В степях стало больше сочной травы, стада коней получили обильную пищу и водопой, а пастухи в свободное время стали заниматься военными упражнениями и боевым слаживанием войска. Последствия – этих событии широко известны нам под именем «великого переселения народов». Биологические процессы приводят не только к образованию в недрах Земли нефти и ряда других полезные ископаемые, но и порождают мутации микроорганизмов влияющих на численность населения Земли. ^ Досье DISCOVERY«Чёрная смерть» стала для Европы в XIV веке «Божьим бичом». Занесённая из Восточного Китая небольшим количеством местных купцов, она уже в 1348 г убила в Европе почти 15 млн. человек, а к 1352 году в Европе умерло 25 млн. человек, т.е. треть населения континента.И, наконец, космический фактор. Доказано, что падение астероидов или иных космических тел приводили к глобальным процессом преобразования окружающей среды в планетарном масштабе. Сразу же на ум приходят вымершие динозавры Юрского периода, да – это было давно, но вполне может повториться в будущем, достаточно вспомнить недавно открытый астероид «Апофиз».^ Досье DISCOVERYАстрономы из СЩА сделали публичное заявление, в котором доказательно предположили, что вблизи Земли может существовать целая группа необнаруженных астероидов. Этот вывод они обосновали тем, что недавно открытый астероид 2010 AL30 пролетел всего в 3,5 миллионов километров от орбиты нашей планеты, что делает его потенциально опасным для Земли.Анализируя приведенную совокупность фактов, мы не можем не признать, что процессы, вызываемые к жизни взаимодействием человечества с окружающей средой, многократно усиливаются естественными процессами саморегуляции Природы. Ученые вынуждены были ответственно констатировать: изменения окружающей среды, главным образом, являются продуктом саморегулирования природных процессов и вклад в нее хозяйственной и социальной активности человечества не превышают 4 – 6% от общего количества происходящих в Мире экологических процессов. Но, при этом, постоянный рост экономической и социальной активности людей ведет к росту этой доли, которая вырастая хотя бы на 1% (а это при современных темпах роста совокупной мировой экономике, происходит в течении 5 – 7 лет), приводит к лавинообразному росту процессов саморегуляции в окружающей среде. Возникшее понимание таких процессов, ввело в практику экологического моделирования «синергетический эффект» и резко усложнило процессы экологического моделирования, но сами экологические модели стали в большей степени соответствовать требованиям «технологии экологического управления». ^ Per aspera ad Astra Надо сказать, что технологии управления в экологии в развитии эры «охраны окружающей среды» развились достаточно хорошо. Они включили и политические и правовые и экономические методы. Но… основываются они на исключительных принципах принуждения и не дают ощутимых стимулов к развитию экологических технологии и заставляют приспосабливаться к господствующим сегодня политическим и экономическим стратегиям. При этом, некоторые деятели экологических движении, даже таких авторитетных и заслуженным как «Зеленые», «Гринпис», «Всемирный фонд защиты дикой природы» и т.д. становиться инструментом политических и предпринимательских разборок. Так при реализации проекта транспортировки газа по дну Балтийского моря «НордСтрим» страны южного берега Балтики, провели «экологическую» кампанию против его строительства в пределах своих территориальных вод и экономических зон, они добивались преференции в процессе строительства и эксплуатации газопроводной системы. В это время северобалтийские страны, не менее щепетильные в вопросах собственной экологии – Финляндия, Швеция, Дания, перетянули «одеяло на себя» и маршрут предполагаемой трассы изменился, принеся дополнительные дивиденды именно этим странам. Так экологи «продавили» политические и экономические интересы отдельных стран. Учтем так же, что сегодня в мировой предпринимательской практике сложился устойчивый стереотип - в планировании конкурентной борьбы свое прочное место заняла расходная графа «купить экологов» и это серьезно дискредитировало благороднейшие Мировые движения… Но сейчас, как мы уже отметили, человечество стоит на пороге новой экологической Эры и должно мудро распорядится возможностями которые дают ему технологии НООСФЕРЫ. Эти возможности, создаются уже не за счет одних только запретов, но опираются на качественно новые знания и технологии, которые человечество обретает в процессе развития глобально экологического мониторинга и экологического моделирования. Немаловажную роль при этом уже играет и созданная инфраструктура «НООСФЕРЫ», в том числе космические монитринговые группировки, вычислительные и экспериментальные Центры, занимающиеся многоаспектным моделированием и анализом экологической обстановки. Этот задел фундаментальных и практических знаний позволяет уже сегодня определить направления развития технологии «НООСФЕРЫ» в обозримом будущем. К ним мы можем отнести технологии: 1. Энергетики с использованием ядерного распада и термоядерного синтеза, «горючее» для которого найдено в Космическом пространстве, в частности на земном спутнике – Луне. 2. Материаловедения в области создания «термоядерной брони», т.е создания материалов для безопасного осуществления термоядерных реакции, а так же материалов для систем переброски энергии без потерь на огромные расстояния. 3. Технологии биохимии в области исследования и практического использования процессов фотосинтеза растений, за счет которого решаются вопросы как многократного увеличения продуктов питания, так и локальной энергетики. 4. Технологии формирования новых «экологических орудии труда» и «интеллектуального производства» за счет использования процесса саморегулирования экологических процессов. 5. Управление гравитацией, обеспечивающих «космические форм» жизни человечества и способствующие переход в обозримом будущем к «космической парадигме» - КОСМИЧЕСКОЙ ЭРЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА. Впрочем - об этом нам еще только предстоит рассказать.