100 великих загадок географии

Вверху – схема движения плит литосферы, внизу – схема эскалатора.

Механика эскалатора понятна, а плит – сомнительна

В этом случае главными ориентирами являются общество и техника. Поэтому можно оперировать более или менее точными статистическими и техническими показателями. Но и в таком случае, как показывает пример группы Н.Н. Моисеева, могут быть серьёзные проблемы.

Для наук о Земле первое и главное – изучить объект. Что это значит?

Вот река. Можно жить возле неё годами, купаться в ней, плавать на лодке, ловить рыбу. Означает ли это, что эту знакомую нам реку (озеро, а тем более море) мы изучили? Нет, конечно. Требуется ещё очень многое узнать о ней. Химический состав и свойства воды, которые со временем могут меняться. Характер её дна и берегов; скорость течения – на разных участках реки и в её поперечном разрезе; общий объём речной воды и его изменения.

Надо бы выяснить, где истоки реки, какие у неё притоки, куда она впадает. Как происходит её питание поверхностными и подземными водами – по сезонам? Кто обитает в реке – от мельчайших микробов до крупных водорослей, беспозвоночных, рыб и млекопитающих? Как меняется режим реки в течение года и за многолетний период? Какие отложения залегают в её русле и в берегах? Как используют люди эту реку? Не загрязняют ли её промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы? Какая у неё история и как она менялась за многие тысячи лет геологической истории?..

Вопросов много, и на них надо найти убедительные ответы. Справится ли один человек с такой задачей? Если и справится, то с большим трудом и за долгие годы. Ему придётся использовать работы других исследователей.

Целесообразно объединить усилия многих специалистов. Одни будут определять минералы, изучать горные породы, речные отложения и строение земной коры, восстанавливать геологическую историю данной территории. Другие будут исследовать поверхностные воды, третьи – подземные, четвертые – речных обитателей, пятые составят карты речной долины, шестые проведут химические анализы, седьмые произведут промеры глубин… Нужны приборы, лабораторные анализы, отборы проб воды (наземной и подземной) и атмосферных осадков, исследования берегов, составление таблиц, графиков и карт…

А ведь речь идёт лишь об одном из великого множества природных объектов. Они обычно состоят из других сложных объектов, а также взаимодействуют между собой.

Собранные сведения требуется тщательно проверить. Надёжные проверенные сведения называются фактами. Предположение, основанное на фактах, но не имеющее веских доказательств, называется гипотезой (в переводе с греческого – «предположение»). Можно придумать небылицы про реку: про бездонные омуты, страшных речных чудовищ, утопленников и русалок. Всё это будут фантазии, а не наука.

Приходится писать об этом, потому что за последние десятилетия даже учёные порой стали забывать о требованиях научного метода и его отличиях от религиозного и философского познания.

Чётко сформулированная, убедительно доказанная, не противоречащая фактам научная идея называется теорией (от греческого «исследую»). Теорий значительно меньше, чем гипотез. В «точных» науках, когда речь идёт о сравнительно простых взаимосвязях относительно простых объектов, теории надёжно обоснованы. Хотя новые факты или идеи могут их уточнить или опровергнуть.

В науках о природе гипотез и теорий особенно много из-за обилия фактов и чрезвычайной сложности объектов. Здесь теории более зыбки, менее долговечны и нередко противоречивы. Со временем их уточняют, проверяют, изменяют до тех пор, пока не обозначится самая убедительная, чётко выраженная и надёжно доказанная концепция. Но и она со временем может не устоять под напором новых идей и фактов.

Не всегда широкую популярность обретают наиболее верные теории. С распространением электронных средств массовой рекламы, пропаганды и агитации (СМРАП) судьба научных концепций во многом зависит от активности популяризации. При современной узкой специализации учёных они вынуждены склоняться к мнению, поддержанному авторитетными личностями.

А ещё существуют идеи, обобщающие известные факты и не имеющие ни одного (на данный момент) опровергающего факта. Это эмпирическими обобщениями (от греческого «эмпирия» – «опыт»). Например, таблица Менделеева – это эмпирическое обобщение. Понятие о сферах Земли – тоже обобщение, так же как принцип «живое рождается от живого».

…Когда речь идёт об океане, в нашем воображении появляются образы бескрайнего водного пространства, свирепых штормов, огромных волн, мощных течений. В наше время учёные стремятся изобразить его в виде математических моделей. Одну из них разрабатывает группа российских специалистов под руководством академика А.С. Саркисяна.

Не всегда совпадают реальные данные на конкретный момент с теми, которые получены на модели. Так мощное течение Гольфстрим на модели имеет относительно постоянную скорость, а в реальности может порой меняться из-за вихревых потоков. Это сказывается на погоде, особенно в Европе. В то же время компьютерная модель помогает понять общие закономерности взаимодействия геосфер.

Модель Мирового океана даёт возможность уточнять среднесрочные прогнозы погоды в связи с взаимным влиянием атмосферы и океана. Для рыболовства важен прогноз смены течений и участков подъёма холодных вод (зон апвелинга), где повышается количество кислорода и планктона, а потому скапливаются морские животные.

Существуют глобальные модели, с помощью которых дают прогноз изменения климата в разных регионах земного шара.

Польза глобальных моделей очевидна. Невозможно представить себе целиком Биосферу или хотя бы природную зону. Когда размеры объекта велики, ни у кого не хватит воображения, чтобы воспроизвести его в своих мыслях. К тому же Биосфера, природная зона, ландшафт имеют невидимые глазом части (почвы, горные породы, подземные воды).

Исследования огромных природных тел и обобщение полученных сведений проводятся с использованием моделей. Среди них есть не только формальные, но и естественные модели, когда конкретный ландшафт принимают как подобие природной зоны, а остров в океане сопоставляют с Биосферой.

Проще всего, пожалуй, создавать глобальные модели. Они оперируют немногими огромными обобщёнными категориями: человечество, все живые организмы, техника, природные ресурсы.

В 1968 году в городе Риме итальянский промышленник, политик и учёный Аурелио Печчеи создал организацию, целью которой было изучение путей развития технической цивилизации в Биосфере – «Римский клуб». Выполнялись научные исследования и создавались математические модели изменений, происходящих с Биосферой под влиянием технической деятельности человека. С помощью таких моделей прогнозировали то, что может произойти в будущем. Общие результаты работы «Римского клуба» помогли прояснить печальную истину: техногенез на планете вытесняет живые организмы, разрушает естественные ландшафты, загрязняет область жизни отходами техники, истощает природные ресурсы. И это не просто общие слова и предположения, а результаты подсчётов, хотя и приблизительных, но весьма убедительных, основанных на фактах.

Учёные испробовали разные модели, и во всех случаях получалось, что продолжая так же относиться к окружающей природе, как теперь, нещадно расходуя её богатства ради удовлетворения главным образом необязательных потребностей в роскоши, а также нагнетая гонку вооружений, люди в ближайшие десятилетия или столетия истощат и загрязнят Биосферу. В конфликте с окружающей средой люди будут деградировать и вымирать.

Но никакие модели не дают ответа на главные вопросы: почему так происходит и как спасти Биосферу и род человеческий? Ведь самые важные вещи недоступны научным подсчётам: человеческий разум, совесть, милосердие, справедливость, добро (а также глупость и жадность, бессовестность и равнодушие). От них-то и зависит более всего судьба обитателей Земли. К таким выводам пришёл к концу жизни Аурелио Печчеи:

«Именно эти качества являются самым важным ресурсом человечества, сравнимым разве что с тем теплом, той энергией, которую так щедро посылает нам Солнце. И научиться использовать их на благо всех вместе и каждого в отдельности – вот тот новый важный рубеж, который предстоит преодолеть нашему поколению».

Это было написано в 1977 году. С той поры много воды утекло (а сколько загрязнилось!). А глобальные проблемы остаются и всё больше усложняются. Решить их не удаётся ещё и потому, что науки о Земле, в частности география, оттеснены на задний план физико- и химико-техническими науками. Люди перестают понимать природу. А без понимания её законов и безоговорочного их исполнения нельзя наладить с ней хорошие отношения.