Що отримує екосистема із космосу. Ю. І. Гришин. Штучні космічні екосистеми. Трофічні рівні та ланцюги живлення у біогеоценозі

Людству знадобилися всі знання, зібрані вченими за сотні років, щоб розпочати космічні польоти. І тоді людина зіткнулася з новою проблемою – для колонізації інших планет та далеких перельотів потрібно розробити замкнуту екосистему, у тому числі – забезпечити космонавтів їжею, водою та киснем. Доставляти їжу на Марс, який знаходиться за 200 мільйонів кілометрів від Землі, дорого і складно, логічніше знайти такі способи виробництва продуктів, які легко реалізувати в польоті і на Червоній планеті.

Як на насіння впливає мікрогравітація? Які овочі будуть нешкідливими, якщо їх виростити в багатому на важкі метали грунті Марса? Як облаштувати плантацію на борту космічного корабля? Вчені та космонавти вже понад п'ятдесят років шукають відповіді на ці запитання.

На ілюстрації – російський космонавт Максим Сураєв обіймає рослини в установці «Лада» на борту Міжнародної космічної станції, 2014 рік.

Костянтин Ціолковський у «Цілях зореплавання» писав: «Уявимо собі довгу конічну поверхню чи лійку, основу чи широкий отвір якої прикрито прозорою кульовою поверхнею. Вона прямо звернена до Сонця, а лійка обертається навколо своєї довгої осі (висоти). На непрозорих внутрішніх стінках конуса - шар вологого ґрунту з насадженими в ньому рослинами». Так він пропонував штучно створювати гравітацію рослин. Рослини повинні бути підібрані плідні, дрібні, без товстих стовбурів і частин, що не працюють на сонці. Так колонізаторів можна частково забезпечити біологічно активними речовинами та мікроелементами та регенерувати кисень та воду.

У 1962 році головний конструктор ОКБ-1 Сергій Корольов ставив завдання: «Треба б почати розробку «Оранжереї (ОР) по Ціолковському», з ланками або блоками, що нарощуються поступово, і треба починати працювати над «космічними врожаями».

Рукопис К.Е. Ціолковського "Альбом космічних подорожей", 1933 рік.

СРСР вивів на орбіту перший штучний супутник Землі 4 жовтня 1957, через двадцять два роки після смерті Ціолковського. Вже в листопаді того ж року до космосу відправили двірняка Лайку, першого з собак, які мали відкрити шлях до космосу людям. Лайка загинула від перегріву лише за п'ять годин, хоча політ розрахували на тиждень – на цей час вистачило б кисню та їжі.

Вчені припустили, що проблема виникла через генетично закладену орієнтацію - проросток повинен тягтися до світла, а корінь - у протилежний бік. Вони вдосконалили «Оазис», і наступна експедиція взяла на орбіту нове насіння.

Цибуля виросла. Віталій Севастьянов повідомив на Землю, що стрілки сягнули десяти-п'ятнадцяти сантиметрів. «Які стрілки, якої цибулі? Розуміємо, це жарт, ми ж вам давали горох, а не цибулини», - говорили із Землі. Бортінженер відповів, що з дому космонавти прихопили дві цибулини, щоб посадити їх понад план, і заспокоїв вчених - горошини майже всі зійшли.

Але рослини відмовлялися цвісти. На цій стадії вони гинули. Така ж доля чекала на тюльпани, які в установці «Лютик» на Північному полюсі розпустилися, а в космосі - ні.

Натомість цибулю можна було їсти, що успішно робили 1978 року космонавти В. Коваленок та О. Іванченков: «Ось добре попрацювали. Можливо, тепер нам у нагороду та цибулину дозволять з'їсти».

Техніка – молоді, 1983-04, сторінка 6 . Горох в установці «Оазис»

Космонавти В. Рюмін та Л. Попов у квітні 1980 року отримали установку «Малахіт» з квітучими орхідеями. Орхідеї кріпляться в корі дерев і в дуплах, і вчені вважають, що вони можуть бути менш схильні до геотропізму - здатності органів рослин розташовуватися і рости в певному напрямку щодо центру земної кулі. Квітки через кілька днів опали, але при цьому у орхідей утворилося нове листя і повітряне коріння. Ще трохи згодом радянсько-в'єтнамський екіпаж із В. Горбатком та Фам Туай привезли з собою подращений арабідопсис.

Рослини не хотіли цвісти. Насіння сходило, але, наприклад, орхідея не зацвіла в космосі. Вченим потрібно було допомогти рослинам упоратися з невагомістю. Це робили зокрема з допомогою електростимуляції кореневої зони: вчені вважали, що електромагнітне полі Землі може проводити зростання. Ще один спосіб передбачав описаний Ціолковським план створення штучної гравітації - рослини вирощувалися в центрифузі. Центрифуга допомогла - паростки орієнтувалися вздовж вектора відцентрової сили. Нарешті космонавти досягли свого. У «Світлоблоці» зацвіла Арабідопсис.

Зліва на зображенні нижче – оранжерея «Фітон» на борту «Салют-7». Вперше в цій орбітальній оранжереї Резуховидка Таля (Арабідопсис) пройшла повний цикл розвитку та дала насіння. Посередині – «Світлоблок», у якій на борту «Салют-6» Арабідопсис вперше зацвів. Праворуч - бортова оранжерея "Оазис-1А" на станції "Салют-7": вона була оснащена системою дозованого напівавтоматичного поливу, аерації та електростимулювання коренів і могла переміщати вегетаційні судини з рослинами щодо джерела світла.

«Фітон», «Світлоблок» та «Оазис-1А»

Установка «Трапеція» для дослідження росту та розвитку рослин.

Набори з насінням

Бортовий журнал станції "Салют-7", замальовки Світлани Савицької

На станції «Мир» було встановлено першу у світі автоматичну оранжерею «Світло». Російські космонавти у 1990-2000-х роках провели у цій оранжереї шість експериментів. Вони вирощували салати, редис і пшеницю. У 1996-1997 роках Інститут медико-біологічних проблем РАН планував виростити насіння рослин, одержане в космосі - тобто попрацювати з двома поколіннями рослин. Для експерименту вибрали гібрид дикої капусти заввишки близько двадцяти сантиметрів. У рослини був один мінус – космонавтам треба було займатися запиленням.

Результат був цікавий - насіння другого покоління в космосі отримало, і воно навіть зійшло. Але рослини виросли до шести сантиметрів замість двадцяти п'яти. Маргарита Левінських, науковий співробітник Інституту медико-біологічних проблем РАН, розповідає, що ювелірну роботу з запилення рослин виконував американський астронавт Майкл Фоссум.

Відео Роскосмосу про вирощування рослин у космосі. На 4:38 – рослини на станції «Мир»

У квітні 2014 вантажний корабель Dragon SpaceX доставив на Міжнародну космічну станцію установку для вирощування зелені Veggie, а в березні астронавти почали тестувати орбітальну плантацію. Установка контролює світло та надходження поживних речовин. У серпні 2015 в меню астронавтів вирощену в умовах мікрогравітації.

Вирощений на Міжнародній космічній станції салат

Так, плантація на космічній станції може виглядати в майбутньому.

У російському сегменті Міжнародної космічної станції діє оранжерея "Лада" для експерименту "Рослини-2". Наприкінці 2016 або на початку 2017 року на борту з'явиться версія «Лада-2». Над цими проектами працює Інститут медико-біологічних проблем РАН.

Космічна рослинництво не обмежується експериментами у невагомості. Людині для колонізації інших планет доведеться розвивати сільське господарство на ґрунті, який відрізняється від земного, та в атмосфері, що має інший склад. У 2014 році біолог Майкл Маутнер спаржу з картоплею на метеоритному ґрунті. Щоб отримати придатний для вирощування грунт, метеорит був розмелений на порошок. Досвідченим шляхом він зумів довести, що на ґрунті позаземного походження можуть вирости бактерії, мікроскопічні гриби та рослини. Матеріал більшості астероїдів містить фосфати, нітрати та іноді воду.

Спаржа, що виросла на метеоритному ґрунті

У випадку з Марсом, де багато піску та пилу, подрібнення породи не знадобиться. Але виникне інша проблема – склад ґрунту. У ґрунті Марса є важкі метали, підвищена кількість яких у рослинах небезпечна для людини. Вчені з Голландії імітували марсіанський ґрунт і з 2013 року виростили на ньому десять урожаїв кількох видів рослин.

В результаті експерименту вчені з'ясували, що вміст важких металів у вирощених на імітованому марсіанському грунті гороху, редисі, житі та помідорах не є небезпечним для людини. Картоплю та інші культури вчені продовжують досліджувати.

Дослідник Вагер Вамелінк перевіряє рослини, що вирощуються на імітованому марсіанському грунті. Фото: Joep Frissel/AFP/Getty Images

Зміст металів у врожаї, зібраному на Землі та на симуляціях ґрунту Місяця та Марса

Одним із важливих завдань є створення замкнутого циклу життєзабезпечення. Рослини отримують вуглекислий газ та відходи життєдіяльності екіпажу, натомість віддають кисень і виробляють їжу. Вчені можуть використовувати в їжу одноклітинної водорості хлорели, що містить 45% білка і по 20% жирів і вуглеводів. Але ця теоретично поживна їжа не засвоюється людиною через щільну клітинну стінку. Існують способи вирішення цієї проблеми. Можна розщеплювати клітинні стінки технологічними методами, використовуючи термообробку, крейда помол або інші способи. Можна брати із собою розроблені спеціально для хлорели ферменти, які космонавти прийматимуть із їжею. Вчені можуть вивести ГМО-хлореллу, стінку якої людські ферменти зможуть розщепити. Хлорелла для харчування в космосі зараз не займаються, але використовують у замкнутих екосистемах для виробництва кисню.

Експеримент із хлорелою проводили на борту орбітальної станції «Салют-6». У 1970-ті роки ще вважали, що перебування в мікрогравітації не має негативного впливу на людський організм- надто було мало інформації. Вивчити вплив на живі організми намагалися і за допомогою хлорели, життєвий циклякої триває лише чотири години. Її зручно було порівнювати з хлорелою, вирощеною Землі.

Прилад ІФС-2 призначався для вирощування грибів, культур тканин та мікроорганізмів, водних тварин.

З 70-х років у СРСР проводили експерименти із замкнутих систем. У 1972 році почалася робота «БІОС-3» - ця система діє і зараз. Комплекс оснащений камерами для вирощування рослин у регульованих штучних умовах – фітотронами. У них вирощували пшеницю, сою, салат чуфу, моркву, редис, буряк, картопля, огірки, щавель, капусту, кріп та цибулю. Вчені змогли досягти майже на 100% замкненого циклу по воді та повітрі і до 50-80% - по харчуванню. Головні цілі Міжнародного центру замкнутих екологічних систем – вивчити принципи функціонування таких систем різного ступеня складності та розробити наукові засади їх створення.

Одним із гучних експериментів, що симулюють переліт до Марса і повернення на Землю, був . Протягом 519 днів шість добровольців перебували у замкнутому комплексі. Експеримент організували Рокосмос та Російська академія наук, а партнером стало Європейське космічне агентство. На борту корабля були дві оранжереї - в одній ріс салат, в іншій - горох. В даному випадку метою було не виростити рослини наближених до космічних умов, а з'ясувати, наскільки рослини важливі для екіпажу. Тому дверцята оранжереї заклеїли непрозорою плівкою і встановили датчик, що фіксує кожне відкривання. На фото зліва член екіпажу Марс-500 Марина Тугушева працює з оранжереями в рамках експерименту.

Ще один експеримент на борту Марс-500 - GreenHouse. У відео нижче член експедиції Олексій Сітнєв розповідає про експеримент та показує оранжерею з різними рослинами.

Людина матиме багато шансів . Він ризикує розбитися при посадці, замерзнути на поверхні або просто не долетіти. І, звісно, ​​померти з голоду. Рослинництво необхідне освіти колонії, і вчені і космонавти працюють у цьому напрямі, показуючи вдалі прикладивирощування деяких видів у умовах мікрогравітації, а й у імітованому грунті Марса і Місяця. У космічних колоністів безперечно буде можливість.

Доктор економічних наук Ю. ШИШКОВ

Ми бачимо бездонне блакитне небо, зелені ліси і луки, чуємо спів птахів, дихаємо повітрям, що майже складається з азоту і кисню, плаваємо по річках і морях, п'ємо воду або користуємося нею, засмагаємо в ласкавих сонячних променях- і це сприймаємо як природне і буденне. Здається, інакше й не може бути: так було завжди, так буде вічно! Але це глибока помилка, породжена повсякденною звичкою та незнанням того, як і чому планета Земля стала такою, якою ми її знаємо. Планети, влаштовані інакше, ніж наша, не тільки можуть бути, а й реально існують у Всесвіті. Але чи є десь у глибинах космосу планети з екологічними умовами, більш менш близькими до земних? Така можливість дуже гіпотетична і мінімальна. Земля якщо не унікальний, то принаймні "штучний" твір природи.

Основні екосистеми планети. Гори, ліси, пустелі, моря, океани - поки що щодо чиста природа - і мегаполіси - осередок життя і діяльності людей, здатних перетворити Землю на суцільне звалище.

Такою гарною бачиться з космосу Земля – унікальна планета, яка породила життя.

Наука та життя // Ілюстрації

На малюнку представлені етапи еволюції планети Земля та розвитку на ній життя.

Ось тільки деякі з негативних наслідківвикликані діяльністю людства на Землі. Води морів та океанів забруднюються нафтою, хоча існує не один спосіб її збирання. Але води засмічуються й банальними побутовими відходами.

Немає населеного континенту, де не диміли б фабрики та заводи, не на краще змінюючи навколишню атмосферу.

Наука та життя // Ілюстрації

Картина, типова для будь-якого великого міста Землі: нескінченні низки машин, від вихлопних газів яких хворіють люди, гинуть дерева.

Наука та життя // Ілюстрації

Наука та життя // Ілюстрації

Наука та життя // Ілюстрації

Наука та життя // Ілюстрації

Екологічно чисті виробництва – єдине, що дасть змогу якщо й не зробити планету чистішою, то хоча б залишити її такою, якою ми її отримали.

Довге становлення екосистеми Землі

Насамперед нагадаємо про те, як йшла еволюція Сонячної системи. Приблизно 4,6 мільярда років тому одна з безлічі вихрових газопилових хмар у межах нашої Галактики стала ущільнюватися і перетворюватися на Сонячну систему. Усередині хмари сформувався основний кулястий, тоді ще холодний згусток, що обертається, що складається з газу (водню і гелію) і космічного пилу (уламків атомів більш важких хімічних елементів від гігантських зірок, що раніше вибухнули), - майбутнє Сонце. Навколо нього під впливом гравітації, що наростала, стали звертатися дрібніші згустки тієї ж хмари - майбутні планети, астероїди, комети. Орбіти одних з них виявилися ближчими до Сонця, інших - далі, одні будувалися з великих згустків міжзоряної матерії, інші - з менших.

Спочатку це мало особливого значення. Але з часом сили гравітації дедалі більше ущільнювали Сонце та планети. А ступінь ущільнення залежить від їхньої вихідної маси. І що сильніше стискалися ці згустки матерії, то більше вписувалося вони розігрівалися зсередини. При цьому важкі хімічні елементи(Насамперед - залізо, силікати) плавилися і опускалися до центру, а легені (водень, гелій, вуглець, азот, кисень) залишалися на поверхні. З'єднуючись з воднем, вуглець перетворювався на метан, азот - на аміак, кисень - на воду. На поверхні планет тоді панував космічний холод, тому всі сполуки були у вигляді льоду. Над твердою частиною розташовувався газоподібний шар водню та гелію.

Однак маси навіть таких великих планет, як Юпітер і Сатурн, виявилося недостатньо для того, щоб тиск і температура в їхніх центрах досягли тієї точки, коли починається термоядерна реакція, а всередині Сонця почалася така реакція. Воно розжарилося і близько чотирьох мільярдів років тому перетворилося на зірку, що посилає в простір не тільки хвильове випромінювання - світло, тепло, рентгенівські та гамма-промені, а й так званий сонячний вітер - потоки заряджених частинок матерії (протонів та електронів).

Для планет, що формуються, почалися випробування. На них обрушилися потоки теплової енергії Сонця та сонячний вітер. Холодна поверхня протопланет розігрілася, хмари водню та гелію піднялися над ними, а крижані масиви води, метану та аміаку розтанули і почали випаровуватися. Ганімі сонячним вітром, ці гази неслися в космос. Ступінь такого "роздягання" первинних планет визначало відстань їх орбіт від Сонця: ближні до нього випаровувалися та обдувались сонячним вітром найінтенсивніше. У міру того, як планети "худли", їх гравітаційні поля слабшали, а випаровування і видування посилювалися, поки найближчі до Сонця планети повністю не розвіялися в космосі.

Меркурій - найближча до Сонця з планет, що збереглися - порівняно невелике, дуже щільне небесне тілоз металевим ядром, але ледь помітним магнітним полем. Він практично позбавлений атмосфери, а його поверхня покрита кам'янистими породами, що спеклися, які вдень розжарюються Сонцем до 420-430 про С, а тому рідкої води тут бути не може. Більш віддалена від Сонця Венера за розмірами та щільністю дуже схожа на нашу планету. У неї майже таке ж велике залізне ядро, але через повільне обертання навколо своєї осі (у 243 рази повільніше за Землю) вона позбавлена ​​магнітного поля, яке могло б захистити її від сонячного вітру, згубного для всього живого. Венера, щоправда, зберегла досить потужну атмосферу, що на 97% складається з вуглекислого газу (СО2) і менш ніж на 2% з азоту. Такий газовий складстворює потужний парниковий ефект: 2 заважає сонячному випромінюванню, відбитому венеріанської поверхнею, йти в космос, через що поверхня планети і нижні шари її атмосфери розжарені до 470°С. У такому пеклі про рідку воду, а отже, про живі організми не може бути й мови.

Інший наш сусід, Марс, майже вдвічі менше Землі. І хоча він має металеве ядро ​​і обертається навколо своєї осі майже з тією самою швидкістю, як і Земля, він не має магнітного поля. Чому? Його металеве ядро ​​дуже невелике, а головне - воно не розплавлене і тому не індукує таке поле. В результаті поверхня Марса постійно бомбардують заряджені осколки ядер водню та інших елементів, які безперервно викидає Сонце. Атмосфера Марса схожа за складом на венеріанську: 95% 2 і 3% азоту. Але через слабку гравітацію цієї планети та сонячного вітру її атмосфера вкрай розріджена: тиск на поверхні Марса в 167 разів нижчий, ніж на Землі. За такого тиску там теж може бути рідкої води. Втім, її на Марсі немає і через низьку температуру (вдень у середньому мінус 33 про С). Влітку на екваторі вона підвищується максимум до плюс 17°С, а взимку у високих широтах опускається до мінус 125°С, коли на кригу перетворюється і атмосферний вуглекислий газ - цим і пояснюються сезонні збільшення білих полярних шапок Марса.

Великі планети, Юпітер і Сатурн, взагалі не мають твердої поверхні - їх верхні шари складаються з рідкого водню і гелію, а нижні - з розплавлених важких елементів. Уран є рідкою кулею з ядром із розплавлених силікатів, над ядром лежить гарячий водяний океан глибиною близько 8 тисяч кілометрів, а над усім цим - воднево-гелієва атмосфера завтовшки 11 тисяч кілометрів. Такі ж непридатні для зародження біологічного життя і найдальші планети - Нептун і Плутон.

Пощастило лише Землі. Випадковий збіг обставин (головні серед них - вихідна маса на стадії протопланети, відстань від Сонця, швидкість обертання навколо своєї осі та наявність напіврідкого залізного ядра, що дає їй сильне магнітне поле, що захищає від сонячного вітру) дозволило планеті згодом стати такою, якою ми звикли. її бачити. Довга геологічна еволюція Землі призвела до появи життя лише у ньому.

Насамперед змінився газовий склад земної атмосфери. Спочатку вона, мабуть, складалася з водню, аміаку, метану та водяної пари. Потім, взаємодіючи з воднем, метан перетворився на СО 2, а аміак - на азот. Кисню у первинній атмосфері Землі був. У міру того, як вона охолоджувалась, водяна пара конденсувалася в рідку воду і утворювала океани і моря, що покрили три чверті земної поверхні. В атмосфері зменшилася кількість двоокису вуглецю: вона розчинялася у воді. Під час безперервних вивержень вулканів, характерних для ранніх етапів історії Землі, частина 2 зв'язувалася в карбонатних сполуках. Зменшення в атмосфері двоокису вуглецю послабило створюваний ним парниковий ефект: температура на поверхні Землі знизилася і стала кардинально відрізнятися від тієї, яка існувала і існує на Меркурії та Венері.

Моря та океани відіграли вирішальну роль у біологічної еволюціїЗемлі. Атоми різноманітних хімічних елементів, розчинених у воді, взаємодіючи, утворювали нові, складніші неорганічні сполуки. З них під дією електричних розрядів блискавок, радіоактивного випромінюванняметалів, вивержень підводних вулканів у морській воді виникали найпростіші органічні сполуки - амінокислоти, ті вихідні "цеглинки", з яких складаються білки - основа живих організмів. Більшість таких найпростіших амінокислот розпадалося, але якась їх частина, ускладнюючись, ставала первинними одноклітинними організмами типу бактерій, здатних пристосовуватися до довкілля і розмножуватися.

Так близько 3,5 мільярда років тому в геологічній історії Землі настав якісно новий етап. Хімічну її еволюцію доповнила (а точніше – відсунула на другий план) еволюція біологічна. Такого не знала жодна інша планета Сонячної системи.

Пройшло ще приблизно півтора мільярда років, перш ніж у клітинах деяких бактерій з'явилися хлорофіл та інші пігменти, здатні під дією сонячного світла здійснювати фотосинтез - перетворювати молекули двоокису вуглецю (СО2) та води (Н2О) на органічні сполуки та вільний кисень (О 2). Тепер світлове випромінювання Сонця стало нескінченним нарощуванням біомаси, розвиток органічного життя пішов значно швидше.

І ще. Під дією фотосинтезу, що поглинає двоокис вуглецю і вивільняє незв'язаний кисень, змінювався газовий склад земної атмосфери: частка 2 скорочувалася, а частка 2 наростала. Ліси, що покрили суходіл, прискорили цей процес. І близько 500 мільйонів років тому з'явилися найпростіші водоплавні хребетні тварини. Ще приблизно за 100 мільйонів років кількість кисню досягла такого рівня, який дозволив деяким хребетним вийти на сушу. Не тільки тому, що всі сухопутні тварини дихають киснем, але і завдяки тому, що у верхніх шарах атмосфери на висоті 25-30 кілометрів з'явився захисний шар озону (3), що поглинає значну частину ультрафіолетового і рентгенівського випромінювань Сонця, згубних для сухопутних.

Склад земної атмосфери придбав на той час виключно сприятливі властивості для подальшого розвитку життя: 78% азоту, 21% кисню, 0,9% аргону і зовсім небагато (0,03%) вуглекислого газу, водню та інших газів. При такій атмосфері Земля, отримуючи чимало теплової енергії Сонця, близько 40% її, на відміну Венери, відбиває у космос, і земна поверхню не перегрівається. Але це ще не все. Теплова сонячна енергія, що майже безперешкодно надходить на Землю у вигляді короткохвильового випромінювання, відбивається в космос вже як довгохвильове інфрачервоне випромінювання. Воно частково затримується водяною парою, що містяться в атмосфері, вуглекислим газом, метаном, окисом азоту та іншими газами, що створюють природний парниковий ефект. Завдяки йому в нижніх шарахатмосфери і на поверхні Землі підтримується більш менш стійка помірна температура, яка приблизно на 33 про С вище, ніж вона могла бути, якби не існувало природного парникового ефекту.

Так крок за кроком Землі складалася унікальна екологічна система, придатна життя. Велике, наполовину розплавлене залізне ядро ​​і швидке обертання Землі навколо своєї осі створюють досить сильне магнітне поле, яке змушує потоки сонячних протонів і електронів обтікати нашу планету, не завдаючи їй істотної шкоди навіть у періоди підвищеної радіації Сонця (будь це ядро ​​менше і потверже обертання Землі – повільніше, вона залишилася б беззахисною перед сонячним вітром). А завдяки своєму магнітному полюі значній своїй масі Земля зберегла досить сильний шар атмосфери (товщиною близько 1000 км), що створює комфортний тепловий режим на поверхні планети та розмаїтість рідкої води - неодмінна умова зародження та еволюції життя.

Протягом двох мільярдів років число різних видіврослин та тварин на планеті досягло приблизно 10 мільйонів. З них 21% припадає на рослини, майже 76% – на безхребетні тварини та трохи більше 3% – на хребетні, з яких лише десята частина – ссавці. У кожній природно-кліматичній зоні вони взаємодоповнюють один одного як ланок трофічного, тобто харчового ланцюга, утворюючи відносно стійкий біоценоз.

Біосфера, що виникла на Землі, поступово вписалася в екосистему і стала невід'ємним її компонентом, що бере участь у геологічному кругообігу енергії та речовини.

Живі організми – активні складові багатьох біогеохімічних циклів, у яких беруть участь вода, вуглець, кисень, азот, водень, сірка, залізо, калій, кальцій та інші хімічні елементи. З неорганічної фази вони переходять в органічну, а потім у вигляді відходів життєдіяльності рослин і тварин або їх останків знову повертаються в неорганічну фазу. Підраховано, наприклад, через органічну фазу щорічно проходить сьома частина всього вуглекислого газу і 1/4500 частина кисню. Якби процес фотосинтезу Землі з якихось причин припинився, то вільний кисень зник би з атмосфери протягом двох тисяч років. А заразом зникли б усі зелені рослини і всі тварини, за винятком найпростіших анаеробних організмів (деяких видів бактерій, дріжджів та черв'яків).

Екосистема Землі самопідтримується і завдяки іншим кругообігам речовин, не пов'язаним із функціонуванням біосфери, - нагадаємо відомий зі шкільної лави кругообіг води в природі. Вся сукупність тісно взаємопов'язаних біологічних і небіологічних циклів утворює складну екологічну систему, що саморегулюється, що знаходиться в відносному рівновазі. Однак її стійкість дуже тендітна і вразлива. Доказом цього є неодноразові планетарні катастрофи, причиною яких ставали або падіння на Землю великих космічних тіл, або потужні виверження вулканів, через що надходження сонячного світла до земної поверхні надовго зменшувалося. Щоразу такі катастрофи забирали від 50 до 96% земної біоти. Але життя відроджувалося знову і продовжувало розвиватися.

Агресивний Homo sapiens

Поява фотосинтезуючих рослин, як говорилося, ознаменувало новий етап у розвитку Землі. Таке кардинальне геологічне зрушення було породжене порівняно простими живими організмами, які не мають розуму. Від людини ж - організму високоорганізованого, наділеного потужним інтелектом - закономірно чекати набагато більшого впливу на екосистему Землі. Далекі предки такої істоти – гомініди – з'явилися, за різними оцінками, приблизно від 3 до 1,8 мільйона років тому, неандертальці – приблизно 200-100 тисяч, а сучасний Homo sapiens sapiens – лише 40 тисяч років тому. У геології навіть три мільйони років укладаються у рамки хронологічної похибки, а 40 тисяч - лише мільйонна віку Землі. Але навіть за цю геологічну мить люди встигли ґрунтовно розхитати баланс її екосистеми.

Насамперед зростання популяції Homo sapiens вперше в історії не було збалансоване природними обмежувачами: ні недоліком їжі, ні хижаками, що пожирають людей. З розвитком знарядь праці (особливо після промислової революції) люди практично випали зі звичайного трофічного ланцюга та отримали можливість розмножуватися майже безмежно. Ще дві тисячі років тому їх було близько 300 мільйонів, а до 2003 року чисельність земного населення зросла у 21 раз, до 6,3 мільярда.

Друге. На відміну від усіх інших біологічних видів, що мають більш менш обмежене середовище проживання, люди розселилися по всій земній поверхні, незважаючи на грунтово-кліматичні, геологічні, біологічні та інші умови. Вже тому ступінь їхнього впливу на природу не можна порівняти з впливом будь-яких інших істот. І, нарешті, завдяки своєму інтелекту люди не так пристосовуються до природного середовища, скільки пристосовують це середовище до своїх потреб. І таке пристосування (ще недавно з гордістю говорили: "підкорення природи") набуває все більш наступального, навіть агресивного характеру.

Протягом багатьох тисячоліть люди майже не відчували обмежень довкілля. А якщо й бачили, що в найближчій окрузі зменшилася кількість винищуваної ними дичини, виснажилися ґрунти, що обробляються, або луки для випасу худоби, то перекочовували на нове місце. І все повторювалося. Природні ресурси здавалися невичерпними. Лише іноді такий суто споживчий підхід до довкілля закінчувався плачевно. Понад дев'ять тисяч років тому шумери для того, щоб прогодувати населення Месопотамії, що росте, стали розвивати поливне землеробство. Однак створені ними іригаційні системи згодом призвели до заболочування та засолення ґрунтів, що й спричинило основну причину загибелі шумерської цивілізації. Інший приклад. Цивілізація майя, що процвітала на території сучасних Гватемали, Гондурасу та південного сходу Мексики, зазнала краху близько 900 років тому головним чином через ерозію ґрунту та замулювання річок. Такі ж причини спричинили падіння стародавніх землеробських цивілізацій Межиріччя в Південній Америці. Наведені випадки лише винятки із правила, яке гласило: черпай із бездонної криниці природи стільки, скільки можеш. І люди черпали з нього, незважаючи на стан екосистеми.

На цей час людина пристосував для потреб близько половини земної суші: 26% - під пасовища, по 11% - під ріллі і лісівництво, інші 2-3% - на будівництво житла, промислових об'єктів, транспорту та сфери послуг. Внаслідок вирубки лісів сільськогосподарські угіддя збільшилися з 1700 року у шість разів. З доступних джерел свіжої прісної води людство використовує понад половину. При цьому майже половина рік планети суттєво обміліла або забруднена, а близько 60% із 277 найбільших водних артерій перегороджені греблями та іншими. інженерними спорудами, що призвело до створення штучних озер, зміни екології водойм та усть річок.

Люди погіршили або знищили житла безлічі представників флори і фауни. Тільки з 1600 року на Землі зникли 484 види тварин та 654 види рослин. Більше восьмої частини із 1183 видів птахів та четвертої - із 1130 видів ссавців сьогодні загрожує зникнення з лиця Землі.

Світовий океан постраждав від людини менше. Люди використовують лише вісім відсотків його вихідної продуктивності. Але й тут він залишив свій недобрий "слід", виловивши до краю дві третини морських тварин і порушивши екологію багатьох інших мешканців моря. Тільки протягом XX століття було знищено майже половину всіх прибережних мангрових лісів і безповоротно зруйновано десяту частину коралових рифів.

І, нарешті, ще один неприємний наслідок швидко зростаючого людства - його виробничі та побутові відходи. З загальної масивидобутої природної сировини на кінцевий продукт споживання перетворюється не більше десятої частини, решта йде на звалища. Відходів органічного походження людство, за деякими підрахунками, виробляє у 2000 разів більше, ніж решта біосфери. Сьогодні екологічний "слід" Homo sapiens переважує негативний впливна довкілля всіх інших живих істот, разом узятих. Людство впритул підійшло до екологічного глухого кута, точніше сказати - до краю урвища. З другої половини ХХ століття наростає криза всієї екологічної системи планети. Він породжений багатьма причинами. Розглянемо лише найважливішу їх - забруднення земної атмосфери.

Технічний прогрес створив багато способів її забруднення. Це різні стаціонарні установки, що перетворюють тверде та рідке паливо на теплову або електричну енергію. Це транспортні засоби(автомобілі та літаки, безперечно, лідирують) та сільське господарство з його гниючими відходами землеробства та тваринництва. Це промислові процеси в металургії, хімічному виробництві і т. п. Це муніципальні відходи і, нарешті, видобуток викопного палива (згадаємо хоча б постійні смолоскипи на нафто- і газопромислах або терикони відвалів біля вугільних шахт).

Повітря отруюють не лише первинні гази, а й вторинні, які утворюються в атмосфері в ході реакції перших із вуглеводнями під впливом сонячного світла. Двоокис сірки та різні сполуки азоту окислюють краплі води, що збираються у хмарах. Така підкислена вода, випадаючи у вигляді дощу, туману чи снігу, отруює ґрунт, водоймища, губить ліси. У Західної Європинавколо великих промислових центрів вимирає озерна риба, а ліси перетворюються на цвинтарі мертвих, оголених дерев. Лісові тварини у таких місцях практично повністю гинуть.

Ці катастрофи, викликані антропогенним забрудненням атмосфери, хоч і мають загальний характер, проте просторово більш-менш локалізовані: вони охоплюють лише окремі області планети. Однак деякі види забруднення набувають планетарного масштабу. Йдеться про викиди в атмосферу вуглекислого газу, метану та окису азоту, які посилюють природний парниковий ефект. Викиди в атмосферу двоокису вуглецю виробляють близько 60% додаткового парникового ефекту, метану - приблизно 20%, інші сполуки вуглецю - ще 14%, решта 6-7% вносить окис азоту.

У природних умовах вміст в атмосфері СО 2 протягом останніх кількох сотень мільйонів років становить близько 750 мільярдів тонн (приблизно 0,3% загальної ваги повітря в приземних шарах) і підтримується на цьому рівні завдяки тому, що його надлишкова маса розчиняється у воді та поглинається рослинами у процесі фотосинтезу. Навіть відносно невелике порушення цього балансу загрожує суттєвими зрушеннями в екосистемі з важко передбачуваними наслідками і для клімату, і для рослин і тварин, що пристосувалися до нього.

За останні два століття людство внесло вагомий "внесок" у порушення такої рівноваги. Ще в 1750 році воно викидало в атмосферу лише 11 мільйонів тонн СО2. Через століття обсяг викидів зріс у 18 разів, досягнувши 198 мільйонів тонн, а ще через сто років збільшився у 30 разів і становив 6 мільярдів тонн. До 1995 року ця цифра зросла вчетверо – до 24 мільярдів тонн. Зміст метану в атмосфері за минулі два століття підвищився приблизно вдвічі. А він за своєю здатністю посилювати парниковий ефект у 20 разів перевищує СО2.

Наслідки не забарилися: у XX столітті середня глобальна приземна температура підвищилася на 0,6°С. Здавалося б – дрібниця. Але й такого підвищення температури достатньо, щоб XX століття виявилося найтеплішим за останнє тисячоліття, а 90-ті роки - найтеплішими в минулому столітті. Сніговий покрив земної поверхні з кінця 1960-х років скоротився на 10%, а товщина льоду в Північному Льодовитому океані за кілька минулих десятиліть зменшилася більш ніж на метр. Внаслідок цього рівень Світового океану за останні сто років підвищився на 7-10 сантиметрів.

Деякі скептики відносять антропогенне потепління клімату до міфів. Мовляв, є природні цикли коливання температури, один із яких і спостерігається зараз, а антропогенний фактор притягнутий за вуха. Природні цикли коливань температури навколоземної атмосфери справді існують. Але вони вимірюються багатьма десятиліттями, деякі – століттями. Потепління клімату, що спостерігається в останні два з лишком століття, не тільки не вписується в звичайну природну циклічність, але і відбувається неприродно швидко. Міжурядова комісія зі зміни клімату, яка співпрацює з вченими різних країнсвіту, повідомила на початку 2001 року, що антропогенні зміни стають все очевиднішими, що потепління прискорюється, а його наслідки виявляються набагато важчими, ніж передбачалося раніше. Очікується, зокрема, що до 2100 року Середня температураземної поверхні в різних широтах може підвищитися ще на 1,4-5,8 ° С з усіма наслідками.

Потепління клімату розподіляється нерівномірно: у північних широтах воно проявляється сильніше, ніж у тропіках. Тому в нинішньому столітті найбільше підвищиться зимова температура на Алясці, в Північній Канаді, в Гренландії, в північній частині Азії і на Тибеті, а літня - в Центральній Азії. Такий розподіл потепління спричиняє зміну динаміки повітряних потоків, а тому й перерозподіл опадів. А це у свою чергу породжує дедалі більше природних катастроф – ураганів, повеней, посух, лісових пожеж. У XX столітті у таких катастрофах загинули близько 10 мільйонів людей. Причому кількість найбільших катастроф та їх руйнівні наслідки зростають. У 50-х роках мали місце 20 великомасштабних стихійних лих, у 70-х роках - 47, а в 90-х - 86. Завдані природними катастрофами збитки величезні (див. графік).

Перші роки нинішнього століття відзначені безпрецедентними повенями, ураганами, посухами та лісовими пожежами.

І це лише початок. Подальше потепління клімату у високих широтах загрожує розморожуванням вічної мерзлоти в північному Сибіру, ​​на Кольському півострові та в Приполярних областях Північної Америки. Це означає, що попливуть фундаменти під будинками в Мурманську, Воркуті, Норильську, Магадані та десятках інших міст і селищ, що стоять на мерзлому ґрунті (ознаки наближення катастрофи вже відзначені в Норильську). Однак це ще не все. Розморожується панцир вічної мерзлоти, і відкривається вихід величезним скупченням метану, що зберігається під ним протягом тисячоліть, газу, що викликає підвищений парниковий ефект. Вже зафіксовано, що метан у багатьох місцях Сибіру починає просочуватися в атмосферу. Якщо клімат ще трохи потеплішає, то викид метану стане масовим. Підсумок – посилення парникового ефекту та ще більше потепління клімату на всій планеті.

Згідно з песимістичним сценарієм через потепління клімату до 2100 року рівень Світового океану підвищиться майже на один метр. І тоді південне узбережжя Середземного моря, західне узбережжя Африки, Південна Азія (Індія, Шрі-Ланка, Бангладеш та Мальдіви), всі прибережні країни Південно-Східної Азії та коралові атоли в Тихому та Індійські океанистануть ареною стихійного лиха. В одному лише Бангладеш морі загрожує затопити близько трьох мільйонів гектарів землі та змусити до переселення 15-20 мільйонів людей. В Індонезії може бути затоплено 3,4 мільйона гектарів і вигнано з місць проживання не менше двох мільйонів людей. Для В'єтнаму ці цифри становили б два мільйони гектарів та десять мільйонів переселенців. А загальна кількість таких постраждалих у всьому світі може досягти приблизно мільярда.

За оцінками експертів ЮНЕП, витрати, викликані потеплінням клімату Землі, продовжать наростати. Витрати на захисні споруди від рівня моря, що підвищується, і високих штормових хвиль можуть становити один мільярд доларів на рік. Якщо концентрація СО 2 в атмосфері подвоїться в порівнянні з доіндустріальним рівнем, світове сільське господарство та лісівництво внаслідок посух, повеней і пожеж щорічно втрачатимуть до 42 мільярдів доларів, а система водопостачання вже до 2050 року зіткнеться з додатковими витратами (близько 4).

Людина все більше заганяє природу і саму себе в безвихідь, вибратися з якої все важче. Видатний вітчизняний математик і еколог академік М. М. Моїсеєв попереджав, що біосфера, як і будь-яка складна нелінійна система, може втратити стабільність, у результаті розпочнеться її незворотний перехід у якийсь квазістабільний стан. Більше ймовірно, що в цьому новому стані параметри біосфери виявляться непридатними для життя людей. Тому не буде помилкою сказати, що людство балансує на вістрі бритви. Як довго вона зможе так балансувати? У 1992 році дві найавторитетніші наукові організації у світі - Британське королівське суспільство і Американська національна академія наук спільно заявили: "Майбутнє нашої планети висить на волосині. Стійкого розвитку можна досягти, але тільки в тому випадку, якщо вчасно зупинити незворотну деградацію планети. Наступні3 років стануть вирішальними. У свою чергу М. М. Мойсеєв писав, що "така катастрофа може статися не в якомусь невизначеному майбутньому, а, можливо, вже в середині ХХІ століття".

Якщо ці прогнози вірні, то часу для пошуку виходу залишається, за історичними мірками, зовсім небагато – від трьох до п'яти десятиліть.

Як вибратися з глухого кута?

Багато сотень років люди були абсолютно переконані: людина створена Творцем як вінець природи, її повелителя і перетворювача. Подібне самолюбування досі підтримується головними світовими релігіями. Більше того, таку гомоцентричну ідеологію підтримав видатний вітчизняний геолог і геохімік В. І. Вернадський, який сформулював у 20-х роках минулого століття ідею переходу біосфери в ноосферу (від грецького nоos – розум), у своєрідний інтелектуальний "пласт". "Людство, взяте в цілому, стає потужною геологічною силою. І перед ним, перед його думкою і працею стає питання про перебудову біосфери на користь вільно мислячого людства як єдиного цілого", - писав він. Більше того, "[людина] може і повинна перебудовувати працею та думкою область свого життя, перебудовувати докорінно порівняно з тим, що було раніше" (виділено мною. - Ю. Ш.).

Насправді, як говорилося, ми маємо не перехід біосфери в ноосферу, а перехід її від природної еволюції до неприродної, нав'язаної їй агресивним втручанням людства. Це деструктивне втручання відноситься не тільки до біосфери, але і до атмосфери, гідросфери та частково до літосфери. Яке вже там царство розуму, якщо людство, навіть усвідомивши багато (хоч і не всі) аспектів породженої ним деградації природного середовища, не в змозі зупинитися і продовжує посилювати екологічну кризу Воно поводиться в природному середовищі, як слон у посудній крамниці.

Настало гірке похмілля - гостра потреба знайти вихід. Його пошук утруднений, оскільки сучасне людство дуже неоднорідне - і за рівнем техніко-економічного та культурного розвитку, і за ментальністю. Хтось просто байдужий до подальших долей світового соціуму, а хтось дотримується дідівської логіки: виходили і не з таких колотнеч, виберемося і цього разу. Надії на "може" цілком можуть виявитися фатальним прорахунком.

Інша частина людства розуміє серйозність навислої небезпеки, але замість того, щоб брати участь у колективних пошуках виходу, всю свою енергію спрямовує на викриття винуватців ситуації, що склалася. Ці люди вважають відповідальними за кризу то ліберальну глобалізацію, то егоїстичні промислово розвинені країни, а то й просто "головного ворога людства" - США. Виливають власний гнів на сторінках газет та журналів, організовують масові акції протесту, беруть участь у вуличних заворушеннях та з насолодою б'ють вітрини у містах, де відбуваються форуми міжнародних організацій. Чи треба говорити, що подібні викриття та демонстрації не просувають ні на крок вирішення загальнолюдської проблеми, а швидше заважають цьому?

Нарешті, третя, дуже невелика частина світової спільноти не тільки розуміє ступінь загрози, а й концентрує свої інтелектуальні та матеріальні ресурси на пошуку шляхів виходу з ситуації. Вона прагне розглянути у тумані майбутнього перспективу і намацати оптимальний шлях, ніж оступитися і зірватися в прірву.

Зваживши реальні небезпеки і ресурси, які має людство на початку XXI століття, можна сказати, що поки ще є деякі шанси вибратися з глухого кута. Але потрібна безпрецедентна мобілізація здорового глузду та волі всієї світової спільноти, щоб вирішити безліч проблем у трьох стратегічних напрямках.

Перше - психологічна переорієнтація світового соціуму, кардинальна зміна стереотипів його поведінки. "Щоб вибратися з криз, породжених техногенною цивілізацією, суспільству доведеться пройти складний етап духовної революції, як в епоху Ренесансу, - вважає академік B. C. Степін. - Доведеться виробляти нові цінності... Треба змінювати ставлення до природи: не можна розглядати її як бездонну комору, як поле для переробки та переорювання". Такий психологічний переворот неможливий без значного ускладнення логічного мисленнякожного індивіда та переходу на нову модельповедінки більшості людства. Але, з іншого боку, він неможливий і без кардинальних змін відносин усередині суспільства – без нових норм моралі, без нової організації мікро- та макросоціуму, без нових взаємин між різними соціумами.

Така психологічна переорієнтація людства дуже важка. Прийде ламати стереотипи мислення та поведінки, що склалися протягом тисячоліть. І насамперед потрібен докорінний перегляд самооцінки людини як вінця природи, її перетворювача та повелителя. Ця гомоцентрична парадигма, яка протягом тисячоліть проповідується багатьма світовими релігіями, підкріплена в XX столітті ще й вченням про ноосферу, має бути відправлена ​​на ідеологічне звалище історії.

Нині потрібна інша система цінностей. Ставлення людей до живої і неживої природи має будуватися не так на протиставленні - " ми " і " все інше " , але в розумінні те, що і " ми " , і " все інше " суть рівноправні пасажири космічного корабля під назвою " Земля " . Такий психологічний переворот видається малоймовірним. Але згадаємо, що в епоху переходу від феодалізму до капіталізму переворот саме такого роду, хоч і менших масштабів, стався у свідомості аристократії, яка традиційно ділила суспільство на "ми" (люди блакитної крові) та "вони" (простолюдини і просто чернь). У сучасному демократичному світі такі уявлення стали аморальними. В індивідуальній і суспільній свідомості цілком можуть і повинні з'явитися і закріпитися численні "табу" щодо природи - своєрідний екологічний імператив, що вимагає пропорцій потреб світового соціуму і кожної людини з можливостями екосфери. Моралі належить вийти межі міжособистісних чи міжнародних відносин і включити у собі норми поведінки щодо живої і неживої природи.

Другий стратегічний напрямок - форсування та глобалізація науково-технічного прогресу. "Оскільки назрівала екологічна криза, що загрожує перерости в глобальну катастрофу, викликана розвитком продуктивних сил, досягненнями науки і техніки, то й вихід з неї немислимий без подальшого розвитку цих складових процесу цивілізації, - писав М. М. Мойсеєв. - Для того, щоб знайти вихід , знадобиться гранична напруга творчого генія людства, незліченну кількість винаходів і відкриттів. Тому необхідно якнайшвидше максимально розкріпачити особистість, створити можливості для розкриття свого творчого потенціалу будь-якій здатній до цієї людини".

Справді, людству належить кардинально змінити структуру виробництва, що склалася століттями, гранично зменшивши в ній питому вагу добувної промисловості, що забруднює ґрунт і ґрунтові води сільського господарства; перейти від вуглеводневої енергетики до ядерної; замінити автомобільний та авіаційний транспорт, що працює на рідкому паливі, якимось іншим, екологічно чистим; суттєво перебудувати всю хімічну промисловість, щоб мінімізувати забруднення її продуктами та відходами атмосфери, води та ґрунту.

Деякі вчені бачать майбутнє людства у відході від техногенної цивілізації XX століття. Ю. В. Яковець, наприклад, вважає, що в постіндустріальну епоху, яка представляється йому як "гуманістичне суспільство", "буде подолано техногенний характер пізньоіндустріального суспільства". Насправді для запобігання екологічній катастрофі потрібна максимальна інтенсифікація науково-технічних зусиль, щоб створити та впровадити природоохоронні технології у всі сфери життєдіяльності людини: у сільське господарство, енергетику, металургію, хімічну промисловість, будівництво, побут тощо. Тому постіндустріальне суспільство стає не посттехногенним, а, навпаки, супертехногенним. Інша річ, що вектор його техногенності змінюється з ресурсопоглинання на ресурсозбереження, з екологічно брудних технологій на природоохоронні.

Важливо при цьому мати на увазі, що такі якісно нові технології стають все більш небезпечними, оскільки можуть використовуватися як на благо людству та природі, так і на шкоду їм. Тому тут потрібні неухильно зростаючі обачність та обережність.

Третій стратегічний напрямок - подолання або хоча б суттєве скорочення техніко-економічного та соціокультурного розриву між постіндустріальним центром світової спільноти та її периферією та напівпериферією. Адже кардинальні технологічні зрушення повинні відбутися не тільки у високорозвинених країнах, що мають великі фінансові та кадрові ресурси, а й у всьому світі, що розвивається, який стрімко індустріалізується головним чином на базі старих, екологічно небезпечних технологій і не має ні фінансових, ні кадрових можливостей впроваджувати природоохоронні. технології. Технологічні новинки, що створюються поки лише в постіндустріальному центрі світового співтовариства, повинні впроваджуватися і на його індустріальній або периферії, що індустріалізується. В іншому випадку тут у зростаючих масштабах будуть використовуватися застарілі, екологічно небезпечні технології та деградація природного середовища планети ще більше прискориться. Зупинити процес індустріалізації регіонів світу, що розвиваються, неможливо. Отже, треба допомогти їм робити це так, щоб звести до мінімуму збитки для екології. Такий підхід - на користь всього людства, зокрема населення високорозвинених країн.

Усі три стратегічні завдання, які стоять перед світовим співтовариством, безпрецедентні як за своєю труднощами, так і за значущістю для подальших доль людства. Вони тісно взаємопов'язані і взаємообумовлені. Провал у вирішенні однієї з них не дозволить вирішити решту. За великим рахунком - це іспит на зрілість виду Homo sapiens, якому довелося стати найрозумнішим серед тварин. Настав час довести, що він справді розумний і здатний врятувати від деградації земну екосферу та себе у ній.

Колонізації червоної планети у 2023 році. Експедиція буде безповоротною, тому для її успіху особливо важлива розробка замкнутої екосистеми, що функціонує. І якщо технології подорожі до Марса приблизно зрозумілі, створення штучних стійких біосфер поки викликає питання. Проект «Нове століття» згадує історію ключових експериментів у галузі замкнутих біосистем і розуміється, чому позаземній цивілізації потрібні дерева.

Серйозні експерименти з організації автономних екосистем розпочалися у 70-х роках XX ст. Після висадки екіпажу Аполлон-11 на Місяць стало зрозуміло, що перспективи космічної колонізації реальні, а досвід створення живих замкнутих просторів став необхідним для тривалих потенційних перельотів і побудови інопланетних баз. Першим за проблему взявся СРСР. У 1972 році в підвалі красноярського Інституту біофізики на основі професор Борис Ковров побудував першу замкнуту екосистему БІОС-3, що функціонує. Комплекс складався з герметичного приміщення розміром 14×9 х 2,5 м і був розділений на чотири відсіки: житлову каюту для екіпажу, дві теплиці для вирощування їстівних рослин та генератор кисню, де знаходився бак із мікроводоровими культурами. Водорості та теплиці, де росли карликова пшениця, соя, чуфа, морква, редиска, буряк, картопля, огірки, щавель, капуста, кріп та цибуля висвітлювалися УФ-лампами.

У БІОС-3 було проведено 10 експериментів з екіпажами від 1 до 3 осіб, а тривала експедиція проходила 180 днів. Комплекс виявився на 100% автономен по кисню та воді та на 80% по їжі. Крім продуктів власного городництва потенційним космонавтам було покладено стратегічну тушонку. Великим недоліком красноярської біосфери виявилася відсутність енергетичної автономності – вона використовувала 400 кВт зовнішньої електроенергії щодня. Це завдання планувалося вирішити, але під час перебудови фінансування експерименту припинилося і БІОС-3 залишили іржавіти у підвалі інституту.

Найбільш масштабний експеримент з організації замкнутої екосистеми було проведено у 90-х роках у США. Він фінансувався коштом Еда Басса, нью-ейдж мільйонера, який мріяв про створення щасливої ​​комуни візіонерів-біологів. Біосфера-2 розташовувалася в аризонській пустелі і була системою повітронепроникних скляних куполів. Усередині було встановлено п'ять ландшафтних модулів: джунглі, савана, болото, маленький океан із пляжем та пустеля. Географічне розмаїття доповнював сільськогосподарський блок, оснащений за останнім словом техніки, а також житловий будинок, збудований в авангардному стилі. Вісім біонавтів та близько 4 тисяч різноманітних представників фаун, включаючи кіз, свиней та курей, мали прожити під куполом 2 роки на повному самозабезпеченні, за винятком споживання електроенергії, яка використовувалася переважно для охолодження гігантського парника. Будівництво комплексу коштувало 150 мільйонів доларів. За словами проектувальників, Біосфера могла проіснувати в автономному режимі не менше 100 років.

26 вересня 1991 року при величезному скупченні журналістів четверо чоловіків і чотири жінки зайшли всередину купола та експеримент розпочався. Приблизно через тиждень з'ясувалося, що проектувальники «Біосфери» допустили фатальний прорахунок – кількість кисню в атмосфері екосистеми поступово, але скорочувалася. Учасники експерименту чомусь вирішили приховати цей факт. Незабаром перед біонавтами постала ще одна проблема: з'ясувалося, що їхні сільськогосподарські угіддя здатні забезпечити близько 80% їхньої потреби в їжі. Цей прорахунок був навмисним. Cамі того, не підозрюючи, вони виявилися учасниками ще одного експерименту, який проводив у куполі «бортовий» доктор Валфорд, прихильник теорії лікувального голодування.

Влітку 1992-го вибухнула криза. Через рекордно сильне ель-ніньо небо над Біосферою-2 майже всю зиму було затягнуте хмарами. Це призвело до того, що фотосинтез джунглів ослаб, вироблення дорогоцінного кисню зменшилося, так само як і без того мізерний органічний урожай. Несподівано величезні п'ятиметрові дерева у джунглях стали крихкими. Деякі впали, зламавши все довкола. Згодом, досліджуючи цей феномен, вчені дійшли висновку, що його причина крилася без вітру під куполом, який зміцнює стовбури дерев у природі. Ед Басс, який фінансував експеримент, продовжував приховувати катастрофічний стан біосфери-2.

До осені вміст кисню в атмосфері купола знизилося до 14%, що можна порівняти з розрідженістю повітря на 5000 метрів над рівнем моря. Ночами його жителі постійно прокидалися, оскільки активний фотосинтез рослин припинявся, рівень кисню різко падав, і вони починали задихатися. На цей момент усі хребетні тварини «Біосфери» загинули. Виснажені мізерним раціоном і кисневим голодуванням біонавти розділилися на два табори - половина хотіла, щоб їх негайно випустили назовні, а інші наполягали, що треба висидіти 2 роки, хоч би чого це коштувало. У результаті Басс вирішив розгерметизувати капсулу і закачати туди кисень. Також він дозволив біонавтам використати недоторканні запаси зерна та овочів із насіннєвого сховища. Таким чином експеримент вдалося довести до кінця, але після виходу колоністів Біосферу-2 визнали провалом.

У цей же час у NASA розробило менш екстравагантний, але успішніший проект. Космічне агентство вигадала екосистему, яка, на відміну від усіх попередніх, принесла своїм творцям цілком значний комерційний дохід. Це була Ecosphere - герметична скляна куля-акваріум, діаметром 10-20 сантиметрів, де знаходилося кілька креветок Halocaridina rubra, шматочок коралу, трохи зелених водоростей, бактерії, що розщеплюють продукти життєдіяльності креветок, пісок, морська водата прошарок повітря. За запевненнями виробників весь цей світ був абсолютно автономним: він потребував лише сонячного світла та підтримки регулярної температури - і тоді міг проіснувати «вічність». Креветки розмножувалися і вмирали, не виходячи, проте, за межі розумного числа, яке могли забезпечити існуючі ресурси. Ecosphere одразу набула неймовірної популярності. Однак незабаром з'ясувалося, що вічність є 2-3 роки, після чого біологічний баланс усередині акваріума невідворотно порушувався і його мешканці гинули. Проте герметичні акваріуми досі користуються популярністю - зрештою кожна цивілізація має свій термін придатності і 2-3 роки за креветковими мірками не так вже й погано.

Успішними прикладами створення замкнутих систем можна вважати МКС , медико-технічний комплекс «Марс-500» РАН та інших подібних проектів. Однак їх важко назвати «біосферою». Вся їжа космонавтів доставляється із Землі, а в основних системах життєзабезпечення не беруть участь рослини. Регенерація кисню на МКС відбувається з використанням запасів води, що постійно поповнюються із Землі. Марс-500 також забирає воду і частково повітря ззовні. Втім для регенерації кисню та відновлення запасів води можна використовувати реакцію Сабатьє. Потрібна лише невелика кількість водню ззовні, а цей газ є найпоширенішим не тільки на Землі, а й у космосі. Тож, наприклад, дерева на гіпотетичних інопланетних станціях зовсім не потрібні.

Але якби для успішного функціонування нам вистачало щоденного надходження чіткої суми поживних речовин та кисню, все було б надто просто. Усередині Біофсфери-2, яка стала музеєм, досі зберігся напис на стіні одного з учасників експерименту: «Тільки тут ми відчули, наскільки залежний від навколишньої природи. Якщо не буде дерев – нам не буде чим дихати, якщо вода забрудниться – нам не буде чого пити». Ця набута мудрість ставить перед Mars One кілька важливих завдань, які вирішити для комфортного життя колоністів у 2023 році. З нашої генетичної пам'яті не так легко стерти мільйон років проживання всередині біосфери, недаремно третім пунктом людських життєвих планів після біологічного розмноження і вдома означає посадити дерево.

Тема:“Людина та її місце у природі”.

Цілі.

Навчальні:

• продовжити системну роботу з формування елементарної цілісної картинисвіту у молодших школярів;
• познайомити зі штучними екосистемами міста та села як місцем життя (проживання) людини;
• навчити бачити різницю у господарствах давніх людей та сучасної людини, розуміти специфіку штучних екосистем;
• вчити учнів знаходити протиріччя між господарством людини та природою та пропонувати способи їх усунення;
• сформувати поняття про екологічний тип господарства, що гармонійно поєднується з природою.

Розвиваючі:

• розвивати вміння пізнавати та розуміти навколишній світ, осмислено застосовувати отримані знання для вирішення навчально-пізнавальних та життєвих завдань;
• розвивати мову, логічне мислення;

Виховують:

• виховувати дбайливе ставлення до навколишньої природи, економне витрачання природних ресурсів, дбайливе ставлення до світу.

Тип уроку:урок вивчення нового матеріалу

Тип навчання:проблемне.

Основні етапи уроку:

1. Введення нових знань із опорою на попередній досвід.
2. Відтворення нових знань.

Обладнання:

• відеозаписи для демонстрації екосистеми міста та села;
• робоча сторінка;
• опорні схеми;
• ілюстрації розумного поєднання цивілізації та природи.

ХІД УРОКУ

I. Активізація знань та постановка проблеми.

1. Хлопці, сьогодні у нас перший урок останнього розділу нашого підручника та всього нашого курсу “Світ та людина”. Назва цього розділу, як на мене, трохи незвичайна. А в чому його незвичайність?

На дошці запис: Як нам жити?

Виявляється, це питання хвилює багатьох людей нашої планети, незалежно від того, в якій країні вони живуть і якою мовою спілкуються між собою. Але головне, що ці люди небайдужі до долі нашої планети, нашого спільного дому.

Я переконана, що і ми з вами не повинні залишатись осторонь і спробувати пошукати відповідь на це запитання.

А чи знаєте ви, що таке конференція? І чи можна наш урок назвати “ урок-конференція”?

Словник: “Конференція– збори, нарада різних, зокрема і навчальних організацій, обговорення якихось особливих питань”.

(Діти читають на робочій сторінці тлумачення слова “конференція” та обговорюють поставлене питання).

А тепер я пропоную, розмірковуючи над нашим особливим питанням “Як нам жити?”та “ Людина та її місце в природі”, згадати те, що ми знаємо, вивчили.

2. Бліц - вікторина "Перевір свої знання":

1. Уральські гори поділяють Європу та Азію;
2. Америку відкрив Христофор Колумб;
3. Волга, Об, Єнісей, Олена, Амур – річки нашої країни;
4. На південь від Антарктиди є інші материки;
5. Якщо дбайливо ставитися до використання води, світла, тобто. економити електроенергію, то природа збережеться і людям житиме легше;
6. Пустеля Сахара розташована у Південній Америці;
7. Мандрівники ходили один до одного в гості з острова на острів пішки;
8. Збирання їстівних рослин та полювання на диких тварин – найдавніше заняття людини;
9. Екосистема – це така співдружність живої та неживої природи на землі, в якій усі почуваються як удома.
10. Екологічна система – це осередок живої оболонки Землі.

(Діти прослуховують дані висловлювання й у таблицю робочій сторінці виставляють “+”, якщо вони з висловлюванням згодні, і “-”, якщо з висловлюванням не згодні. Після виконання завдання вчитель вивішує на дошку контрольний лист, і учні проводять самоконтроль та самоперевірку виконаного завдання).

3. Рішення кросворду в парі.

1. Вчений, що вивчає екосистеми.
2. Живі організми, які поїдають інші організми.
3. Найдрібніші "сміттярі".
4. Організми, якими харчуються "їдці".

4. Проблемний діалог.

Та це ж наші знайомі Олена та Мишко. Послухаємо їх…

Олена:Людина, розвиваючи науку та техніку, порушує природні екосистеми. Виходить, він може жити без них?

Мишко:Ні, Олено, ти не маєш рації. Людина, як і будь-який інший організм, потребує інших членів своєї екосистеми, адже вона повинна дихати, харчуватися, брати участь у кругообігу речовин.

І знову ось уже втретє ми чуємо одне й те саме слово. Хто з вас звернув на нього увагу? Справді, це слово "Екосистема". (Вивішується на дошку).

А що таке екосистема?

(Діти справляються у словничку на робочій сторінці і дають різні визначення.)

Які бувають екосистеми?

– Природні– природні;
- Штучні- Це екосистеми, створені руками людини.

Наведіть приклад природних екосистем; штучних екосистем.

5. Постановка проблеми.

Діти, на вашу думку, в якій з перерахованих вами екосистем є місце для людини, для нас з вами?

ІІ. Спільне відкриттязнань.

1. Розглянемо на нашій конференції питання, які нам належить вивчити та обговорити:

• два господарства людини;
• де мешкає людина;
• як позначаються життя людей досягнення науки і техніки, що вони корисні, чим шкідливі і які небезпеки таяться у тому використанні.

2. Самостійне знайомство з двома видами господарства людини на сторінках підручника.

3. Колективна робота з класом через проблемну бесіду з метою систематизації отриманих знань:

• Чим займалися давні люди?
• Чи відрізнялися вони диких тварин за способом добування їжі?
• Якщо вони надавали готові природні багатства, то, як могло називатися їхнє господарство? Утворіть слово від дієслова "привласнювати", що відповідає питанням яке господарство? (Привласнює).
• Чому пізніше люди навчилися розводити свійських тварин та культурні рослини?
• Де люди почали жити?
• Що стало їхнім основним заняттям?
• Якщо люди стали виробляти продукти харчування та інші продукти, необхідні для життя, то як можна назвати їхнє господарство? Утворіть слово від дієслова “виробляти”, що відповідає питанням яке господарство? (Виробляє)

4. Демонстрація двох екологічних пірамід:

• Яка їх символізує присвоююче господарство, а яка виробляє господарство?
• Яку їх можна співвіднести з природною екосистемою, а яку зі штучної екосистемою?
• Як би ви назвали цю екосистему?

(Екосистема поля, саду, скотарні, пташника, тваринницької ферми – сільськогосподарська екосистема)

Це перша штучна екосистема, яку створили люди. Тут живуть селяни, які займаються сільськогосподарською працею.

Друга штучна екосистема, створена людьми для свого життя – екосистема міста.

Якщо поля, сади, скотарні нагадують природні екосистеми, то місто вражає своєю невідповідністю з природним оточенням. Замість шереху листя та співу птахів, ми чуємо в місті шум моторів, скрип гальм, стукіт трамвайних коліс об рейки. На рівнині злітають кам'яні гори з багатоповерхових будівель. У місті, на жаль, мало зелених рослин. Саме через нестачу чи відсутність зелені люди – городяни у вихідні дні намагаються виїхати з міста на дачу, до лісу, щоб подихати свіжим повітрям, відпочити від міських шумів. Іноді люди вважають, що сучасна людинамайже незалежно від природи. Це дуже небезпечна помилка.

Пам'ятай! Людина в минулому, теперішньому та майбутньому безліччю незримих ниток пов'язана з природою. Бережи її!

Але незважаючи ні на що, місто – це екосистема, яку люди створили для життя в ній.

5. Виконання завдання 2 на сторінці 59.

• Які можливості отримала людина, створивши штучні екосистеми?
• У якому співвідношенні стали знаходитися природні та штучні екосистеми? Чому?
• У чому полягає сила людини?
• Чи завжди це йшло на користь людині та навколишній природі?
• Кругообіг у природі замкнутий чи ні?
• Що відбувається під впливом господарювання? (Забруднення навколишнього середовища, зникнення рослин і тварин, скорочення родючості землі, нестача палива тощо)

6. Виконання завдання 3 на сторінці 59.

• Які виникли наслідки від застосування людиною сили, якою вона має?
• До чого це призводить?
• Що потрібно виправити?
• Якщо кругообіг стане замкнутим, такий тип господарства можна назвати… (екологічним).
• Що треба робити? Чи можемо ми допомогти?

Повернемося до поняття "Екосистема".

(На дошку вивішується визначення)

Екосистема– це такий взаємозв'язок (співдружність) живої і неживої природи, коли всі її мешканці почуваються як удома.

7. Робота над ключовими словами:

• Співдружність
• Жива природа
• Нежива природа
• Всі? Хто все?
• А як удома?

ІІІ. Практикум з самостійного застосування та використання отриманих знань.

• Відповіді питання на стор.59.
• Виконує 2–3 завдання на вибір (1, 4, 5, 7, 8).
• Заповни таблицю на робочій сторінці. Підрахуй суму балів, і ти дізнаєшся, чи добре ти дбаєш про природу в екосистемі міста.

13–16 балів – ти великий молодець, захисник природи. Усі можуть брати з тебе приклад.

9–12 балів – ти вмієш дружити із природою.

Менше 9 балів – тобі є про що задуматись. Постарайся дбайливіше ставитися до навколишньої природи.

IV. Підбиття підсумків уроку – конференції.

• Обмін думками щодо виконання завдань;
• Що нового дізналися на уроці?
• Чому могутність людини – велика загроза всьому навколишньому світу?

Людина має два шляхи. Перший – усім людям разом відлетіти в космос та розселитися на інших планетах. Але якщо це і стане можливим, то ще дуже не скоро, може, через сотні і сотні років.

Другий шлях – пристосовуватися до природи, вчитися не руйнувати її, не порушувати налагодженого господарства, спробувати розпочати відновлювати занапащене, зіпсоване. А до нинішньої природи ставитись дбайливо, охороняючи те, що залишилося. Мабуть, цей шлях – єдиний можливий.

V. Домашнє завдання.

Урок №12, завдання 6.

ДОДАТОК 1

РОБОЧА СТОРІНКА

Учня (ци)____________________________

План.

1. Два господарства людини.
2. Де мешкає людина.
3. Як нам жити?

Завдання 1. Бліц – вікторина.

Завдання 2. Кросворд.

1. Вчений, що вивчає екосистеми.
2. Живі організми, що поїдають інші організми (рослини та тварин).
3. Газ, необхідний дихання всім живим організмам.
4. Що отримує екосистема із космосу?
5. Найдрібніші "сміттярі".
6. Організми, що переробляють відходи та залишки живих організмів.
7. Орган рослини, у якому відбувається перетворення речовин неживої природи на органічний матеріал всім організмів.
8. Підживлення для підвищення врожаю рослин.
9. Організми, якими харчуються їдці.
10. Верхній родючий шар землі, з якого рослина отримує воду та поживні речовини.

Завдання 3. Відкриття нових понять.

1.____________________

2.____________________

3.____________________

4.____________________

5.____________________

6.____________________

7.____________________

8.____________?_______

Завдання 4. Таблиця – тест.

ДОДАТОК 2

СЛОВНИК.

КОНФЕРЕНЦІЯ - збори, нарада різних, у тому числі і навчальних організаційдля обговорення будь-яких особливих питань.

ЕКОСИСТЕМА- Спільно мешкають живі організми і та ділянка землі, на якій вони почуваються як вдома.

ЕКОСИСТЕМА- Невелика частина біосфери. У цій системі можна знайти багато елементів біосфери: повітря, грунт, вода, гірські породи.

ЕКОСИСТЕМА– єдність живої та неживої природи, в якій живі організми різних професій здатні спільними зусиллями підтримувати кругообіг речовин.

ЕКОСИСТЕМА –це співтовариство живих організмів у єдності з місцем, де вони мешкають.

ЕКОСИСТЕМА –це такий взаємозв'язок живої і неживої природи, коли всі мешканці почуваються як удома.

Отже, в екосистемі ми бачимо взаємодію життєвої спільноти, що складається з багатьох організмів, з характерними факторами середовища, що діють на це співтовариство. Екосистеми класифікують зазвичай за найважливішими чинниками середовища. Так, говорять про морські, наземні або сухопутні, берегові або літоральні, озерні або лімницькі екосистеми і так далі. Як побудовано екосистему?

Зазвичай вона складається з чотирьох основних елементів:

1. Неживе (абіотичне) середовище. Це вода, мінеральні речовини, гази, а також неживі органічні речовини та гумус.

2. Продуценти (виробники). До них відносяться живі істоти, здатні з неорганічних матеріалів середовища будувати органічні речовини. Таку роботу виконують переважно зелені рослини, що виробляють за допомогою сонячної енергії з двоокису вуглецю, води та мінеральних речовин органічні сполуки. Цей процес називають фотосинтезом. При ньому вивільняється кисень (Про 2). Органічні речовини, що виробляються рослинами, йдуть у їжу тваринам та людині, кисень використовується для дихання.

3. Консументи (споживачі). Вони використовують рослинну продукцію. Організми, які харчуються лише рослинами, називають консументами першого порядку. Тварини, які харчуються лише (або переважно) м'ясом, називаються консументами другого порядку.

4. Редуценти (деструктори, розкладачі). Ця група організмів розкладає залишки відмерлих істот, наприклад рослинні залишки або трупи тварин, перетворюючи їх знову на вихідну сировину - воду, мінеральні речовини, СО 2 , яке придатне для продуцентів, що перетворюють це на складові знову на органічні речовини.

Редуценти - це багато хробаків, личинки комах та інші дрібні ґрунтові організми. Бактерії, гриби та інші мікроорганізми, що перетворюють живу речовину на мінеральну, називаються мінералізаторами.

Екосистема може бути штучною. Приклад штучної екосистеми, вкрай спрощеної та неповної порівняно з природними, – космічний корабель. Його пілоту доводиться жити довгий час у замкнутому просторі корабля, обходячи обмеженими запасами їжі, кисню та енергії. При цьому бажано по можливості відновлювати та вдруге використати витрачені запаси речовини та відходи. Для цього в космічному кораблі передбачені спеціальні установки регенерації, а останнім часом ведуться досліди і з живими організмами (рослинами та тваринами), які мають брати участь у переробці відходів життєдіяльності космонавта, використовуючи енергію сонячного світла.

Порівняємо штучну екосистему космічного корабля з якоюсь природною, наприклад екосистемою ставка. Спостереження показують, що кількість організмів про цей біотоп залишається - з деякими сезонними коливаннями - в основному постійним. Таку екосистему називають стабільною. Рівновага зберігається, поки не зміняться зовнішні фактори. Основні з них – приплив та відтік води, надходження різних поживних речовин, сонячне випромінювання.

В екосистемі ставка живуть різні організми. Так, після створення штучного водоймища воно поступово заселяється бактеріями, планктоном, потім рибами, вищими рослинами. Коли розвиток досяг певної вершини і зовнішні впливи залишаються довгий час незмінними (приплив води, речовин, випромінювання, з одного боку, і відтік чи випаровування, винесення речовин і відтік енергії - з іншого), екосистема ставка стабілізується. Між живими істотами встановлюється рівновага.

Як і спрощена штучна екосистема космічного корабля, екосистема ставка здатна до самопідтримання. Необмеженому зростанню перешкоджають взаємодії між рослинами-продуцентами, з одного боку, і тваринами та рослинами консументами та редуцентами – з іншого.

Консументи можуть розмножуватися лише до того часу, доки перевитратюють запас наявних поживних речовин. Якщо вони розмножаться надмірно, збільшення їх чисельності припиниться саме собою, оскільки їм не вистачить їжі. Продуцентам у свою чергу потрібно постійне надходження мінеральних речовин. Редуценти або деструктори розкладають органічні речовини і цим збільшують запас мінеральних речовин. Вони ж знову пускають в обіг відходи життєдіяльності. І кругообіг починається знову: рослини (продуценти) поглинають ці мінеральні речовини і за допомогою сонячної енергії знову виробляють з них багаті на енергію поживні речовини.

Природа діє в вищого ступеняекономно. Створена організмами біомаса (речовина їх тіл) і енергія, що міститься в ній, передаються решті членів екосистеми: тварини поїдають рослини, інші тварини поїдають перших, людина поїдає і рослини і тварин. Цей процес називають харчовим ланцюгом. Приклади харчових ланцюгів: рослини - рослиноїдна тварина - хижак; злак - польова миша - лисиця; кормові рослини – корова – людина. Як правило, кожен вид харчується не одним видом. Тому харчові ланцюги переплітаються, утворюючи харчову мережу. Чим сильніші організми пов'язані між собою харчовими мережами та іншими взаємодіями, тим стійкіша спільнота проти можливих порушень. Природні, непорушені екосистеми прагнуть рівноваги. Стан рівноваги заснований на взаємодії біотичних та абіотичних факторів середовища.

Підтримка замкнутих кругообігів у природних екосистемах можлива завдяки двом факторам: наявності розкладачів (редуцентів), які використовують усі відходи та залишки, та постійному надходженню сонячної енергії. У міських та штучних екосистемах мало чи зовсім немає редуцентів, і відходи – рідкі, тверді та газоподібні – накопичуються, забруднюючи довкілля. Сприяти найшвидшому розкладанню та вторинному використанню таких відходів можна, заохочуючи розвиток редуцентів, наприклад, шляхом компостування. Так людина навчається у природи.

Щодо надходження енергії природні та антропогенні (створені людиною) екосистеми подібні. І природним, і штучним екосистемам – будинкам, містам, системам транспорту – потрібне підведення енергії ззовні. Але природні екосистеми одержують енергію від практично вічного джерела - Сонця, яке до того ж, «виробляючи» енергію, не забруднює довкілля. Людина, навпаки, живить процеси виробництва та споживання в основному за рахунок кінцевих джерел енергії - вугілля та нафти, які поряд з енергією дають пил, гази, теплові та інші відходи, що шкодять навколишньому середовищу і не піддаються переробці всередині самої штучної екосистеми. Не забудемо, що при споживанні такої «чистої» енергії, як електроенергія (якщо вона вироблена на тепловій електростанції), відбувається забруднення повітря і теплове забруднення середовища.