Во-первых, потому, что наше представление о геологическом времени совершенно иное; мы исчисляем его в 1,5–2 миллиарда лет, вероятно, несколько больше – тогда как эта мысль была чужда, не могла возникнуть ни у Ляйелля, ни у фон Гоффа, в обработке которых вошли в науку идеи Гэттона. Оригинальный и глубокий мыслитель Гэттон и его последователь Плэйфер, не имевшие понятия о палеонтологии, в их время не существовавшей, были ближе к идеям нашего времени, так как Гэттон считал, что геология нашей планеты может быть научно объяснена в самых грандиозных своих проявлениях, наблюдением современно идущих, часто кажущихся мелкими и ничтожными, геологических процессов благодаря длительности геологического времени, и что для объяснения их нет надобности обращаться к космическим явлениям, которые в это время – и позже – являлись в истории Земли как deus ex machine, «объяснявшими» те или иные черты строения Земли, перед которыми казалась беспомощной эмпирическая научная мысль.
Для Гэттона геологические явления были равнозначны в (аспекте времени) с космическими.
Во-вторых, потому, что приходится разделять геологические явления – неизменные во времени, выдвинутые Гэттоном в его «Теории Земли» и такие, которые резко во времени меняются (которые особенно изучались в XIX столетии) и проявились чрезвычайно резко в эволюции органического мира в ходе геологического времени.
Все оболочки земной коры и геосферы во всех своих основных чертах относятся к неизменным во времени – геологически вечным – чертам строения планеты[103].
20. Для биогеохимического исследования неизменно морфологически меняющейся жизни это обстоятельство имеет первостепенное значение.
Оно указывает, что в структуре биосферы, неразрывно связанной с жизнью, преобладают геологически вечные явления, существование которых должно проявляться и в явлениях жизни. Изучение явлений жизни в биогеохимическом аспекте должно дать возможность, поэтому, проникнуть в геологически вечные черты строения жизни организмов и их совокупностей – видеть ту сторону жизненных явлений, которая в современной биологии часто оставляется без внимания, так как биология останавливается, главным образом, на резко преходящих в геологическом времени явлениях жизни – явлениях эволюции ее форм.
IV. Замечания о биосфере[104]
21. Как ясно из схемы § 10, биогеохимические явления должны проявляться в живых организмах и в биосфере неразрывно и одновременно.
Изучая с биогеохимической точки зрения организмы, мы сталкиваемся, само собой разумеется, в основе с проблемами биологическими. С этой точки зрения нас должен интересовать количественно выраженный атомный химический состав организмов[105], их размножение и рост, поскольку они касаются их геохимической энергии[106], их вес, объем, состояние занятого ими пространства.
Биогеохимия должна выразить и характеризовать все разнообразные морфологические подразделения организмов в числах, отвечающим этим их свойствам.
Многочисленные чисто биологические явления связаны с этими вопросами. Но в то же время можно и нужно изучать с биогеохимической точки зрения и биосферу.
Я остановлюсь сегодня только на основных задачах биогеохимии по отношению к биосфере и то в самых общих чертах.
Необходимо отметить, что наши знания о биосфере и ее содержимом резко отличаются от всякого другого знания, так как мы живем в биосфере и ощущаем ее всем своим существом. Все передается нам через биосферу. Выше и ниже ее человек может проникать только логическим путем, разумом. Через нее он охватывает космический мир, преломленный в биосфере. И также преломленными в биосфере он может изучать глубины планеты, лежащие ниже земной коры.
В сущности, человек, являясь частью биосферы только по сравнению с наблюдаемыми на ней явлениями, может судить о мироздании. Он висит в тонкой пленке биосферы и лишь мыслью проникает вверх и вниз.
22. Биосфера принадлежит к той области нашей планеты, где могут существовать в устойчивом состоянии все три физических состояния вещества – твердое, жидкое и газообразное, столь характерные и одновременно необходимые для проявления жизни.
Очень часто забывается, что существование на нашей планете трех физических фаз вещества, кажущееся нам столь самопонятным, есть исключительное явление, характерное только для земной коры, ограниченное узкой земной областью в немногие десятки километров, непрерывно сплошь облекающей геоид, основная масса которого этим свойством не обладает.
Это не менее важное для характеристики земной коры явление, чем ее разнородность, ее положение выше уровня изостазии.
При таком понимании земной коры необходимо включить в нее и стратосферу – область которой как раз захватывается сейчас человеком, то есть реально включается им в область жизни, в биосферу.
Эта область планеты характеризуется не только существованием трех фаз вещества. Только в нее проникает и космическая энергия из небесных просторов.
За верхние пределы земной коры надо принимать при таком ее понимании – верхние части стратосферы, Хевисайдов слой, и начинающуюся за ним так называемую свободную атмосферу – на высоте 70–80 км, а нижним пределом будет изостатическая поверхность на глубине от уровня геоида не меньше 60 км, где давление превышает 30 000 атм/см2, и где вследствие одного этого – при относительно не чрезмерной температуре (немногие сотни градусов самое большее) – различие между фазами вещества – жидкой, твердой и газообразной – исчезает. Уже после произнесения этой речи установилось понятие ионосферы для этой оболочки. Вещество здесь находится в особом пластическом состоянии, конкретно представить себе которое мы не можем.
На верхней границе стратосферы находится физическая пустота с небольшим количеством рассеянного вещества и корпускул космического происхождения (ионосфера).
23. Стратосфера связана с биосферой – с жизнью – и по своему составу, который, в общем, отвечает нашему воздуху, состоит из кислорода и азота все более разреженных по мере того, как мы отдаляемся вверх от уровня геоида.
Но она еще глубже связана с жизнью; она связана скоплением и созданием в ней озона, по существу биогенного и в то же время определяющего возможность существования жизни.
Концентрация озона, рассеянного в разреженном газе (общая масса его составила бы в чистом виде слой в 3–6 мм), сосредоточивается на высоте около 40 км и выше (давление десятка миллиметров ртути на кв. сантиметр и ниже) – является ярким примером организованности биосферы и ее приспособленности к жизни.
Ибо только слой с таким содержанием озона – этот слой был назван Фабри и Бьоссоном озоновым экраном – делает возможным существование жизни на нашей планете, ибо он всецело поглощает губительные ультрафиолетовые лучи, идущие из солнца и космических просторов, короче 200 мм, которые убивают все живое. Без озонового экрана жизнь была бы невозможна, но сам озоновый экран мог образоваться только при нахождении в земной атмосфере свободного кислорода, который является продуктом жизни.
Жизнь сама как бы создает себе защиту[107] – один из многих примеров приспособленности, при участии жизни, биосферы для жизни, так ярко указанной Л. Гендерсоном[108]. Едва ли можно сомневаться, что озоновый экран не есть случайность, а есть результат известной организованности земной коры, того порядка природы, который наш ум в ней выявляет.
Мы сразу встречаемся здесь с явлением, которое очень характерно для биогеохимии. Жизнь не может существовать без озонового экрана, но озоновый экран создается из свободного кислорода, продукта жизни. Как же создалась такая организованность? Сейчас мы этого не знаем, но разрешить загадку может только научное наблюдение и научный опыт, а не умозрение. Это – дело будущего.
