Материал составлен при участии А.Д.Жигалина.
Под геофизической экологической функцией литосферы мы понимаем функцию, отражающую свойства геофизических полей литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биосферы и здоровье человека. Эту функцию следует понимать как «способность» литосферы обеспечивать и поддерживать на поверхности планеты и в приповерхностной ее части энергетические условия, пригодные для существования живых организмов.
Энергетическое воздействие окружающей среды на живые организмы реализуется через геофизические поля различной природы — естественные (космического и земного происхождения) и техногенные. Всякое отклонение от «привычных» окружающих условий может нести с собой опасность возникновения негативных для биоты последствий либо непосредственно при изменяющем условия воздействии, либо через значительные промежутки времени (отдаленные последствия). Ответной реакцией живых организмов на воздействие является адаптация (полная или частичная, кратковременная или устойчивая) или патологические изменения в них, представляющие собой своего рода «плату» за жизнь в неадекватных по своим параметрам условиях, в том числе и энергетических, отличающихся от нормальных для данной формы жизни.
Картина, которую приходится при этом наблюдать на всех уровнях — от микробных популяций до человеческих социумов — и которая характеризует приспособительные реакции живых организмов на внешнее энергетическое воздействие, выглядит приблизительно одинаково, различаясь скорее количественно, нежели качественно. Такой представляется роль геофизической функции в общей концепции экологических функций литосферы.
Исходя из этого, объектом изучения при исследовании геофизической экологической функции литосферы являются природные и техногенные геофизические поля, их аномальные проявления вплоть до формирования так называемых геопатогенных зон, а предметом исследования — взаимодействие полей с биотой и влияние, которое они оказывают на состояние биоты в целом и, в частности, на здоровье людей.
Термином геофизические поля будем называть естественные физические поля космического и земного (ионосферного, атмосферного, гидросферного, литосферного, глубинного) происхождения, а также техногенные поля, действующие в пределах литосферы, преобразованные ираспределенные ею. Особо следует подчеркнуть прямую генетическую связь полей, называемых нами геофизическими,
именно с литосферой или с глубинными «сферами» земного шара и лишь опосредованную через литосферу связь с процессами, происходящими в ближнем и дальнем Космосе. Это значит, что все рассматриваемые геофизические поля обусловлены либо особенностями строения литосферы и Земли в целом (например, гравитационное и внутреннее геомагнитное поля), либо характером геодинамических, физических и химических процессов (например, радиоактивное, температурное и электрическое поля, а также поле сейсмичности).
- Перечень геофизических полей включает поля следующих видов :
- гравитационное (поле силы тяжести),
- магнитное, электрического тока (постоянного, переменного и медленно меняющегося),
- температурное,
- сейсмическое (поле упругих механических колебаний),
- радиационное (поле ионизирующего излучения).
К числу наиболее действенных с экологических позиций следует относить гравитационное, температурное, геомагнитное, электрическое и радиационное поля.
Напомним, что жизнь на Земле появилась и развивалась в условиях преимущественного влияния гравитационного, геомагнитного и температурного полей. Первое из них, если и менялось на протяжении истории существования биосферы, то исключительно синхронно с ее развитием. Это позволяет предполагать, что каждый геологический отрезок времени биосфера существовала при относительно стабильном гравитационном поле. Правда, существуют источники, отсылающие нас к мифологии и преданиям ушедших цивилизаций, указывающие на некий «гравитационный катаклизм», имевший место на Земле приблизительно 10-14 тысяч лет тому назад.
Однако те же свидетельства подтверждают, что после серии подобного рода глобальных катастроф, следующих друг за другом через небольшие промежутки времени, гравитационное поле Земли «пришло в норму» и все закончилось относительно благополучно, хотя лишь для биосферы в целом, но не для древних цивилизаций, многие из которых по тем или иным причинам, связанным с указанными событиями, исчезли навсегда.
Следует упомянуть также и о радикальных изменениях геомагнитного поля, в частности о дрейфе геомагнитных полюсов и о смене магнитной полярности (инверсиях геомагнитного поля) с временным интервалом от 0,5 до 10 млн лет, о чем свидетельствуют данные палеомагнитных исследований. Но, в противоположность гравитационному полю, существенные с планетарных позиций изменения геомагнитного поля, если и случались, то проходили, по всей видимости, без катастрофических последствий для биосферы за исключением эпох смены полярности геомагнитного поля.
На эволюционные процессы в биосфере существенное влияние оказывали изменения температурного режима поверхности планеты. Данные палеогеографических исследований свидетельствуют о том, что в геологической истории Земли периодически происходили глобальные изменения климата. Резкое общее похолодание и наступление ледников можно рассматривать как серьезное испытание для биосферы, граничащее с катастрофой.
Общая гравитационная, магнитная и температурная «подготовка» биосферы в процессе ее эволюции обеспечила возможность устойчивого существования живых организмов вплоть до переживаемого нами исторического и геологического отрезков времени. В то же время неуклонно возрастающее техногенное энергетическое воздействие на абсолютно все живые организмы на планете, обусловленное увеличивающимся уровнем электромагнитного загрязнения среды в очень широком частотном диапазоне и особенно в области радио- и более высоких частот, застало биосферу «врасплох», не оставив ей времени для эволюционной адаптации. Роль техногенного электромагнитного воздействия оказывается весьма существенной и заслуживает особого внимания еще и потому, что большинство процессов, происходящих в живых организмах и регулирующих их деятельность, относятся к классу электрохимических и электрофизических.
Естественные и техногенные геофизические поля, накладываясь друг на друга, создают вблизи земной поверхности (по обе стороны от нее по вертикали) некую область существования избыточного энергетического потенциала — энергосферу. В ее пределах происходит энергообмен между объектами живой и неживой природы, между Землей и космическим пространством. Многие геологические и биологические процессы подпитываются энергией из этого слоя. И поскольку в настоящее время происходит интенсивная «накачка» энергосферы со стороны располагающего новейшими технологиями человечества, нет ничего удивительного в том, что многие геологические, биологические процессы и изменения экологической обстановки оказываются, с одной стороны, трудно предсказуемыми, а с другой стороны, — зачастую негативными с точки зрения сохранения устойчивости экосистем, самих условий существования жизни.
Следует также иметь в виду, что естественные и техногенные геофизические поля не существуют раздельно, они накладываются друг на друга в соответствии с принципом суперпозиции (наложения).
Завершая рассмотрение общих вопросов, связанных с исследованием геофизической экологической функции литосферы, добавим, что оно может быть представлено тремя взаимосвязанными, но в достаточной степени самостоятельными проблемами: экологическим воздействием геофизических полей на природные и природно-технические экосистемы; техногенным физическим загрязнением литосферы; геопатогенезом. При этом геофизические природные и техногенные физические поля необходимо рассматривать либо с позиций воздействия их на экосистемы и на биоту в целом, либо как фактор техногенного физического загрязнения литосферы, либо в плане возможной связи их с геопатогенезом. Такое представление о геофизической экологической функции литосферы и ее структуре (см.рис. 3) дает возможность определить область, цели и задачи эколого-геофизических исследований.