Биовулканология

Вулканы и живые организмы

Что такое биовулканология?

Выход в свет книги Е. К. Мархинина «Вулканы и жизнь (Основные проблемы биовулканологии)» свидетельствует о появлении нового научного направления на стыке биологии и вулканологии. Казалось бы, что общего между наукой о живом и наукой о вулканах? Жизнь и пламя — совместимы ли они? Но таков наш век — век синтеза наук, когда «невероятное» становится «очевидным».

 Следы вулканической деятельности прослеживаются на протяжении всей известной истории Земли — от ар- хея до современности. Вулканизм — один из процессов, сформировавших нашу планету, изменивших (и изменяющих) ее облик. Как космическое явление вулканизм присущ не только Земле, но и другим космическим телам; Луне, спутникам Юпитера* ряду планет Солнечной системы. Существуют теории вулканогенного происхождения земной коры, атмосферы, Мирового океана и даже сложных органических соединений, дальнейшая эволюция которых привела к возникновению жизни.

Роль вулканических процессов в химической эволюции от "образования предбиологических органических соединений до возникновения жизни — одна из проблем биовулканологии. Другая проблема — значение вулканизма в формировании среды обитания живых организмов: земной коры, гидросферы и атмосферы, в становлении биосферы.

Вулканическая деятельность связана с перемещением вещества и тепла в недрах земли. В этом суть глобального вулканизма как единого процесса, т» ё. образование в глубинах земли силикатного, насыщенного газом расплава-магмы, подъем и извержение его на поверхность. На поверхности земли вулканические породы включаются в круговорот геологических и химических процессов и, изменяясь, становятся тем исходным мате- риалом^ в результате дальнейшей переработки которого образуются различные породы, слагающие земную кору. Таким образом, твердая фаза магмы, т. е. окаменевший силикатный расплав, и представляет собой продукт, в результате преобразования которого формировалась земная кора. Помимо того* вулканы извергают из. недр планеты и летучие компоненты магмы. Ведь вулканический взрыв есть следствие расширения объема магматических газов. Установлено, что их основной комйонент — водяной пар. Кроме того, они содержат все компоненты, составляющие гидросферу и атмосферу нашей планеты. Накапливаясь, магматические газы стали определяющими в образовании гидросферы и атмосферы.

На Земле свыше 800 действующих вулканов. Мархикин подсчитал, что в год они выносят на поверхность планеты 3—6 млрд. ,т вещества. Расчеты показывают, что й течение геологической истории-за счет вулканической деятельности на поверхность земли поступило такое количество твердых и летучих компонентов, которого г.полне хватило для. формирования внешних оболочек планеты. Взаимодействие преобразованных продуктов вулканичеЬкой деятельности и явлений жизни стало определяющим в процессе формирования биосферы, включающей в себя верхние слои земной коры, гидросферу и атмосферу.

Академик В. И. Вернадский рассматривал живое вещество как совокупность живых организмов биосферы, а косное вещество считал абиогенным, так как в его создании . организмы не участвуют. Действительно, живые организмы сами не создают химических элементов. Их поставляют вулканы.

Есть еще один аспект в оценке связи, соприкосновения вулканологии и биологии: вулканы и живые организмы.

Вулканическая деятельность — мощный экологический фактор. Сильные извержения приводят к резким, часто катастрофическим изменениям в экосистемах. В глобальном масштабе это прежде всего влияние на климат, ибо поступающее в атмосферу огромное количество мельчайшей пыли и газов изменяет оптйческие и химические свойства атмосферы.-В региональном и ме- етном аспектах — это влияние физических факторов и биологически активных соединений на водоемы, почву, растительность и животных, на человека и среду его обитания.

Экономические оценки свидетельствуют о катастрофических последствиях извержений для природы-и хозяйственной деятельности. По сообщению Департамента рыбы и дичи штата Вашингтон в результате извержения Сент-Хелёнса в 1980 г. погибло 1,5 млн, различных диких животных. В их числе 5250 лосей, 6000 оленей, 200 медведей, 100 снежных коз, 15 пум. Кроме того,-441 177 промысловых рыб (поразительная скрупулезность в оценке). Было-уничтожено 195 квадратных миль естественных местообитаний, 154 км рек и 26 озер. Ущерб природе оценивается суммой 522 300 570 долл., а общий экономичсекий ущерб штату (сведения Департамента экономического развития и торговли) — 970 млн. долл.

Печальная статистика ЮНЕСКО утверждает, что за последние 500 лет во время извержений вулканов погибли 200 тыс. человек. Положительные явления в экосистема»; связанные с извержениями (например, некоторое повышение плодородия по>1в, рост биомассы планктона в водоемах благодаря влиянию вулканических пеп- лов как своеобразных удобрений), как-то теряются на фоне этих трагедий.

В СССР к вулканическим регионам, где влияние вулканов велико и невозможно не учитывать этого в хозяйственной деятельности, относятся Камчатка и Курильские острова.

Вопросы взаимодействия между вулканическими процессами и изверженными породами, с одной стороны, й живыми организмами — с другой, характер реакции живых существ и их сообществ на извержения вулканов, экологические последствия извержений, смены биологических сообществ на т'ериториях, Подвергшихся воздействию вулканогенных факторов, имеют важное научное и практическое значение. К сожалению, этим допросам до сих пор уделяется недостаточное внимание. Подчас их попросту недооценивают. Исследования носяг фрагментарный характер.

Изучение экологических проблем, возникающих вследствие вулканической активности, — важнейшее направление в биовулканологии. Основные задачй: изучение вулканизма как экологического фактора на нашей планете, его роли в образовании внешних оболочек Земли, в круговороте вещества и энергии, в эволюции и динамике природных сообществ. Цель — разработка методов прогноза экологических последствий извержений и оценка адаптаций живых организмов к вулканогенным факторам, включая адаптации человека. Методы изучения — комплексные, присущие биологическим наукам, прежде всего экологии и биогеойенологии и наукам о Земле: геологии, геохимии и др. Некоторые из названных вопросов так или иначе сейчас затрагиваются в работах вулканологов, биологов, медиков, другие совершенно не исследованы. О них — разговор в этой книге.