Космические циклы и усложнение структуры биосферы

Эволюция биосферы предстает как процесс самоорганизации в открытой неравновесной системе планетарного масштаба. Источником упорядоченности в биосфере Земли служит отрицательный энтропийный баланс при непрерывном обмене с окружением.

Источником энергии в биосфере является прежде всего Солнце. Жизнь на Земле, биосфера возникли, существуют и развиваются за счет негэнтропии солнечного излучения. Мощность излучения Солнца достаточно стабильна.

Однако в истории Земли известны глобальные ритмические изменения климата. Так, за последний миллион лет было несколько оледенений. Одной из основных причин изменений климата считают небольшие изменения земной орбиты и наклона земной оси. Они меняют количество солнечной энергии, поступающей на Землю, и ее распределение по сезонам и широтам. Этого оказывается достаточно для заметных последствий в нелинейной системе атмосфера-океан. Малые астрономические факторы являются источником значительных периодических перестроек в климате планет, а вместе с этими в биосфере. Эти глобальные циклические процессы имеют периоды в сотни и десятки тысяч лет. Механизмы их влияния на эволюцию биосферы изучены пока слабо. Есть и другие механизмы космического влияния, связанные с потоком частиц (электронов, протонов, ионов и др.), поступающих к Земле от Солнца. Этот поток называют солнечным ветром. Его интенсивность многократно возрастает при периодических выбросах вещества и излучения с поверхности Солнца — вспышках на Солнце.

Величины потоков энергии и космических частиц, воздействующих на биосферу и на ее биологические компоненты, являются сложными функциями, имеющими характерную временную периодичность, называемую космическими циклами.

Циклы, связанные с солнечной активностью, длятся примерно 11 лет. Максимумы солнечной активности проявляются на Земле в виде магнитных бурь и других явлений планетарного масштаба. Влияние солнечной активности на земные процессы носит название солнечно-земных связей. Статистически установлена связь между уровнем солнечной активности и ходом ряда процессов в биосфере Земли.

Известный русский ученый А. Л. Чижевский, выполнив сопоставительные исследования в области солнечной астрономии, биологии и истории, пришел к выводу о значительном влиянии периодичности солнечной активности не только на биологические, но и на социальные процессы на Земле. Этот вывод послужил основой его концепции зависимости биологической и общественной жизни от космических ритмов и началом нового направления в биологии — гелиобиологии.

В связи с концепцией А. Л. Чижевского стоит сделать несколько замечаний. Не подлежит сомнению сама позитивная направленность его идей. По существу, эти идеи отражают неклассический подход к изучению сложных явлений, какими являются биологическая и социальная эволюция в целой системе «Солнце-биосфера-социум». Достоинство концепции заключается, прежде всего, в постановке новой научной проблемы и ее решении на основе учета ранее не контролировавшихся внешних факторов. Однако широкая интерпретация выводов о решающем значении солнечной активности на биологические и социальные процессы не кажется безусловно допустимой. В биологических (а тем более социальных) процессах одновременно действуют многие весьма сильные связи и факторы; их наличие учтено и использовано в ходе эволюционного отбора, совершенствования биологически видов и выработки социальных механизмов. И солнечно-земные связилишь часть из них. Поэтому далеко идущие выводы из концепции Чижевского, например, вывод об обусловленности социальных потрясений активностью нашего светила, кажется чрезмерным упрощением.