Самое страшное, что в биосферу вносятся многие чуждые ей вещества. Они, как правило, не разлагаются на исходные вещества, идущие вновь в производство, и не депонируются, как это имело место в биосфере прошлого. Но зато они способны накапливаться в живых организмах. Это радиоактивные отходы, ядохимикаты, синтетические моющие средства, пластмассы и т.д. Все это приводит к серьезным заболеваниям человека и животных, растений, нарушению генного аппарата и прямой гибели. Всего в мире синтезировано около 4 млн. несвойственных природе соединений, оказывающих мутагенные воздействия. Нарушаются биохимические циклы элементов в биосфере, изменяется климат и т.д.
В последние годы возникла угроза уменьшения озонового слоя на верхней границе биосферы, защищающего живые организмы на Земле от губительного ультрафиолетового излучения солнца. В 1985 году зарегистрировано истончение озонового слоя над Антарктидой, где размеры "озоновой дыры" достигли размеров территории США. Последствия этого явления чрезвычайно опасны для всего мира. Причинами его могут быть фреоны, в настоящее время широко используемые в лаках, инсектицидах, парфюмерных изделиях, кондиционерах, морозильных установках и т.д. Фреоны - это газы, фторосодержащие насыщенные углеводороды, главным образом, производные метана и этана. Кроме фтора в молекулах фреонов обычно содержатся атомы хлора, реже - брома, например, СF2Cl2, CFCl3. Фреоны без цвета и запаха, плохо растворяются в воде. Они не токсичны, но попадая в стратосферу и разлагаясь под действием ультрафиолетовых лучей, они высвобождают чистый атомарный хлор, в свою очередь разрушающий озон. Потенциально виновником истощения озонового слоя считают сейчас и закись азота N2O. Она содержится в выбросах химических заводов (рыжий дым), образуется при разложении азотных удобрений, содержится в вулканических газах. Большую опасность для всего живого представляет радиоактивное загрязнение среды отходами АЭС. Когда ядро урана или какого-либо другого тяжелого элемента делится, образуются ядра более легких атомов - йода, цезия, стронция, кобальта и примерно 30 других. Обычно они представляют собой их нестабильные изотопы. Они переходят в стабильное состояние, испуская элементарные частицы (нейтроны, протоны, электроны, позитроны) и высокоэнергетическое радиоактивное излучение. Сами же нестабильные изотопы называются радиоактивными веществами (радиоизотопами, радионуклидами). Кроме непосредственных продуктов деления ядерного топлива нестабильными могут стать и другие вещества внутри и вокруг реактора, поглотив испускаемые при ядерной реакции нейтроны. Все эти прямые и косвенные продукты расщепления называются радиоактивными отходами. Из таких же веществ состоят радиоактивные осадки при ядерном взрыве. Радиоактивное излучение проникает через живые ткани подобно крошечным пулям. Оно не оставляет внешних следов и само по себе не чувствуется, но способно разрушить молекулы в составе клеток. В больших дозах радиация может нанести им такой вред, что они перестанут делиться. Поэтому их используют в терапии для разрушения раковых опухолей. Однако если сильно облучить все тело, клеточное деление нарушится практически во всех тканях, а значит, станет невозможным нормальное обновление крови, кожи и т.д. Возникает так называемая лучевая болезнь, которая может привести к смерти. Радиация опасна и в низких дозах, так как может повреждать молекулы ДНК, т.е. генетический материал организма. Деление клеток с такой измененной (мутантной) ДНК иногда становится бесконтрольным и ведет к развитию злокачественных опухолей. Облучение яйцеклетки или сперматозоидов чревато врожденными дефектами у потомства.
Напряженная ситуация с энергетическими, минеральными и другими ресурсами, а также рост загрязненности среды и его последствия в 60-х годах нашего столетия не могли не взволновать мировую общественность.
Весной 1968 года итальянский общественный деятель и бизнесмен, член руководства фирмы "Фиат" Аурелио Печчеи разослал приглашения 30 видным европейским ученым и представителям делового мира для участия в обсуждении назревших проблем. 6-7 апреля в Риме в старой национальной академии состоялась встреча приглашенных. В результате дискуссии решено было создать международную организацию "Римский клуб". Юридически эта организация зарегистрирована в Швейцарии. Из других стран в нее входят Россия, Польша, Румыния, Югославия. Для изучения намеченных проблем решено было использовать математическое моделирование. Применение кибернетических методов и математических расчетов привело зарубежных ученых к страшным прогнозам. Согласно этим прогнозам, представленным в первом докладе "Римскому клубу" и опубликованным в книге "Пределы роста" (1972г.), если развитие общества будет следовать современным тенденциям, то в первой половине XXI века человечество ожидает экологическая катастрофа в результате роста населения, истощения естественных природных ресурсов и загрязнения среды обитания человека. Предотвратить грядущую катастрофу, считают авторы, можно лишь на путях глобального равновесия, т.е. в результате стабилизации численности мирового народонаселения, отказа от дальнейшего расширения общественной производственной деятельности и т.д. В октябре 1974 года в Западном Берлине состоялся 2-ой доклад "Римскому клубу" - "Региональные катастрофы, стратегия выживания". В последующие годы сделано еще около 10 докладов "Римскому клубу", посвященных все той же проблеме угрозы экологического кризиса. Анализ этих докладов дан в книге "Модели мира и образ человека" (Лейбан, 1982 г.). Как отечественные и зарубежные ученые рассматривают эту проблему и пути ее решения ?
2. Проблема населения
Главной причиной воздействия человека на биосферу является все увеличивающаяся его численность. Так, полагают, что примерно 9 тыс. лет назад на Земле жило не более 10 млн. человек, в начале нашей эры - 200 млн., в 1000 году - 175 млн., в середине XVII века - 500 млн., в 1950 - 2.5 млрд., в 1964 - 3.2 млрд., а в 1975 - около 4,5 млрд., сейчас - более 5 млрд. По данным ООН, в период с 1975 по 1985 отмечен самый высокий процент прироста численности населения 2 - 2,1 %. К 2000 году население Земли составит 6,5 млрд., а к середине XXI века - 12,5 млрд. Увеличение численности людей ускоряет технический прогресс, а следовательно, влечет за собой увеличение воздействия человека на биосферу. Некоторые западные демографы, продолжая эти расчеты, предсказывают мрачные картины катастрофической перенаселенности к концу XXI века. Вспоминается учение Мальтуса и его последователей. Однако механическое перенесение в будущее нынешних темпов роста населения не оправдано. В странах Европы и Северной Америки этот прирост составляет около 1% и продолжает сокращаться. Некоторые признаки торможения прироста отмечаются и для развивающихся стран в результате повышения образовательного и культурного уровня, вовлечения женщин в производство, возрастания доли городского населения, ослабления влияния религии и др. факторов. Таким образом, есть основания предполагать, что темпы прироста населения снизятся и оно стабилизируется под воздействием социальных, экономических и культурных факторов на уровне 12 -13 млрд. Однако в будущем человечество все же станет перед необходимостью стабилизировать свою численность, что не составит больших трудностей в условиях определенных общественных отношений. Ю.Одум уже сейчас предлагает в качестве необходимой меры отмену запретов на планирование семьи, контроль над рождаемостью и абортами с тем, чтобы рождались те дети, которым обеспечена любовь родителей, образование и хорошие условия жизни в пределах локальных ресурсов и пространств (Одум Юю, 1975 г.).
Немаловажную роль в развитых странах в этом деле играет специальная служба планирования семьи. Ее деятельность идет по специальным направлениям:
1. Консультация семейных пар и одиноких клиентов по вопросам биологии размножения, по отрицательным и положительным особенностям различных методов контрацепции, позволяющих избежать нежелательной беременности.
2. Предоставление на выбор противозачаточных средств. Возможно, наиболее перспективное средство - это норплант, маленькая капсула, которая при имплантации в руку женщины выделяет вещества гормональной природы, предупреждающие беременность. Одной капсулы хватает на 5 лет, но ее можно в любой момент удалить, прекратив контрацептивное действие. Норплант уже разрешен ВОЗ. Во Франции одна фармацевтическая компания разработала препарат, известный под названием RU-486, который прерывает беременность, если его принять в пределах 6 недель после нежелательного зачатия. Он разрешен во Франции и Китае. О других средствах можно получить консультацию у гинеколога.
3. Консультации по вопросам здоровья матери и ребенка в до- и послеродовой периоды. Упор на полноценное питание и санитарно-гигиенические нормы.
4. Ознакомление с преимуществами для здоровья перерывов между беременностями. Упор на выкармливание грудью как на идеальный источник полноценного питания и естественный способ контрацепции.
5. Поскольку ни один метод контрацепции не дает полной гарантии, нежелательные беременности возможны. В таких случаях должны быть разрешены аборты с помощью специалистов в стерильных условиях, это исключит отрицательные последствия.
3. Пути охраны и рационального использования ресурсов биосферы
3.1. Энергетические ресурсы
Устойчивое состояние сельскохозяйственного и промышленного производств, транспорта и поддержание температурного режима в помещениях требуют устойчивого снабжения энергоресурсами. Несмотря на то, что на земле еще не все запасы энергетического сырья разведаны, мы твердо можем сказать, что они не безграничны. Уже сейчас мы чувствуем вполне определенный энергетический голод, прежде всего в отношении газа, нефтепродуктов и нефти, и этот голод ощущается во всех странах мира. Это заставляет нас искать новые источники энергии и решать задачу более бережного отношения к запасам ископаемого топлива. Возможности в этом отношении есть, но они относительно ограничены. Получение энергии за счет ядерного распада на современных АЭС опасно, а за счет управляемого термоядерного синтеза из дейтерия, водорода и трития, на которое многие рассчитывали, еще очень далеко от практической реализации и экономически пока невыгодно. Кроме того, термоядерный управляемый синтез не устранит угрозы теплового загрязнения и угрозы наведенной радиоактивности в окружающей среде. Поэтому более перспективным является существенное расширение использования энергии ветра, морских приливов и, в особенности, прямого и непрямого использования солнечной энергии. Эти виды энергии не дают выбросов, загрязняющих среду. Особенно перспективным признано расширение использования солнечной энергии. Сейчас из общего количества солнечной энергии, поступающей на Землю, используется только 1/60 ее часть. Уже намечены пути ее аккумуляции и преобразования: имеются конструкции систем обогрева и охлаждения зданий, солнечных печей, насосов водонагревателей, опреснителей соленой воды. Решению этой проблемы способствует разработка устройств энергетического обеспечения космических кораблей. В них солнечная энергия, преобразуется в электрическую при помощи элементов из полупроводниковых кристаллов кремния.