История природных и искусственных катастроф

4

Содержание:

Введение

Понятие и сущность катастроф

Влияние глобальных катастроф на развитие биосферы

Классификация катастроф

История природных и искусственных катастроф

Катастрофы доантропогенного периода

Катастрофы в период развития человечества

Важнейшие катастрофы

Заключение

Список используемой литературы

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

1. Понятие и сущность катастроф

1.1 Влияние глобальных катастроф на развитие биосферы

Прежде чем рассматривать вопросы, касающиеся истории природных и искусственных катастроф, произошедших на планете Земля, хотелось бы выделить понятие «катастрофы», определить его сущность и значение в дальнейшем развитии биосферы.

В настоящее время такому явлению, как катастрофа, уделяется огромное внимание как со стороны научных деятелей, общественных фондов, так и со стороны политиков, экономистов, т.к. эти явления несут за собой огромные разрушения, человеческие жертвы и необходимость принятия мер по восстановлению существующего ранее положения дел.

Анализируя научную литературу, посвященную вопросам происхождения катастроф, их глобального характера и способов их предсказания можно определить, что большинство научных деятелей сходятся к единому определению этого явления.

Согласно этим утверждениям понятие «катастрофа» произошло от древнегреческого «кбфбуфспцЮ» («переворот, ниспровержение; смерть») и по своей сути означает происшествие, возникшее в результате природной или техногенной чрезвычайной ситуации, повлёкшее за собой гибель людей или какие-либо непоправимые последствия в истории того или иного объекта - См.: Резанов И.А.  Жизнь и космические катастрофы. - М.: Агар, 2003. С.9; Назаров М.А. Геохимические свидетельства катастрофы // Природа, 1986. № 1. С.18; Сывороткин B.Л. Озоновый слой, дегазация Земли, рифтогенез и глобальные катастрофы // Общ. и регион, геология, геология морей и океанов, геол. Картирование. М.: Геоинформарк, 1994. № 2, С.36; Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. С.208..

В целом, можно отметить, что несмотря на некоторые различия в определении понятия «катастрофа», встречающиеся у некоторых авторов научных монографий, посвященных этому вопросу, везде встречаются некоторые общие признаки, которыми определяют сущность такого явления, как катастрофа. Это, прежде всего, чрезвычайный характер явления, т.е. его сравнительно большие неблагоприятные последствия для биосферы.

Существуют различные классификации таких чрезвычайных явлений. Наиболее часто за основание классификации выбирают характер возникновения (генезис) катастрофы. Очень часто такие чрезвычайные ситуации характеризуются в отношении их преднамеренности. При таком подходе вся совокупность рассматриваемых ситуаций распадается на два больших типа: преднамеренные и непреднамеренные катастрофы. Происхождение чрезвычайной ситуации может также рассматриваться в отношении ее естественности. При этом подходе все чрезвычайные ситуации подразделяются на три типа: искусственного происхождения, или антропогенные (включая техногенные), естественного (природные) и смешанного происхождения, или природно-антропогенные. В основание их классификации положены такие признаки, как преднамеренность и естественность.

При классификации по признаку «преднамеренность» вся совокупность рассматриваемых ситуаций распадается на два больших типа: преднамеренные и непреднамеренные чрезвычайные ситуации. В первый из названных типов входят социально-политические конфликты, а в последний - три класса чрезвычайных ситуаций (стихийные (природные) катастрофы, техногенные (технологические) катастрофы и «комбинированные» чрезвычайные ситуации) - См.: Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. С.209..

Если за основу классификации берется признак «естественность», то антропогенные чрезвычайные ситуации включают в себя социально-политические конфликты и техногенные катастрофы, второй тип (природные чрезвычайные ситуации) включает стихийные бедствия и, наконец, последний - класс чрезвычайных ситуаций «комбинированного» возникновения.

Какое же влияние оказывают природные и искусственные катастрофы на развитие биосферы? Согласно современным представлениям о сущности эволюции биосферы, главенствующую роль в этом процессе играют естественный отбор и мутации. В результате мутаций появляются новые формы жизни. Естественный отбор закрепляет право на дальнейшее существование и развитие за наиболее жизнеспособными. Темпами этих процессов управляют катастрофы, играющие роль регуляторов эволюции.

При бескатастрофическом существовании биосферы условия обитания видов являются практически неизменными - См.: Лосев К.С., Садовничий В.А., Ушакова И.С., Ушаков С.А. Биосфера и человечество на пути к диалогу. Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2001. С.42.. При этом естественный отбор сравнительно быстро стабилизирует структуру сообществ. У новых форм жизни, образующихся в результате мутаций, практически нет шансов на выживание - все экологические ниши заняты. В результате темпы эволюции резко снижаются. Начинается своеобразный «застой» и механизмы адаптации к изменениям параметров окружающей среды у доминирующих форм жизни «за ненадобностью» ослабевают.

При возникновении глобальных катастроф существенно изменяются условия обитания всех видов. Каждый вид попадает в неблагоприятные для себя условия и вынужден бороться за существование. При этом резко возрастает внутривидовая и межвидовая конкуренция; многочисленные и ранее господствовавшие формы жизни утрачивают свои естественные преимущества перед малочисленными и слабыми.

В этой борьбе выживают и приобретают статус доминирующих виды, обладающие наиболее развитыми способностями к адаптации и способные быстрее других приспособиться к новым условиям.

Чем больше масштабы катастрофы - тем существеннее она влияет на эволюцию. К числу наиболее глобальных, имеющих действительно всепланетные масштабы, относятся катастрофы, вызванные столкновением Земли с другими небесными телами.

Поиском следов подобных катастроф - т.н. астроблем впервые занялся американский геолог и астроном Джим Шумейкер. Он убедительно доказал, что ряд кольцевых геологических структур на нашей планете и других небесных телах образовались в результате столкновений с астероидами и кометами - См.: Резанов И.А.  Жизнь и космические катастрофы. - М.: Агар, 2003. С.37..

В настоящее время обнаружено 30 таких структур в Европе, 26 - в Северной Америке, 18 - в Африке, 14 - в Азии, 9 - в Австралии - См.: Денисова П. Тайны катастроф.- М.: «РИПОЛ-КЛАССИК»,2000. С.69..

Астероидным катастрофам посвящено большое количество исследований - См.: Афанасьев С.Л., Фельдман В.И. Астроблемы и начала геологических периодов // Астрономический вестник. 1996. № 1.С.21. Импактные кратеры на рубеже мезозоя и кайнозоя. Сб. соч. - Л.: Наука, 1990. С.68-82.  Мелош Г. Образование ударных кратеров. Геологический процесс. - М.: Мир, 1994. С.32-44. Фельдман В.И. Петрология импактитов. М.: МГУ, 1990. С.62-101.. Наиболее полно эта проблема освещена в монографии И.А. Резанова «Жизнь и космические катастрофы» - См.: Резанов И.А.  Жизнь и космические катастрофы. - М.: Агар, 2003.. Важное значение для идентификации падений крупных метеоритов имело установление факта привноса ими на Землю ряда химических элементов, в том числе иридия - См.: Назаров М.А. Геохимические свидетельства катастрофы // Природа, 1986. № 1. С.20.. В настоящее время аномалии иридия в геологическом разрезе используются для выявления метеоритных вторжений.

Вызванные падением астероидов глобальные катастрофы, уничтожающие большинство видов входящих в состав биосферы - для немногих выживших - подарок судьбы, мощный ускоритель их эволюции. Указанная закономерность носит всеобщий характер, проявляясь не только в биологии, но и в экономике, политике и искусстве.

О таких же последствиях можно говорить не только в отношении катастроф, вызванных астероидным (космическим) фактором, но и в отношении любых других. В настоящее время имеется тенденция возрастания числа техногенных (искусственных) катастроф, как мелких, так и несущих глобальный характер. В этом разрезе можно отметить, что каждая такая катастрофа имеет определенный подтекст, объективные причины ее происхождения, что при их анализе по прошествии определенного времени после катастрофы несут поучительный подтекст. Впоследствии именно катастрофа в определенном секторе человеческой деятельности может служить глобальным изменениям в жизни общества - отказу от определенных технологий в пользу более безопасных и т.д.

Как видим, ранее произошедшие случаи катастроф поставили перед человечеством ряд вопросов. Центральным из них стал вопрос и сообразности деятельности человека и минимизация негативных последствий от такой деятельности.

По мнению многих ученых, рассматривая перспективу постиндустриального развития общества, следует вернуться к экологическому пониманию устойчивого развития. Устойчивым следует считать развитие, не выходящее за пределы хозяйственной емкости биосферы, сохраняющее её функции как самоорганизованной и саморегулирующейся системы - См.: Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004. С. 998-1005..

Речь идёт не о прекращении прогресса цивилизации, а об ограничении количественного роста с сохранением всех возможностей для духовного и интеллектуального совершенствования в соответствии с экологическими императивами.

Переход на устойчивое развитие, помимо решения чисто научных задач, связанных с оценкой биологической ёмкости биосферы, предусматривает выработку общепланетарной экологической политики, выходящей за рамки интересов народов и стран.

Биосфера как саморазвивающаяся система за многомиллиардную историю существования пережила огромное количество локальных и глобальных кризисов, всякий раз возрождаясь и продолжая своё развитие на новом эволюционном уровне. Человек как любой биологический вид -- временный житель на Земле. Исследование биологов показывают, что заложенные в эволюцию животного мира механизмы постоянной смены видов обеспечивают существование в биосфере одного вида в среднем около 3.5 млн. лет. Поэтому современный человек -- кроманьонец, появившийся 60-30 тыс. лет назад как биологический вид -- находится на начальном этапе развития. Однако своей деятельностью за относительно короткий срок он противопоставил себя биосфере и создал условия для антропогенного кризиса.

Нет оснований считать, что наступающий экологический кризис приведёт к полной гибели биосферы. Проблемными остаются вопросы: выживет ли человек и сохранится ли цивилизация на Земле? Ответ на этот вызов может дать только человеческое общество.

1.2 Классификация катастроф

Как было сказано в предыдущем подразделе, главным классифицирующим признаком катастрофы является ее характер возникновения (генезис). При таком подходе вся совокупность рассматриваемых ситуаций распадается на два больших типа: преднамеренные и непреднамеренные катастрофы. Происхождение чрезвычайной ситуации может также рассматриваться в отношении ее естественности. При этом подходе все чрезвычайные ситуации подразделяются на три типа: искусственного происхождения, или антропогенные (включая техногенные), естественного (природные) и смешанного происхождения, или природно-антропогенные.

Причинами природных катастроф могут быть следующие (Приложение А):

- столкновение Земли с космическим телом;

- повышенная активность Солнца;

- вулканическая активность;

- движение литосферных плит - См.: Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004. С. 999..

Любая из этих причин была реальной предпосылкой происхождения отдельно взятой катастрофы в прошлом планеты. Анализируя данные, полученные при изучении научных исследований, посвященных этим вопросам можно однозначно сказать, что указанные причины неоднократно вызывали глобальные катастрофические явления на планете как обособленно друг от друга, так и в комплексе между собой. Кроме того, между ними возможно возникновение причинной связи, что приводит к немедленному повторению катастрофы, возникшей по различной от первоначальной причине (например, после землетрясения происходит извержение вулкана).

Среди причин техногенных катастроф наука выделяет следующие, наиболее характерные причины:

- человеческий фактор (плохая обученность человека, небрежность в отношениях с окружающей средой, невнимательное отношение человека к работе, низкая трудовая дисциплина или её отсутствие, слабое развитие науки, неумение управлять определенными процессами и т.д.);

- авария - См.: Сывороткин B.Л. Озоновый слой, дегазация Земли, рифтогенез и глобальные катастрофы // Общ. и регион, геология, геология морей и океанов, геол. Картирование. М.: Геоинформарк, 1994. № 2. С.21..

Техногенные катастрофы подразделяются на следующие виды.

По субъективному отношению:

- вызванные неумышленными, ошибочными действиями обслуживающего персонала -- персонал в силу невнимательности или слабой подготовки своими действиями спровоцировал катастрофу (пример -- катастрофа в Чернобыле);

- вызванные умышленными действиями с целью саботажа;

- вызванные износом оборудования, тектоническими, природными или погодными условиями (авария на химическом предприятии Union Carbide в Бхопале Индия, авария на Саяно-Шушенской ГЭС 2009г.);

- вызванные непредвиденными и нежелательными последствиями штатного функционирования технологических систем - См.: Яншин А.Л., Мелуа А.И. Уроки экологических просчетов - М.: Мысль, 1991. С.116..

По объекту по классификации ООН техногенные катастрофы обычно разделяют на три основных типа - См.: Денисова П. Тайны катастроф.- М.: «РИПОЛ-КЛАССИК»,2000. С.42.:

- «индустриальные» (химическое заражение, взрывы, радиационное заражение; разрушения, вызванные иными причинами);

- «транспортные» (аварии в воздухе, на море, железных дорогах и пр.);

- «смешанные» (происходят на иных объектах).

По месту возникновения техногенные катастрофы разделяют на:

- аварии на АЭС с разрушением производственных сооружений и радиоактивным заражением территории (ярким примером является авария на Чернобыльской АЭС);

- аварии на ядерных установках инженерно-исследовательских центров с радиоактивным загрязнением территории;

- аварии на химически опасных объектах с выбросом (выливом, утечкой) в окружающую среду сильнодействующих ядовитых веществ;

- аварии в научно-исследовательских учреждениях (на производственных предприятиях) осуществляющих разработку, изготовление, переработку, хранение и транспортировку бактериальных средств и препаратов или иных биологических веществ с выбросом в окружающую среду;

- авиационные катастрофы, повлекшие за собой значительное количество человеческих жертв и требующие проведения поисково-спасательных работ;

- столкновение или сход с рельсов железнодорожных составов (поездов в метрополитенах), повлекшие за собой групповое поражение людей, значительное разрушение железнодорожных путей или разрушение сооружений в населенных пунктах;

- аварии на водных коммуникациях, вызвавшие значительное число человеческих жертв, загрязнение ядовитыми веществами акваторий портов, прибрежных территорий, внутренних водоемов;

- аварии на трубопроводах, вызвавшие массовый выброс транспортируемых веществ и загрязнение окружающей среды в непосредственной близости от населенных пунктов;

- аварии на электросистемах;

- аварии на очистных сооружениях;

- гидродинамические аварии;

- прорыв плотин, дамб;

- пожары, возникающие в результате взрывов на пожароопасных объектах - См.: Григорьев А.А. Экологические уроки прошлого и современности- М.: Наука,1991. С. 62..

Важная характеристика катастроф - темпы их формирования (развития). По продолжительности (от непосредственной причины возникновения чрезвычайной ситуации до ее кульминационной точки) все ситуации можно разделить на «взрывные» и «плавные». Продолжительность развития катастроф первого типа составляет от нескольких секунд до нескольких часов. Примером таких экстремальных ситуаций могут служить стихийные бедствия и некоторые виды техногенных катастроф (аварии на крупных АЭС, ТЭС, газо- и нефтепроводах, а также на химических предприятиях).

Продолжительность развития чрезвычайных ситуаций второго типа может исчисляться несколькими десятилетиями. Такая ситуация возникла в 1978 г. в районе канала Лав (г. Ниагара-Фоле, США). С 1942 по 1953 гг. филиал известной нефтехимической корпорации «Оксидентал Петролеум» производил захоронение опасных отходов, содержащих диоксин и еще примерно 200 ядовитых веществ. Спустя четверть века они просочились на поверхность, попали в водопроводную сеть и создали серьезную угрозу здоровью и жизни населения.

По масштабу распространения катастрофы классифицируют на: локальные (объектные), местные, региональные, национальные и глобальные - См.: Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. С.211..

В понятие масштаба распространения входят не только размеры территории, на которой возникла чрезвычайная ситуация, но и ее косвенные последствия (нарушение связи, систем водоснабжения и водоотведения, необходимость ремонта или разборки поврежденных зданий и сооружений и др.), а также тяжесть этих последствий, которую оценивают по затрате сил и ресурсов, привлеченных для ликвидации чрезвычайных ситуаций.

Локальные чрезвычайные ситуации (катастрофы) возникают на отдельных объектах народного хозяйства (предприятиях, промышленных очистных сооружениях, складах и хранилищах и др.). Их последствия на этих объектах устраняются собственными силами и за счет своих ресурсов.

К местным катастрофам относят такие, которые возникли в населенном пункте, городе, в одном или нескольких районах, а также в пределах области. Устранение их последствий производится с привлечением ресурсов области.

Региональные чрезвычайные ситуации занимают территорию нескольких областей или экономического района; национальные - охватывают территорию нескольких экономических районов, но не выходят за пределы государства; глобальные чрезвычайные ситуации распространяются и на другие государства. Соответственно устранение перечисленных последствий осуществляется за счет субъектов государства, государства в целом или международного сообщества (при глобальных катастрофах).

Локальная катастрофа при известных условиях вполне может перерасти в региональную, национальную или глобальную. При этом важно установить конкретный тип критерия или параметр, согласно которому возникшая обстановка относится к тому или иному типу чрезвычайной ситуации - См.: Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов/ Д.А. Кривошеин, Л.А.Муравей, Н.Н. Роева и др.; Под ред. Л.А. Муравья. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. С.212..

В качестве примеров рассмотрим две самые крупные техногенные катастрофы за всю мировую историю развития энергетики и промышленности.

Крупнейшая ядерная авария произошла 26 апреля 1986г. в Чернобыле на Украине. В результате последовательных ошибок, допущенных операторами ядерного реактора - См.: Денисова П. Тайны катастроф.- М.: «РИПОЛ-КЛАССИК»,2000. С.89., в нем начал накапливаться водяной пар. Он реагировал с находящимся в реакторе горячим цирконием и образовывался водород. Давление водорода в активной зоне реактора нарастало, что привело в конечном итоге к разрушению верхней части реактора. При соприкосновении с воздухом газообразная смесь взорвалась и от возникшего пламени загорелся графитовый замедлитель. Этот замедлитель продолжал гореть несколько дней. Радиоактивные вещества, находящиеся в реакторе, попали в атмосферу и образовали радиоактивное облако. Размеры этого облака составляли 30 км в ширину и приблизительно 100 км в длину. Распространившись затем на большое расстояние, это облако вызвало радиоактивное заражение местности. Зона существенного загрязнения местности (с уровнем загрязнения более 5 мр/ч) составила около 3000 км². Несколько десятков человек погибло в результате аварии. Отмечены также многочисленные случаи заболевания лучевой болезнью. Свыше 100 000 человек, проживавшие в радиусе 30 км от реактора, пришлось эвакуировать вскоре после аварии - См.: Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. -- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. С. 413..

Крупнейшая химическая авария произошла на заводе по изготовлению пестицидов в г. Бхопале (Индия) 2 декабря 1984 г. Этот завод - дочернее предприятие американской фирмы «Юнион Карбайд» - производил пестицид севин (С₁₀Н₇ООСNНСН₃). При его производстве использовалось промежуточное ядовитое соединение (полупродукт) - метилизоцианат.

В результате технической неисправности (поломки предохранительного клапана) одного из резервуаров, в котором хранился метилизоцианат, его ядовитые пары попали в атмосферу. По оценкам, в воздух попало приблизительно 3 т газа, от воздействия которого более 2500 человек погибли, а общее число пораженных отравляющим веществом, которым была оказана медицинская помощь, достигло 90000 См.: Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов. -- М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. С. 415..

Эти техногенные катастрофы в Бхопале и Чернобыле по технико-экономическому критерию можно отнести к локальной чрезвычайной ситуации, по экономическому - к национальной, а по социально-политическому, имея в виду международный резонанс, а также по социально-экологическому (крупнейшие катастрофы за всю мировую историю индустрии и энергетики) - к глобальной чрезвычайной ситуации.

В Законе РФ «Об окружающей среде» используется термин катастрофической экологической обстановки в регионе, под которым понимают высшую степень экологического неблагополучия в каком-либо регионе страны. Регион, в котором сложилась катастрофическая экологическая ситуация, в соответствии с указанным Законом носит название зоны экологического бедствия. Зоны экологического бедствия - это участки территории Российской Федерации, где в результате хозяйственной или иной деятельности происходят устойчивые отрицательные изменения в окружающей природной среде, угрожающие здоровью населения, состоянию естественных экологических систем, генетических фондов растений и животных - См.: Лосев К.С., Садовничий В.А., Ушакова И.С., Ушаков С.А. Биосфера и человечество на пути к диалогу. Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2001. С.109.

.

Таким образом, в науке существует множество подходов к классификации катастроф (Приложение В). Однако, наиболее распространенное их деление - деление по причинной связи, в соответствии с которым выделяют природные, техногенные и смешанные катастрофы. История их происхождения и влияния на окружающую среду и человечество будет рассмотрена в следующем разделе курсовой работы.

2. История природных и искусственных катастроф

2.1 Катастрофы доантропогенного периода

Живые организмы появились на Земле в архее в виде простейших прокариотных форм, представленных в основном бактериями. Начиная с того времени шло непрерывное развитие биосферы и совершенствование её фауны -- от бактерий к одно- и многоклеточным организмам, затем к позвоночным и эндотермным обитателям планеты. Развитие живых существ неоднократно прерывалось мощными внешними и внутренними воздействиями на Землю: падением крупных астероидов, метеоритов и комет, вспышками сверхновых звёзд, проявлением вулканизма и температурных аномалий - См.: Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004. С. 998..

Астероидным катастрофам посвящено большое количество исследований - См.: Афанасьев С.Л., Фельдман В.И. Астроблемы и начала геологических периодов // Астрономический вестник. 1996. № 1.С.21. Импактные кратеры на рубеже мезозоя и кайнозоя. Сб. соч. - Л.: Наука, 1990. С.68-82.  Мелош Г. Образование ударных кратеров. Геологический процесс. - М.: Мир, 1994. С.32-44. Фельдман В.И. Петрология импактитов. М.: МГУ, 1990. С.62-101.. Наиболее полно эта проблема освещена в монографии И.А. Резанова «Жизнь и космические катастрофы» - См.: Резанов И.А.  Жизнь и космические катастрофы. - М.: Агар, 2003.. Важное значение для идентификации падений крупных метеоритов имело установление факта привноса ими на Землю ряда химических элементов, в том числе иридия - См.: Назаров М.А. Геохимические свидетельства катастрофы // Природа, 1986. № 1. С.20.. В настоящее время аномалии иридия в геологическом разрезе используются для выявления метеоритных вторжений.

Учёные считают, что первая глобальная катастрофа произошла на заре зарождения прокариотной биосферы. Земля была подвергнута интенсивной метеоритной бомбардировке, в результате которой исчезла её первичная водородная атмосфера. Прокариоты, выжившие после этого события, вынуждены были в течение 1.5 млрд. лет адаптироваться к новой среде обитания, пока не научились осваивать энергию Солнца через процессы фотосинтеза.

На протяжении своей истории Земля неоднократно подвергалась метеоритным атакам. Подтверждением этого являются многочисленные кратеры на её поверхности. По данным В.И. Фельдмана, на современных континентах зафиксированы следы 135 кратеров от крупных метеоритов. Самый древний кратер Вредефорт на юге Африки имеет возраст около 2 млрд. лет - См.: Фельдман В.И. Петрология импактитов. М.: МГУ, 1990. С.71..

Наиболее известный кратер под названием Попигайская котловина на севере Средне-Сибирского плоскогорья имеет диаметр 75 км и глубину около 10 км. Предполагается, что упавший метеорит был диаметром 0.8-1.5 км и падал со скоростью не менее 15-20 км/с. Метеорит заглубился в Землю на 2 км и взорвался. Энергия взрыва составила около 1.7Ч10²³ Дж, что на три порядка выше энергии извержения вулкана Кракатау в 1883 г. По изотопным данным, Попигайский метеорит упал на Землю 35.7±0.2 млн. лет назад, то есть на рубеже эоцена и олигоцена - См.: Maccaйтис B.Л., Михайлов M.B., Селиванская Т.В. Попигайский метеоритный кратер. М.: Наука, 1976. С.22.. К этому времени приурочены значительные изменения в палеогеновой фауне нашей планеты.

Механизм вымирания живых организмов при падении метеоритных тел был описан М.И. Будыко, Г.С. Голицыным и Ю.А. Израэлем - См.: Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы. М.: Гидрометеоиздат, 1986. С.65-69., высказавшими гипотезу об аэрозольных климатических изменениях, наблюдаемых при падении космических тел. По мнению учёных, падение метеоритов приводило к выбросу огромного количества пыли, снижающей прозрачность атмосферы и уменьшающей интенсивность солнечной радиации на Земле. В результате на какое-то время температура поверхности планеты понижалась на 5-10°С, снижалась эффективность процессов фотосинтеза, что приводило к гибели отдельных видов организмов. Кроме того, при прохождении через атмосферу небесные тела разрушали озоновый слой, спасающий от проникновения жёсткого излучения на поверхность Земли.

Другим примером крупной космической катастрофы стало падение астероида массой около 15Ч10¹⁸ г диаметром примерно 10 км 66 млн. лет назад (на рубеже мела и палеогена). Существует версия, что эта катастрофа могла быть связана с несинхронным падением нескольких космических тел или крупной кометы, взорвавшейся при подходе к Земле. В результате образовалось несколько кратеров: в районе Красного моря, на северо-востоке Донецкого кряжа, в Северной Африке, Беринговом море, на полуострове Юкатан - См.: Резанов И.А.  Жизнь и космические катастрофы. - М.: Агар, 2003.С.91.. В отложениях того времени фиксируется повышенное содержание иридия. Анализ фактов позволяет считать, что это крупное космическое событие стало причиной экологической катастрофы, приведшей к массовому вымиранию биоты, в том числе динозавров. Данный экологический кризис был назван „великим вымиранием“, так как привёл к исчезновению в мезозойской биоте 18% семейств и более 45% видов живых организмов.

Помимо падения космических тел экологические кризисы на Земле могут быть вызваны солнечными вспышками, сопровождающимися выбросами радиоизлучения и огромного потока солнечных частиц. Процессы на Солнце имеют определённую периодичность. Установлены периоды с 11-, 22-, 80-90-летней повторяемостью. Существуют данные и о более длительных периодах повторяемости солнечных явлений. С вариациями потоков солнечной энергии связано изменение светимости Солнца и развитие оледенений на Земле - См.: Салоп Л.И. О связи оледенений и этапов быстрых изменений органического мира с космическими явлениями//Бюлл. МОИП. Геология, 1977. № 1. С.43.. Они могут охватывать всю планету и продолжаться несколько миллионов лет. О существовании холодных эпох в далёком прошлом нашей планеты свидетельствуют находки тиллитов -- глинистых толщ с многочисленными включениями скатанных обломков коренных пород.

Самое раннее оледенение (Гуронское) было в нижнем протерозое 2.5-2.2 млрд. лет назад, крупные оледенения происходили также в ордовике (460-430 млн. лет назад) и на границе карбона и перми (310-260 млн. лет назад), а на поздних этапах развития планеты -- в неогеновом и четвертичном периодах. В конце олигоцена в Антарктиде зародились гигантские ледяные шапки, сохранившиеся до настоящего времени. Чередование морен с флювиогляциальными образованиями свидетельствует о многократном наступлении ледников в неоген-четвертичное время, которые сменялись более тёплыми межледниковыми эпохами. С наступлением оледенения происходило уничтожение экосистем, гибель или миграция фауны. Однако в межледниковые эпохи биота быстро восстанавливалась и шло формирование новых экосистем - См.: Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004. С. 1000..

Наряду с космическими и солнечными явлениями глобальные катастрофы и, связанные с ними, экологические кризисы на Земле могли провоцироваться внутриземными процессами, прежде всего вспышками вулканизма. В истории Земли установлено несколько глобальных вспышек. Одна из них произошла на границе перми и триаса. С ней связаны заметная смена фауны и излияние базальтовых лав на обширных территориях Центральной Сибири, Северной Америки, юга Китая и Аппалачей. Извержения вулканов сопровождаются изменением газового состава атмосферы, её затемнением, повышением облачности и снижением поступления на Землю солнечной радиации, что приводит к эффекту „ядерной зимы“, известному по своим негативным воздействиям на биосферу.

Среди других возможных причин глобальных катастроф того времени следует упомянуть инверсию магнитного поля планеты. Геофизиками установлено, что в отдельные геологические периоды происходило по нескольку таких инверсий. Так, например, в плиоцен-четвертичное время, длившееся около 5 млн. лет, произошло не менее девяти инверсий - См.: Резанов И.А.  Жизнь и космические катастрофы. - М.: Агар, 2003.С.93.. В момент инверсии наблюдается не только смена знака поля, но и временное уменьшение его величины, что открывает доступ к поверхности Земли потоку космического излучения, губительному для живых организмов.

Помимо рассмотренных следует учитывать ещё и другие процессы, развивавшиеся в течение геологической истории планеты и, возможно, вызывавшие критические ситуации в биосфере. Это прежде всего изменение содержания кислорода в гидросфере и атмосфере, колебание содержания углерода и, возможно, водорода, поступающих из недр планеты - См.: Сывороткин B.Л. Озоновый слой, дегазация Земли, рифтогенез и глобальные катастрофы // Общ. и регион, геология, геология морей и океанов, геол. Картирование. М.: Геоинформарк, 1994. № 2. С.37.. Поэтому комплексный анализ глобальных процессов, причастных к экологическим кризисам на доантропогенном этапе развития биосферы, ещё предстоит осуществить. Не исключено, что самые исторически важные события в биосфере были связаны с одновременным действием нескольких факторов - См.: Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004. С. 1000..

2.2 Катастрофы в период развития человечества

В конце плиоцена -- начале четвертичного периода начался принципиально новый этап истории биосферы, где доминирующие позиции стал завоёвывать человек. Археологами установлено, что древние гоминиды -- предшественники современного человека -- появились около 2-2.5 млн. лет назад. Значительно позже (30-60 тыс. лет спустя) появился кроманьонец -- первый представитель homo sapiens. В течение позднего палеолита -- начала неолита первобытный человек расселялся по Земле, постепенно осваивая вначале Африканский, затем Евроазиатский континенты, последними были заселены Америка и Австралия - См.: Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004. С. 1001..

Наряду с другими животными наши предшественники были элементом саморегулирующейся природной системы, в которой их существование определялось возможностями окружающей среды по воспроизводству кормовой базы. Если продукции экосистем становилось недостаточно, то наступал голод, люди вымирали или переселялись на новые территории. Следовательно, древние представители человеческой популяции имели экологические и биологические ограничения на местообитание и рост численности. Поэтому их популяция практически не изменялась и долгое время составляла не более 200 тыс. человек.

Умение добывать огонь и участвовать в коллективных мероприятиях усиливало охотничьи инстинкты людей в борьбе за выживание. Они совершенствовали способы охоты на крупных растительноядных животных. Особенно эффективной была загонная охота, когда стадо животных гнали к обрыву, где они срывались вниз и разбивались. На этой основе существует гипотеза о массовой гибели „мамонтовой фауны“ в результате деятельности человека-охотника. Если дальнейшие исследования подтвердят эту гипотезу, то можно говорить о первой кризисной ситуации, созданной человеком на начальном этапе антропогенеза, которая в научной литературе получила название «кризиса консументов».

Кризисные ситуации, периодически возникавшие на начальном этапе антропогенеза, послужили толчком для нового эволюционного события -- земледелия, приуроченного к началу неолита (10-8 тыс. лет назад). С ним связано развитие неолитической, или первой технологической, революции - См.: Лосев К.С., Садовничий В.А., Ушакова И.С., Ушаков С.А. Биосфера и человечество на пути к диалогу. Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2001. С.37.. Экономисты называют этот исторический момент переходом от присваивающей экономики к производящей. По-настоящему революционным в данном событии следует считать то, что человек перешёл на принципиально новые отношения с природой. Впервые природный биологический цикл частично был заменён на искусственный, основанный на выращивании растений. К 5000 г. до н. э. были окультурены многие зерновые: пшеница и ячмень -- на Ближнем Востоке, маис -- в Центральной Америке, рис -- в Китае, картофель -- в Южной Америке. Вскоре началось приручение животных и развитие животноводства. Такому прогрессу homo sapiens способствовала одна особенность, выделявшая его среди животного мира,-- способность накапливать внегенетическую информацию (благодаря речевому аппарату, а позднее -- письменности), передавать её от поколения к поколению и формировать культурное наследие.

Развитие земледелия и животноводства коренным образом изменило условия существования человека. Площадь земли, необходимая для обеспечения питанием одного индивидуума, сократилась примерно в 500 раз для собирателя и в 5000 раз для охотника. Это способствовало увеличению численности людей. К началу новой эры она возросла до 100-200 млн. человек, то есть увеличилась почти в 1000 раз по сравнению с ранним неолитом.

Первая технологическая революция продолжалась несколько тысячелетий и перешагнула бронзовый и железный века. Земледелие и скотоводство позволили людям перейти к осёдлому образу жизни, производить и обмениваться продуктами своего труда. Так возникла торговля, стали образовываться поселения -- прообразы будущих городов, началось зарождение цивилизации со всеми присущими ей атрибутами -- формированием государств, экономики, науки, искусства.

Наряду с огромным цивилизационным и техническим прогрессом развитие земледелия создало и ряд кризисных ситуаций. Максимальное воздействие на биосферу оказала подсечно-огневая форма земледелия. Так, впервые на больших территориях были разрушены естественные экосистемы и замещены искусственной средой. По разным оценкам, было вырублено от 1/3 до половины всех лесов Земли. В атмосферу выброшены огромные объёмы углерода. Уничтожение лесов привело к снижению транспирации и опустыниванию территорий, развитию эрозии. Наступил упадок сельскохозяйственной цивилизации, с которым совпал распад Римской империи. Этот период известен в истории как «тёмные века» - См.: Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004. С. 1001..

С IX столетия начиналась новая волна вырубки лесов, получившая название «великого корчевания». Вырубка лесов приводила к снижению продуктивности биосферы. Из-за низкой агротехники пастбища и пашни не компенсировали продуктивность естественных экосистем. Поэтому уже в середине XIV в. наметился новый экологический кризис, приведший к разорению крестьян, голоду и вымиранию. Этому способствовало похолодание климата, известное как «малый ледниковый период». Отсталая агротехника вместе с холодными зимами и короткими летними сезонами стали причиной неурожаев. Столетняя война и эпидемия чумы усугубили ситуацию. Только в Европе умерло около 25 млн. человек, и потребовалось 150 лет для того, чтобы население континента достигло прежнего уровня. Таким образом, периоды расцвета человеческой цивилизации в ходе первой технологической революции сменялись кризисными ситуациями, приводящими к массовому голоданию и вымиранию людей.

Кризис земледельческой цивилизации стимулировал новый технологический прорыв человеческого интеллекта. В средние века развилось ремесленничество, а затем среднее и крупное производство промышленных товаров и техники, нарастили свою мощь металлургия и горное дело, расширилась торговля и банковское дело, выросли города, достигли успехов наука и искусство. В сельскохозяйственном производстве совершенствуется агротехника (переход на трёхпольную систему вместо двухпольной), расширяется интродукция культурных растений, завезённых из Америки (картофель, кукуруза, томаты). Одновременно происходит рост крупного капитала, усиливается расслоение общества, формируется система колониализма, зарождается либеральная (рыночная) экономика и гражданское общество.

Рост промышленного производства шёл так быстро, что уже во второй половине XVIII в. он приобрёл глобальный характер и получил название промышленной или второй технологической революции. Спустя примерно 100 лет с привлечением новых источников сырья и энергии появились высокопроизводительные технологии массового производства продукции машиностроения и товаров потребления. Во второй половине XX в. научно-технический прогресс стимулировал развитие наукоёмких технологий и появление таких отраслей, как аэрокосмическая, нефтехимическая, электронная, фармацевтическая и др. Дальнейший прогресс увенчался колоссальными достижениями в области информационных технологий. Поражают темпы распространения новых технических достижений и роста экономики. Если земледелие завоёвывало мир в течение нескольких тысячелетий, то промышленная революция стала глобальным явлением за 1.5-2 столетия.

Как видим, история развития человечества с древнейших времен влекло за собой происхождение экологических кризисов и искусственных катастроф, связанных с вмешательством человека в окружающую среду и приводивших к непоправимым последствиям, в том числе к изменениям климата и видового состава биосферы.

Кроме того, следует отметить, что в это время продолжали происходить и природные катастрофы, которые благодаря умственной деятельности человека документировались в различной форме, и мы в настоящее время имеем возможность проследить за развитием и этих катастроф. Природные катастрофы различались между собой по причинам, но все они приводили к человеческим жертвам. Среди причин таких катастроф можно отметить следующие: движение литосферных плит, связанные с ними цунами и извержения вулканов, лавины, оползни и т.д. Однако, эти катастрофы не носили в большинстве своем глобального характера, а влияли только на развитие биосферы конкретного региона.

Так, исторически документальное подтверждение получило извержение вулкана Везувия на Аппенинском полуострове 24 августа 79г. н.э., когда 7-8-метровым слоем пепла и лавы были накрыты три древнеримских города: Помпеи, Геркуланум, Стабия. Самое мощное извержение вулкана произошло 26 августа 1883 года на о. Кракатау (Индонезия). В результате взрыва облако пепла взметнулась на высоту 75 км., площадь острова уменьшилась более чем наполовину, а вызванное извержение цунами смело с лица земли на побережьях Явы и Суматры 295 городов и поселений. Самое трагическое извержение - взрыв вулкана Монт-Пеле на о. Мартиника в Карибском море 8 мая 19002г.. Из жителей расположенного рядом городка Сен-Пьер осталось в живых только два человека - См.: Весь мир в цифрах и фактах: Универс. справочник/ сост. А.И.Будько. - Мн.: «Мэджик Бук», 2001. С.83. .

Такие же сведения имеются и о возникновении землетрясений, оползней, лавин и т.д. Здесь хотелось бы сказать, что, очевидно, такие природные катастрофы локального характера происходили и ранее, до периода появления человека на Земле, однако, в большинстве своем, сведения о них уже утеряны. Можно предположить, что сейсмическая активность на Земле была даже большей, чем в настоящее время, особенно в период формирования материков и океанов, горных хребтов и т.д.

Однако, все эти катастрофы природного характера нося в себе естественное начало, на которое не в силах повлиять человек. Но, в большинстве своем, по масштабам своих последствий они не могут сравниться с искусственными глобальными катастрофами, вызванными жизнедеятельностью человека, которая становится все более активной.

2.3 Важнейшие катастрофы современности

Невероятно высокие темпы технологического развития привели к многократному увеличению промышленного производства и потребления энергетических ресурсов. Глобальный валовой продукт за период с 1900 г. до конца XX в. увеличился с 60 млрд. до 39.3 трлн. долл., то есть более чем в 650 раз.

Беспрецедентными темпами стало сжигаться органическое топливо, накопленное древними биосферами в течение длительной геологической истории. За период с 1950 по 1998 г. потребление различных видов органического топлива, приведённого к нефтяному эквиваленту, возросло по углю в 2.1 раза, нефти -- 7.8, природному газу -- 11.8 раза. Если в каменном веке расход энергии на одного человека составлял около 4 тыс. ккал/сутки, в период земледельческих технологий -- 12 тыс. ккал/сутки, то сейчас -- 230-250 тыс. ккал/сутки - См.: Лосев К.С., Садовничий В.А., Ушакова И.С., Ушаков С.А. Биосфера и человечество на пути к диалогу. Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2001. С.41.. Техногенные вмешательства в природную среду стали соперничать со многими природными процессами. Резко возросла добыча твёрдых полезных ископаемых и, следовательно, массированное воздействие на литосферу. В конце XX в. добывалось и перемещалось при добыче полезных ископаемых около 100 млрд. т породы в год, то есть по 17 т на жителя планеты - См.: Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004. С. 1002..