В последние десятилетия проблемы городского строительства и охраны окружающей среды поставили на повестку дня задачу хозяйственного освоения недр под промышленными и культурными центрами. Тысячи километров подземных дорог сооружены под большими городами. Все это требует продуманного изучения и прогнозирования тех изменений, которые могут возникнуть в результате развития работ, сочетающих в себе инженерно-геологические и горнотехнические аспекты.
По данным вопросам, относящимся к горной геомеханике, имеется достаточно обширная литература, которая может быть весьма полезной, в частности при теоретических и прогнозных разработках и в целом для комплексного рассмотрения проблем, связанных с влиянием деятельности человека на строение приповерхностных участков литосферы.
В горном деле, например, используют два основных вида защитных мероприятий: горные и конструктивные. Наиболее эффективными считаются горные мероприятия, так как они предусматривают частичное или почти полное сохранение ранее существовавших природных условий в породах, залегающих над подземными выработками. В настоящее время к числу таких общепризнанных мер относят закладку отработанных участков материалом, дающим наименьшую усадку
Применительно к постановке проблемы в целом следует лишь обратить внимание на то, что при закладке нередко используются искусственно созданные смеси и естественные массы, которые без человеческой деятельности не могли бы проявиться в недрах.
Таким образом, мы должны учитывать, что инженерно-строительная и горнотехническая деятельность вызывает изменения не только в строении горных масс, но и в их составе.
Часть III
Управление техногенезом
Сила Человека
В середине прошлого века Чарльз Лайель, обобщая геологические факты и идеи, отметил в числе прочих геологических агентов и человечество.
В своей геологической функции человечество выступает не как источник энергии. Энергетические возможности человека как биологического вида очень ограничены.
Не менее показательно сопоставление массы биомассы человечества (около 2 • 108 т) с крупными скоплениями саранчи, превышающими порой 4• 107 т.
Такова главная особенность человечества как геологического агента: при собственной ничтожной биомассе с помощью техники оно владеет ( сознательно или бессознательно) мощностями, превышающими энергетические возможности всех живых организмов Земли, вовлекая в движение массы вещества более значительные, чем перемещают все остальные эрозионные геологические силы.
Техника почти бесконечно расширила приспособительные возможности человека, позволив ему существовать и на морском дне, и на километровых глубинах земной коры, и в космическом пространстве, и на Луне. По спектру охвата разнообразных природных условий человек с помощью техники превзошел все остальные живые существа вместе взятые.
Конечно, позволительно считать себя центром Вселенной или, во всяком случае, господином планеты. Субъективно, как мыслящий человек, микрокосм, разумом охватывающий бесконечность, каждый из нас противостоит окружающему миру. Весь он фокусируется в нашем сознании и в этом смысле, можно сказать, принадлежит нам, служит нам объектом изучения несравненно менее -- объектом обработки. Мы существуем среди техники и за счет техники.
Мы, безусловно, вынуждены обслуживать технику, заботиться о ней, в какой-то степени к ней приспосабливаться, вынуждены учитывать ее возможности и запросы, максимально содействовать ее прогрессу и постоянной работе в оптимальном режиме…
Все так. Но допустимо ли забывать о цели, которую мы преследуем, становясь придатком техники? Цель эта -- собственное благо. Можно сказать, мы создаем технику, которой вынуждены отчасти покоряться для того, чтобы она работала на нас, перестраивая окружающую среду.
Однако, с годами, относясь к технике по-прежнему как к средству, мы все более попадаем под ее влияние. Современная цивилизация несравненно теснее связана с техникой, чем прежние. Создавая электронно-счетные машины и автоматические системы, помогающие управлять механизмами или процессами, мы становимся еще более зависимыми от техники, которой управляем с помощью техники. Создавая технику и управляя ею, мы в то же время сами, сознательно или бессознательно, соотносим с ней свои судьбы, надежды, жизни.
Природные ресурсы не безграничны. Плацдарм жизни имеет конкретные пределы. Живые существа размножаются в геометрической прогрессии, и каждый вид потенциально способен за сравнительно короткий срок охватить всю область жизни. Возникает необходимость в игре, в регуляции, в динамичном постоянном приспособлении к условиям среды и к поведению всех остальных партнеров по «игре жизни».
Человечество -- не исключение. Оно тоже участвует в «игре жизни» и тоже вынуждено пользоваться богатствами природы. Но в отличие от всех других существ человек создал себе могущественного помощника, робота -- технику.
Система человек -- техника
Техника каменного века, оставаясь продолжением органов чувств и действий человека, способствовала достижению нашими далекими предками биологического могущества. Человек, вооруженный орудиями труда, трудовыми навыками и взаимопомощью, добился господства над всеми другими живыми существами. Он противопоставил себя и неорганической природе, и всем остальным живым существам, став как бы третьим партнером в игре (взаимодействии) геологических сил на поверхности Земли.
Существует «даровая» кладовая энергии -- солнечное излучение. Ею пользуется жизнь. А то, что «отнимается» у неорганической природы, вновь возвращается, благодаря налаженной системе круговоротов. С органическими остатками окружающая среда обогащается и солнечной энергией, ассимилированной живым веществом. Следовательно, плацдарм жизни не только не скудеет, но и расширяется за счет космической энергии. Создается возможность для дальнейшего расцвета жизни и для более крупных ее «выигрышей» в игре с Природой.
Но вот появилась техника, обладающая собственной внутренней энергией, сама вырабатывающая энергию. Мы до сих пор, по-видимому, недооцениваем этот факт. Двигатели внутреннего сгорания энергетически подобны живым существам и человеку.
За последние столетия технические системы поглощают и вырабатывают огромные количества энергии.
Мы привычно относимся к технике как к нашему рабу, покорному исполнителю нашей воли. И вследствие этого попадаем в рабскую зависимость от техники, превращаемся в ее придаток, за иллюзию власти расплачиваясь реальной своей властью.
По-видимому, следует говорить о взаимосвязи человечества и техники.
Интересы человечества нередко вступают в конфликт с «интересами» живого вещества, окружающей среды и с некоторыми результатами техногенеза. Тогда начинают исчезать отдельные виды животных, гибнут леса, загрязняются реки, терпят лишения люди, выходит из строя техника. Создаются трудные ситуации, выход их которых найти чрезвычайно трудно из-за сложности взаимосвязей и противоречивости некоторых осознанных или бессознательных целей партнеров.
В природных условиях подобные «кризисы» регулируются естественно за достаточно длительные промежутки времени. Бурное развитие и необычайная агрессивность техногенеза не оставляют надежд на естественную регуляцию. Приспособительные возможности живого вещества и неорганической материи очень высоки лишь для геологических масштабов времени. А техногенез удваивает свою мощь в считанные десятилетия (теперь уже в считанные годы). По сравнению с природными процессами он идет со скоростью взрыва, сплошь и рядом круша сложившиеся природные объекты, переиначивая течение геохимических реакций, активизируя инертные зоны…
И чем значительней успехи человека, тем быстрее приближается банкротство партнеров.
Однако техногенезом управляют не только воля и технические навыки людей. Есть еще два фактора, заставляющие решительно оспорить воззрения технократов и позволяющие реально рассчитывать на «укрощение» техногенеза, предполагая счастливое будущее человечества. Эти факторы: знания и разум человека и его чувство красоты и нравственность.
Современная техника, достигшая небывалой мощи, немыслима без людей. Действующая техника предполагает явное или неявное присутствие человека, включает в себя человека как необходимый, важнейший компонент.
Наука -- руководство к действию
«Мысль не есть форма энергии, -- писал В.И. Вернадский. -- Как же она может изменять материальные процессы?»
Действительно, техногенез выступает как геологическая сила, приводящая в движение гигантские массы вещества. А силой мысли не сдвинуть и песчинку. Мысль бесплотна. Она формирует сознание человека, помогает ему лучше раскрыть свои возможности, открывает ему новые пути освоения мира. Она сказывается на его поступках и действиях, направляя деятельность человека. Эта деятельность, в свою очередь, тысячекратно усиливается с помощью техники. Человек остается связующим звеном между духовным миром идей и материальным миром геологической реальности.
Вправе ли мы считать науку направляющей и решающей силой в техногенезе? Или именно техногенез как материальный фактор бытия определял развитие науки как элемента сознания?
Нередко философы пишут о решающем значении техники для развития науки.
А. Эйнштейн считал, что задача ученого -- «выведать у природы четко формулируемые общие принципы, отражающие определенные общие черты совокупности множества экспериментально установленных фактов». Современная наука связана с теоретическими исследованиями, с познанием мира, с логическими системами, классифицирующими факты и находящими закономерности в этих классификациях; с личностями и коллективами, осуществляющими эту работу.
По отношению к техногенезу наука выполняет несколько функций.
В форме трудовых навыков, опыта, здравого смысла она сопровождает и предопределяет техногенез на протяжении всей его истории.
В форме теоретических обобщений наука открывает возможности для дальнейшего развития техногенеза.
В форме особой, духовной деятельности наука удовлетворяет потребности человечества в познании, осмыслении окружающего мира и самого себя.
Итак, необычайная мощь техногенеза и вызываемые им непредвиденные, вредные для человека последствия заставляют уточнять, дополнять социальный заказ науке. На первый план постепенно выходит функция науки, связанная с регуляцией техногенеза, с управлением геологической деятельностью человечества.
Таким образом, человеческая деятельность отличается от деятельности биологических видов тем, что она основана на знании, разумном планировании действий. Она предваряется практическим знанием, навыком, опытом и служит основой для глубоких теоретических обобщений, которые открывают для нее новые перспективы при технической реализации достижений науки. Техногенез призван удовлетворять потребности человека -- физические и духовные.
Если бы техногенез всецело зависел от науки, регулировался ею на основе точных знаний и расчетов, то мы были бы избавлены от множества трудных и нерешенных проблем нашего взаимодействия с природой, которые стоят сейчас перед нами.
Все достоинства и недостатки человечества, так или иначе, сказываются на его деятельности, на техногенезе. Техногенез выступает как бы отражением человечества, его проекцией на плоскость геологических процессов. Изучая техногенез, мы сначала все дальше отходим от человека, выявляя объективную сущность природного явления. Затем неизбежно возвращаемся к человеку, если всерьез рассчитываем найти средства к управлению великим геологическим процессом, нами вызванным.
Год Икс
Для современного техногенеза наиболее существенно деление на два рода процессов: целенаправленные и непредвиденные, нежелательные. Эти слагаемые постоянно растут. Причины роста: увеличение народонаселения; возрастающие потребности людей; возможность для человечества осваивать с помощью техники все новые и новые пищевые пласты.
Теоретически техногенез может развиваться безгранично, охватывая другие космические тела, используя термоядерную энергию и т.д.
Но современному человеку совершенно необходима живая природа Земли, биосфера. Как бы счастливо не складывался космический полет, космонавт с величайшим наслаждением покидает свою техногенную биосферу, подставляя лицо ветру и вдыхая земной воздух.
Между человеком и биосферой сформировался мощный новый пласт -- техника. С ее помощью человек получает колоссальные возможности использовать биосферу для своих нужд. Средства, которые мы предоставляем технике, изымаются из биосферы и обедняют ее. В какой-то момент может создаваться ситуация, когда человек, чтобы обеспечить свои возрастающие потребности, будет больше тратить средств на поддержание техники, чем получать полезной для себя продукции.
С «года икс», если цивилизация развивается стихийно, начинается неизбежная деградация окружающей среды, несмотря на все усилия, направленные в противоположном направлении. После «года икс», когда полезные целенаправленные воздействия на биосферу достигли максимума, дальнейший рост техногенеза вызывает уменьшение биологической активности живого вещества, а особенно техногенные, не связанные с биогенезом процессы продолжают расти.
Так техногенез исподволь перерастает из процесса, направляемого человеком для удовлетворения своих потребностей, в процесс, направленный преимущественно на «удовлетворение потребностей» техники, на содержание и воспроизводство технических систем.
Можно ли вновь вернуться к «году икс» и как бы продолжать движение вспять, к реконструкции биосферы, к возвышению человеческих ценностей?
Возможность вернуться к более светлым временам во взаимоотношениях с живым веществом планеты у человека имеется. Однако эта возможность до сих пор не реализуется. В целом для планеты положение остается очень серьезным.
Проблема выходит за рамки исследований техногенеза и во многом охватывает области наук негеологических, в частности, социальных.
Ограниченный техногенез
Человек живет слишком недолго, а период его активной творческой работы и вовсе мал. Это порождает множество неудобств и очень усложняет требования к обучению специалистов, определяющих активизацию техногенеза.
Едва ли не самый существенный ограничитель техногенеза -- ограниченная продуктивность биосферы, с которой неразрывно связан человек. В принципе техногенез возможен и без человека, но этот вариант вряд ли может удовлетворить нас, людей.
Современный техногенез и анализ его эволюции невозможно совместить с картиной будущего.
Нам следует трезво оценивать возможные пути и выбрать из них наилучший.
Один путь -- усиление техногенеза, переход его в «сверхтехногенез». Возможно, биосфера современного облика в этом случае полностью перейдет в какие-либо иные формы.
Другой путь -- переход к гуманизации техногенеза. Он связан с существенными переменами в психике людей, воспитании, отношениях людей между собой и с природой, в первую очередь -- с саморегуляцией человечества и в биологическом, и в духовном смысле.
Принципы управления
Рассуждения о необходимости и возможностях управления техногенезом увели нас далеко от практического вопроса: а как собственно, надо было бы управлять техногенезом?
Управлять техногенезом можно и должно на основе научных рекомендаций.
1. Отдадим должное своему незнанию и будем ориентироваться на него.
Для современной науки учет незнания, необходимость ориентироваться в сложной ситуации при недостатке знаний -- вполне обыденная задача. В сложных ситуациях можно поступать по-разному, выбирая определенную тактику.
2. Специалисты по планетарной инженерии, перестройке природы до сих пор ориентируются на усиление, активизацию техногенеза. По-видимому, следует при необходимости ограничивать это направление инженерной деятельности и добиваться, прежде всего, не количественных, а качественных изменений. Параллельно с проектами преобразования природы должны не менее серьезно разрабатываться «антипроекты», нацеленные на выяснение вредных последствий деятельности и на определение возможностей использовать естественные богатства с минимальным вторжением техногенеза.
3. Как следствие из всего вышесказанного вытекает принцип максимальной охраны природы. Сейчас он все шире претворяется в жизнь. Охраняя окружающую среду, мы тем самым охраняем свое будущее. И, конечно же, необходимо учитывать не только прямые воздействия, но и дальние последствия нашей деятельности.
4. Количественные показатели производства энергии и информации должны отойти на второй план. Прежде всего, следует учитывать качественные показатели. Количественные методы очень просты, разработаны, применяются издавна. Однако они дают искаженную картину развития цивилизации, не учитывая «человеческого» фактора и состояния природной среды. Человечеству необходимы избыточные потоки информации, чтобы осуществлять предельно ограниченные энергетические воздействия на окружающую природу, приносящие максимальную пользу обществу.
5. Особое значение в наши дни приобретают исследования технологического использования отходов производства, аккумуляции и использования солнечной энергии, подземной и надземной урбанизации, борьбы с вредными последствиями техногенеза, оптимальной регуляции роста народонаселения. Возможно, потребуются международные соглашения по ограничению и рационализации техногенеза. Техногенез -- планетарный процесс, и локальные успехи в его регуляции обречены на подчинение всеобщим тенденциям.
6. Последнее место в этом перечне, но не последнее по значению занимает проблема пропаганды научных идей и знаний. Когда речи идет о человечестве, науке, технике, природе, это касается каждого из нас. Не только потому, что нам требуется действовать разумно, сознательно, объединено.
…Исследуя техногенез, мы оперируем такими обобщенными и полустертыми от употребления словами, как планета, человечество, природа, техника, наука, разум, знания. Слова эти постоянно преследуют нас в разнообразных контекстах и порядком приелись.
В конце концов цена одному человеку ничтожно мала, если он не понимает своей причастности к человечеству, не осознает собственную сущность как часть единого целого. Но ничтожна цена и человечеству, если оно сводимо к техногнезу, геологическому процессу, господствующему на поверхности одной из планет одной из заурядных звездных систем зауряднейшей галактики; если оно не становится линзой, преломляющей весь мир и фокусирующей его в сознании одной (каждой) личности, микрокосм, ничтожную и мимолетную частицу Вселенной, единственную в известном нам мире носительницу Разума.
Да, у нас много недостатков. Их можно увидеть хотя бы в созданной нами технике. Но только мы можем создавать самих себя, вырываясь из паутины покорности, недомыслия, равнодушия. Человек способен воспитывать в себе человека, преодолевая косность среды. Только человек может подняться выше своей биологической и геологической сущности. Только человек способен не быть рабом обстоятельств, машин, людей. Техногенез -- для человечества, человечество -- для человека.
Заключение
В последние годы ученые все чаще обращают внимание на процессы, вызванные активной деятельностью человека на Земле. «Прогнозы показывают, что если в ближайшие годы не будут приняты самые энергичные меры, ухудшение качества окружающей среды может стать препятствием дальнейшего развития производительных сил общества». Следовательно, опережающее развитие науки уже поставило перед практикой актуальную задачу. Ее суть в необходимости перехода к иной форме связи между общественным производством и природой. Использование ресурсов, особенно невозобновимого минерального сырья, необходимо переводить на замкнутый (безотходный) цикл. Мы должны научиться управлять им, чтобы достигнуть правильного соотношения между быстрым развитием технологии производства и максимальным сохранением естественной среды.
Наступило время практического решения ряда взаимосвязанных проблем.
1. Измерение качества окружающей человека среды и качества технологии, преобразующей ее. Это прежде всего относится к тому, что дает нам литосфера -- фундамент, на котором, как было показано, развивается общество.
2. Экономико-технологическая оценка природных ресурсов, в первую очередь минеральных.
3. Разработка долгосрочных программ рационального пользования природой, особенно компонентами недр.
При разработке лучшей системы производства мы должны руководствоваться двумя главнейшими принципами.
1. Возможно полное и комплексное использование первичных ресурсов. Основная масса таких ресурсов представлена именно минеральным сырьем. В этом суть активной охраны литосферы, природные богатства которой в обозримом будущем по-прежнему останутся главным источником промышленного развития.
2. Доведение вторичных ресурсов (отходов) производства и потребления до такого состояния, чтобы они могли быть использованы целиком или могли ассимилироваться в природной среде без ущерба для ее естественного состояния. И в данном случае продуктами переработки и преобразования минеральных ресурсов принадлежит ведущая роль. Энергетические, химические, металлургические, металлообрабатывающие и многие другие отрасли основаны на последовательной утилизации главным образом этого сырья
Оптимальное соблюдение изложенных принципов позволит разумно и целенаправленно регулировать геоморфологические процессы, проявляющиеся в изменении строения, состава и поверхностных форм литосферы под воздействием хозяйственной деятельности человека.
Мы сознаем, что живем в переходный период общественного развития, когда на нашей планете сосуществуют разные социальные системы.
«Возникла геология и обнаружила не только наличность образовавшихся друг после друга и расположенных друг над другом геологических слоев, но и сохранившихся в этих слоях раковины и скелеты вымерших животных, стволы, листья и плоды не существующих больше растений. Надо было решиться признать, что историю во времени имеет не только Земля, взятая в общем и целом, но и ее теперяшняя поверхность и живущие на ней растения и животные» (Маркс К., Энгельс Ф.)
Поэтому необходимо «уметь учитывать также и более отдаленные естественные последствия, по крайней мере, наиболее обычных из наших действий в области производства и тем самым господствовать над ними» (Маркс К., Энгельс Ф.)
Выявление и объяснение новых, подчас нежелательных, процессов, возникающих в сложной системе взаимодействия человека с литосферой, -- первый этап. Когда они становятся понятными, наступает этап активного регулирования наших взаимоотношений с природой с целью устранения возникающих диспропорций. Мы всегда должны помнить что «…ноосфера -- биосфера (в понимании В. А. Вернадского), переработанная научной мыслью, подготовлявшаяся шедшими сотни миллионов, может быть миллиарды лет, процессом, создавшим Homo Sapiens Faber, -- не есть кратковременное и переходящее геологическое явление».
Рачительное отношение к естественным ресурсам -- общенародное дело. Это залог нашего будущего.
Список использованной литературы
1. Баландин Р.К. Геологическая деятельность человечества. Техногенез. -- Мн.: Выш. Школа, 1978.
2. Говард А.Д. Геология и охрана окружающей среды. -- М.: Наука, 1982.
3. Горькова И.М. Теоретические основы оценки осадочных пород в инженерно-геологических целях. -- М.: Наука, 1996.
4. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Инженерная геология и охрана окружающей среды. Ростов-на-Дону: изд-во РГУ, 1993.
5. Мозин И.П. Изменение погоды человеком. -- М., 1972.
6. Леггет Р. Человек как геологический агент. Бюлл. МОИП отд. Геологии сер. XIV (1), 1969.
7. Немков Г.И., Левицкий Е.С., Гречишникова И.А. Историческая геология. 2-е изд. -- М.: Недра, 1986.
8. Новиков Э.А. Человек и литосфера. -- М.: Недра, 1976.
9. Румянцев А. М. Какое будущее ожидает человечество. -- Прага, 1964.
10. Экология, охрана природы и экологическая безопасность./Под общ. Ред. В.И. Данилова -- Данильяна. -- М.: изд-во МНЭПУ, 1997.
