100 років з дня публікації книги «Біосфера», написаної першим президентом Української академії наук Володимиром Вернадським, — час оцінити взаємопов’язану природу життя на нашій планеті.
Надзвичайне й чарівне різноманіття життя на планеті Земля вже давно спонукає людей спробувати розібратися в усьому цьому. Навіть грецький філософ Арістотель понад дві тисячі років тому зробив сміливу спробу класифікувати всіх тварин за їхнім зовнішнім виглядом.
Набагато пізніше Чарльз Дарвін, використовуючи спостереження, зроблені під час подорожі на кораблі «Біґл», та кілька розумних міркувань, з’ясував, як розмаїття істот, що населяють планету, досягло такого вражаючого рівня. У своїй книзі «Походження видів» він запропонував нам перший правдоподібний механізм, що пояснює, як еволюціонував цей планетарний зоопарк.
Але саме Володимир Вернадський (1863–1945) написав книгу, в якій описав усю цю флору та фауну як єдине взаємопов’язане ціле — біосферу.
Термін «біосфера» винайшов не Вернадський. Мабуть, ця честь належить австрійському геологу Едуарду Зюсу, з яким Вернадський познайомився у 1911 році (я іноді казав, що саме Вернадський винайшов цей термін, але, можливо, ця помилка лише відображає той тривалий слід, який він залишив у світі).
Вернадський народився у Санкт-Петербурзі в родині корінних киян – політично активного батька і матері, яка мала українське козацьке коріння. Він був людиною свого часу та геополітичних реалій епохи, в якій розгорталася його кар’єра.
У 1918 році Вернадський став першим президентом Української академії наук (нині — Національна академія наук України) і заснував Національну бібліотеку України. Він був членом російської ліберальної Конституційно-демократичної партії і, звісно, його не могли не торкнутися політичні зміни, що відбулися після революції 1917 року. Його наукова діяльність розгорталася в середовищі новоствореного Радянського Союзу.
Вернадський мав глибокий розум і був незалежним, але його оминули репресії 1930-х років. Пізніше йому було присуджено Сталінську премію. Він був однією з тих непередбачуваних вільнодумних особистостей, яких потай бояться автократичні режими, але не можуть обійтися без них, особливо коли ними захоплюються в усьому світі.
Саме за наукову діяльність його пам’ятають і шанують. Найбільше його захоплювали не мінерали та гірські породи, вивченню яких він присвятив значну частину своєї молодості, і навіть не флора та фауна, які він спостерігав під час численних польових експедицій, що їх очолював, а те, як ці дві сфери поєднуються, утворюючи єдину систему живих істот, яка покриває всю планету.
Вернадський правильно зазначив, що товщина біосфери (принаймні тієї частини, яка активно розмножується) становить лише кілька кілометрів. Це не величезне явище за своїми просторовими масштабами. Це, як він висловився, «оболонка» життя.
Біосфера — це не просто велика маса, яка живе своїм життям. Вона змінює гірські породи, в яких живе, і циркулює гази в атмосфері у величезних масштабах. Щороку самі лише мікроорганізми забирають з атмосфери 150 мільйонів тонн азоту і перетворюють його у форми, доступні для рослин і тварин, для вас і для мене. Вернадський це розумів і описував життя як геологічну силу, що формує нашу планету.
Біосфера вбудована у великий космос. З космосу надходить сонячне випромінювання. Поглинаючи його, рослини та інші фотосинтезуючі істоти перетворюють енергію на нові форми життя. Можна уявити собі життя як гігантський пристрій для уловлювання й перетворення енергії. Вернадський лаконічно, у своєму звичному доступному стилі, сказав, що біосферу «можна розглядати як область трансформаторів, які перетворюють космічне випромінювання на активну енергію в електричній, хімічній, механічній, тепловій та інших формах… Вплив сонячного випромінювання на земні процеси дає точну основу для розгляду біосфери як земного і космічного механізму». Іншими словами, біосфера – це величезна машина, що поглинає енергію з космосу та рухає формування життя та цикли, в які воно інтегроване.
Можливо, Вернадський не був екологом у сучасному розумінні, але він усвідомлював, що людство може знищити Землю, і що ми повинні дбати про нашу планету, як про сад. Зміна в одній частині біосфери, спричинена діями людини, може вплинути на іншу. Вернадський красномовно синтезував сьогоднішнє бачення біосфери: життя на планеті – це єдине ціле.
Цікаво, що Вернадський пішов далі й припустив, що біосфера, породивши інтелект, створила нову частину себе, так звану ноосферу – «сферу розумного життя». Його ідею можна назвати прообразом глобального Інтернету — своєрідної інформаційної сфери, з якою пов’язана людська частина біосфери і яка, будучи середовищем, через яке суспільства колективно приймають рішення щодо своєї діяльності, дедалі більше впливає на стан самої біосфери.
Є аспекти наших знань про біосферу, які значно просунулися вперед з часів Вернадського. Одним із них є її походження. Він припускав, що життя існувало завжди, і стверджував, що життя не може бути створене без життя — дивного нескінченного регресу, який позбавляв його можливості розглянути, якою могла бути найдавніша біосфера. Однак його погляд не був рідкісним на той час. Коли він писав свою книгу, ми мали мало експериментальних знань про те, як зародилося життя.
Тепер, з розвитком хімії та інших наук, ми маємо кращі припущення щодо того, як перші клітини могли з’явитися в найдавніших середовищах на Землі. Місцями, де могли відбутися перші хімічні реакції, що призвели до виникнення життя, вважаються глибоководні гідротермальні джерела та внутрішня частина розпечених кратерів від ударів астероїдів і комет. Є багато теоретичних та експериментальних доказів на підтримку деяких із цих ідей.
У своїй книзі Вернадський нічого не сказав про те, чи можуть існувати біосфери на інших планетах (хоча відомо, що він над цим задумувався). Сьогодні місії на Марс з пошуку скам’янілостей на дні висохлих водойм, а також спостереження за струменями води, що вириваються з крижаних супутників на далекій периферії Сонячної системи, відкривають захопливі перспективи в наших пошуках позаземного життя. Гігантські телескопи дозволяють нам шукати планети, що обертаються навколо віддалених зірок, які можуть бути схожими на Землю і придатними для життя, яке ми можемо опосередковано виявити за газами в їхній атмосфері. Коли Вернадський писав свою книгу, все це було в майбутньому, і хоча люди його часу розмірковували про життя на Марсі, наукових доказів було мало.
Було б цікаво дізнатися, у світлі сучасних знань, що він думав би про можливість існування інших біосфер у Всесвіті. Що ми могли б дізнатися про нашу власну біосферу, її неминуче виникнення (або ні) та про те, чи є наша біосфера типовою для життя у Всесвіті? Відповіді на ці запитання можуть з’явитися вже за сто років. Можливо, у 2126 році, до 200-річчя виходу книги Вернадського, ми або дізнаємося, що біосфера є унікальним явищем, або говоритимемо про біосфери у множині.
Вернадський залишив нам надзвичайну наукову спадщину. Його внесок охоплював мінералогію, геохімію та біологію. Поза наукою, він доклав значних зусиль до створення нових наукових закладів. Його портрет на банкноті 1 000 гривень – це свідчення його ширшої спадщини. Українська антарктична станція заслужено названа на його честь.
«Біосфера» залишається одним із найважливіших наукових досягнень Вернадського не тільки завдяки своєму науковому змісту, а й завдяки його внеску в суспільне усвідомлення взаємопов’язаної, взаємозалежної мережі життя, в якій ми всі живемо.
Чарльз Кокелл — професор астробіології Единбурзького університету.