Камни и фрагменты бетона в осадочных отложениях. Пляж Тунельбока, Каталония (Испания)

Агент Смит в фильме «Матрица» говорил, что человечество похоже на вирусную инфекцию, которая умеет только одно — бесконтрольно размножаться, распространяясь экспоненциально и заполняя всё пространство вокруг. На самом деле он не прав. Биомасса человечества на сегодняшний день не так уж велика — около 300 миллионов тонн, что составляет всего лишь около 1,3% биомассы всех животных и микроорганизмов на Земле. Казалось бы, немного. С другой стороны, биомасса людей примерно в 10 раз больше, чем биомасса всех остальных позвоночных на Земле, и примерно вдвое больше, чем масса всех крупных позвоночных, которые обитали на Земле до появления человека.

Неорганическая искусственная техносфера служит для поддержания нашей жизни. Масса техносферы примерно на 5 порядков превышает человеческую биомассу. В искусстве изменять окружающий мир с человеком не сравнится ни одно живое существо.

Все живые организмы динамически взаимодействуют с окружающим миром, это совершенно нормально и естественно. Растения пускают корни в почву, чтобы извлечь минеральные ресурсы, и забирают углекислый газ из атмосферы. Травоядные животные пожирают растения, отправляют не до конца переваренные экскременты вместе с ценными минералами обратно в почву, в то же время забирая кислород из атмосферы, но добавляя в неё углекислый газ, а временами метан. Хищные животные пожирают травоядных, тоже обогащая почву экскрементами и своими трупами, которые со временем превращаются в нефть, уголь и другие породы. Вся живая биомасса обслуживается целым арсеналом микробов и беспозвоночных, которые вносят свой вклад в трансформацию мира.

Некоторые организмы умеют изменять окружающее пространство, приспосабливая его под свои нужды. Птицы, муравьи и термиты умеют строить жилища из веток. Различные приматы, птицы, рыбы и насекомые умеют использовать инструменты для работы. Некоторые крупные и даже мелкие млекопитающие вроде бобров считаются «инженерами экосистем». Они не просто строят дома, но меняют природное пространство как им удобно для жизни.

Что такое техносфера

Дальше всех на этом пути продвинулся человек разумный (homo sapiens), который сознательно или несознательно осуществляет трансформацию окружающего мира с помощью технологий. Эволюция человеческого общества и технологий происходит параллельно. Это созависимые сущности, в связи с чем учёные говорят о процессе так называемой «соэволюции», то есть совместной эволюции. При этом эволюция инструментов и технологий от поколения к поколению происходит настолько быстро, что она намного превышает темпы эволюции путём естественного отбора не только у человеческого вида, но среди всех известных организмов.

Чтобы понять и проанализировать темпы этой совместной эволюции, принято использовать концепцию техносферы — нового компонента Земли, который представляется как ответвление биосферы в том смысле, в каком её формулировал академик Владимир Вернадский.

Карта изменения городской и пригородной техносферы вокруг Лондона за 20 лет по данным спутников Landsat (карта 50 км по горизонтали). Красным отмечены изменения в 1989 году, зелёным — в 2001 году, синим — в 2012 году. Карта показывает только поверхностные изменения. В исторических местах города отложения техносферы составляют до 30 метров. Источник: Territorial Agency /John Palmesino and Ann-Sofi Rönnskog, with David Hellström

Техносфера заключает в себя сложные человеческие социальные структуры вместе с физической инфраструктурой и технологическими артефактами, которые поддерживают энергетические, информационные и материальные потоки, обеспечивающие работоспособность системы. Среди них электростанции и линии передачи электричества, дороги и здания, пластмассы и инструменты, самолёты и шариковые ручки, транзисторы и электроника, созданные человеком физические элементы, растения и животные — всё что угодно. Компоненты техносферы очень быстро изменяются, совместно эволюционируя друг с другом, со сложными и частыми изменениями внутри. Части техносферы — такие как выведенные сорта растений и животных — одновременно входят в другие части биосферы. Здесь нет ничего удивительного, например, вода тоже одновременно является частью гидросферы и атмосферы.

Оценка глубины человеческих отложений (щебень и другие материалы) на территории Берлина

Физическая техносфера состоит из материалов, в которых присутствует человеческий компонент, то есть эти материалы частично используются человеком и/или частично замещаются им. Сюда входят добыча, обработка и переработка минеральных ресурсов в новые формы и комбинации элементов, смесей и продуктов, все инструменты, машины, потребительские товары, здания, дороги, сельскохозяйственные земли и лесопосадки, вместе с землёй под ними. Части техносферы в конце своего жизненного цикла более-менее перерабатываются и используются повторно: это некоторые металлы, часть стекла, бумаги, пластика и некоторые слои щебня под городами. Остальные части накапливаются с годами в форме специфического человеческого геологического слоя — так называемая археосфера Земли. В основном эти остатки откладываются в твёрдой форме, хотя часть их присутствует в газообразной форме, в том числе в виде углекислого газа и метана в атмосфере. Часть растворяется и загрязняет гидросферу и литосферу.

Размер физической техносферы

Геолог Ян Заласевич (Jan Zalasiewicz) из Университета Лестера с коллегами, на основании опубликованных научных работ предшественников, провёл оценку общего объёма и массы основных компонентов физической техносферы. В таблице 1 тератонна (Тт) соответствует 10¹² тонн.

Компонент	Площадь (106 км2)	Толщина (см)	Плотность (г/см3)	Масса (Тт)	Доля (%)
Города	3,70	200	1,50	11,10	36,9
Сельские поселения	4,20	100	1,50	6,30	20,9
Пастбища	33,50	10	1,50	6,30	20,9
Поля	16,70	15	1,50	3,76	12,5
Распаханное тралами морское дно	15,00	10	1,50	2,25	7,5
Использованная земля и эрозия почвы	5,30	10	1,50	0,80	2,7
Загородные дороги	0,50	50	1,50	0,38	1,3
Лесопосадки	2,70	10	1,00	0,27	0,9
Водохранилища	0,20	100	1,00	0,20	0,7
Железные дороги	0,03	50	1,50	0,02	0,1
Всего	81,83			30,11

Таким образом, примерный объём физической техносферы составляет около 30 триллионов тонн, что эквивалентно 50 килограммам на квадратный метр земной поверхности. Это примерно на пять порядков больше, чем общая биомасса человеческого вида (300 миллионов тонн). На суше физическая техносфера составляет около 27,73 тератонн. Примерно половина всей суши на Земле трансформирована человеком. Средняя толщина искусственного слоя на суше — 26,6 см. Учёные отмечают ускорение темпов трансформации земной территории, увеличение разнообразия техносферы — нового феномена, который теперь имеет планетарный масштаб.

Научная статья опубликована 28 ноября 2016 года в журнале The Anthropocene Review (doi: 10.1177/2053019616677743).