С позиции самоорганизации в развитии открытых неравновесных систем выделяется плавный (эволюционный) этап, на протяжении которого не происходит серьёзных качественных изменений. Но в процессе его протекания возникают и накапливаются противоречия, в конечном счёте приводящие систему в крайне неустойчивое состояние. Долго пребывать в таком состоянии система не может. Так, появление человека в биосфере стало началом новой эры. На ранних стадиях развития цивилизации воздействие человека на биосферу было практически незаметным. Этот период и был началом эволюционного развития биосферы в условиях новой эры. Но постепенно человек своей деятельностью начал видоизменять флору и фауну планеты, изменяя облик её поверхности, иначе говоря, начал перестраивать биосферу, не предполагая, что ресурсы Земли ограничены. Интенсивность воздействия на биосферу сельскохозяйственной, а затем и промышленной деятельности людей особенно быстро нарастала в последние две сотни лет и достигла такого уровня, когда биосфера и человечество как её составная часть вступили в кризисный период своего развития. За угрозой ядерного, радиационного или токсичного уничтожения биосферы вырисовывается другая, не менее страшная угроза, называемая экологической катастрофой. В её основе ― стихийная деятельность людей, сопровождающаяся загрязнением среды обитания, нарушением теплового баланса Земли и развитием так называемого парникового эффекта. В ближайшей перспективе назревает истощение жизненно важных для человеческой цивилизации сырьевых источников планеты. К примеру, в среднем за год на каждого жителя планеты добывают 20―30 тонн минерального сырья, но в конечную продукцию от этого переходит лишь 3%. Даже неспециалисту ясно, что ничтожный полезный выход свидетельствует скорее о неумении производственников, чем о неизбежности «переворошить» всю планету. Ещё не научились достаточно комплексно использовать минералы, во многих случаях примитивна технология, родившаяся, может быть, ещё до нашей эры. Среди возможных устойчивых состояний, в которые биосфера как система сможет перейти в процессе самоорганизации, есть и такие, которые исключают жизнь на Земле или исключают существование на ней человеческой цивилизации. Но есть возможность свести к минимуму или совсем убрать те неблагоприятные флуктуации, которые и подталкивают неустойчивую систему к нежелательным для человека вариантам перехода. Например, запрещение и полное уничтожение ядерного и химического оружия (точнее, любого оружия массового уничтожения) устраняет флуктуацию, способную вызвать уничтожение биосферы в конфликте. Ещё лучше, если будут достигнуты договорённости о значительном сокращении, а затем и полном уничтожении обычных видов вооружений. Тогда высвободятся огромные материальные, интеллектуальные и финансовые ресурсы, которые можно направить на предотвращение экологической катастрофы. Но гораздо труднее решить экологическую проблему. Человечество не может (и не должно) отказаться от той цивилизации, которая создана на сегодняшний день и которая не только порождает благополучие и комфортные условия существования современным людям, но также создаёт неблагоприятные флуктуации, способные подтолкнуть биосферу на переход, исключающий возможность существования в ней человека. Нет сомнений, что понадобятся такие ограничительные меры, как снижение потребления энергии, организация более экономного ведения промышленного производства, сокращение добычи и расходования важнейших полезных ископаемых.
Всего 25―30 лет назад человечество обратило внимание на окружающую среду. Заговорили о ней сразу же в тревожных тонах, потому что в атмосфере, почве, во всём, что произрастает и обитает на ней и в ней, а также в водной среде ― реках, озёрах и морях,― всё заметнее и резче стали проявляться никогда прежде не наблюдавшиеся ненормальности и нарушения. Подчас они принимали совершенно нетерпимый характер. И вот всё чаще стали говорить об окружающей среде, оказавшейся на грани катастрофы. Хорошо оснащенный различной техникой и другими средствами человек непосредственно воздействует на природу: в невиданных ранее количествах добывает и использует, перерабатывает земные богатства. С каждым годом всё ощутимее вмешивается в естественно сложившуюся тысячелетиями природную среду, особенно в её живую сферу. При этом природа неузнаваемо искажается, загрязняется. Процесс этот уже распространился почти на весь земной шар. И порой трудно предсказать, какие действия чем могут обернуться. В обиход вошло понятие «экологический бумеранг». Оно означает непредвиденные, опасные, даже пагубные для окружающей среды последствия от изменений экологической обстановки. А таких изменений уже много. Воздух, вода, земля загрязняются вредными для животных и человека химическими веществами, радионуклидами, опасной микрофлорой. Мы наблюдаем первые ощутимые признаки наступления парникового эффекта ― заметного изменения климата Земли. Специалисты отмечают ослабление, истощение озонового слоя атмосферы, образование «озоновых дыр».
Стихийное, неуправляемое развитие научно-технической и хозяйственной деятельности общества, особенно активное в последние годы, стало существенно нарушать природные механизмы компенсации и саморегуляции не только на Земле, но и в околоземном космическом пространстве. Начиная с высоты 50―60 км, простирается плазменная оболочка планеты, слой ионизированного газа толщиной несколько тысяч километров ― ионосфера. В ней расположен озоновый слой Земли. Его не зря называют «щитом Земли»: не смотря на не большую толщину, он играет важную роль в защите живых организмов от ультрафиолетового излучения солнца, которое способно повреждать биологические молекулы, в том числе ДНК, вызывать рак кожи и заболевания глаз. Сокращение озона на 15% приводит к потерям в сельском хозяйстве всего мира на миллиарды долларов в год. Появление «озоновой дыры» над Антарктидой, судя по всему,― процесс естественный и локальный и поэтому ощутимых последствий пока не имеющий. Озон химически активен. Он образуется в результате присоединения к молекуле кислорода ещё одного атома, возникшего при распаде кислорода воздуха под действием коротковолнового солнечного излучения. Возникший озон разрушается, реагирует с оксидом азота естественного атмосферного происхождения. При этом образуется двуокись азота и кислород. В присутствии кислорода двуокись азота снова превращается в оксид. Таким образом, в этих реакциях оксид азота ведёт себя, как катализатор, он не исчезает в реакциях, приводящих к уничтожению озона, и препятствует его накоплению. Для поддержания естественного равновесия достаточно, чтобы концентрация оксида азота составляла всего 0,1% концентрации озона. Но оксид озона интенсивно образуется в области высокочастотного разряда, и заманчивый на первый взгляд проект создания плазменных зеркал оказывается экологически опасным и чреватым катастрофической деградацией озонового слоя. Этой же опасностью грозит и ещё один вариант применения сфокусированных пучков излучения: прямая передача энергии с Земли на борт космического аппарата или наоборот ― с орбитальной солнечной электростанции на Землю. Выгоды он сулит немалые: появится возможность использовать уникальные условия космоса ― невесомость и вакуум для производства сверхчистых материалов и биологических препаратов и получения энергии. Но что станет с озоновым слоем и ионосферой при его реализации? И не лучше ли будет энергию, полученную в космосе, там же в космосе и использовать, не подвергая опасности озоновый слой? Всё это,естественно, требует тщательного анализа и элементарной проверки, без чего приступать к осуществлению подобных проектов было бы опрометчиво.
При подготовке этой работы были использованы материалы с сайта https://www.studentu.ru