Дельфис

Согласно учению В.И. Вернадского о биосфере, её пределы ограничены прежде всего полем существования жизни, в котором условия позволяют организму давать потомство и увеличивать свою массу, в отличие от поля устойчивости жизни, в условиях которого организм имеет возможность только выжить. Поле существования жизни постепенно, вверх и вниз, переходит в поле устойчивости жизни с ещё более неопределёнными границами. Сейчас допускается, что на континентах нижний предел биосферы достигает 2-3 км вглубь земли, а под толщей вод океана 0,5-1 км от их дна. Естественной верхней границей биосферы, по В.И. Вернадскому, служит озоновый экран на высоте 23-25 км.

Биосфера, как и всякая открытая система, имеет свои «вход» и «выход». На её входе - потоки информации, энергии и вещества из земных глубин и космоса, на выходе - информация, вещество и энергия, поступающие в земные глубины и космос. Главные потоки вещества связывают биосферу с литосферой. За счёт движений земной коры поднимаются горы, образуются прогибы, действуют вулканы. Благодаря этому в биосферу, кроме вещества горных пород, поступают газы и жидкости. Вещество вовлекается в глобальный круговорот, который, согласно учению о биосфере, происходит по схеме:

Круговорот этот сложный, так как часть вещества, попадающая в бассейны, вновь поступает на хранение в литосферу на десятки и сотни миллионов лет.

Продолжительность пребывания вещества в биосфере зависит от многих причин. Крупные обломки горных пород имеют наименее длительный срок пребывания. Он определяется скоростью их доставки и расстоянием от места образования до места захоронения. Наиболее длительно удерживаются в активном круговороте биогенные элементы - водород, азот, углерод, кислород, фосфор. Чемпионом среди них является азот, который почти не покидает биосферы.

По оценкам Е.А. Романкевича (1988), биомасса Земли составляет около 4 трлн. т (сырой, т.е. живой) массы, а ежегодная её продукция - 800 млрд. т. В то же время растения суши составляют 3936 млрд. т. Они же на 90% состоят из древесины, которая, строго говоря, является не живым, а биокосным веществом наподобие построек коралловых рифов или торфов на болотах. Поэтому живая масса Земли, если не включать в неё древесину, составит порядка 450 млрд. т. Продукция суши и океана примерно одинакова - по 400 млрд. т в год, несмотря на то, что биомасса океана примерно 33 млрд. т. Высокая биопродуктивность экосистем Мирового океана обеспечивается быстрым круговоротом живого вещества, так как вся масса биоты там обновляется примерно за 30 дней, а фитомассы - каждый день.

«Ничтожные» размеры массы живых организмов по сравнению с массой других оболочек Земли - тропосферы (4 х 1015 т), земной коры (4,7 х 10¹⁹ т) и массы Земли (5,98 х 10²¹ т) - длительное время мешали геологам понять исключительную роль жизни в геологических процессах. Если считать, вслед за В.И. Вернадским, что количество живого вещества на Земле было постоянным или колебалось в незначительных пределах, то за четыре миллиарда лет оно составит порядка 3,6 х 10²¹ тонн. Количество действительно грандиозное, сравнимое с массой нашей планеты!

Если учесть прижизненный обмен веществ организмов с окружающей средой, то мы придём к выводу, что все химические элементы земной коры были многократно использованы жизнью, а вся вода гидросферы сотни тысяч раз входила в состав живого вещества. Ведь его масса была в десять тысяч раз больше всей массы гидросферы (1,46 х 10¹⁸ т). Можно ли теперь сомневаться в том, что живое вещество играет ведущую роль в функционировании биосферы - среды, в которой мы живём и где происходит образование осадочных горных пород и полезных ископаемых?

Геологическое время

Блестящие успехи стратиграфии (изучающей последовательность образования горных пород) позволяют выделить в геологической истории многочисленные эпохи и проследить их в отложениях всех континентов и океанов несмотря на их прерывистость и изменчивость, когда, принадлежа одной эпохе, они в одних случаях представлены километровыми накоплениями песчаников и глин, в других - толщами известняков, а в третьих - сантиметровыми слоями глинистой породы или вовсе отсутствуют.

Создание международной стратиграфической шкалы - это огромный труд многих поколений геологов. На ней отражена последовательность событий, но по ней нельзя определить длительность геологических эпох и, соответственно, скорости геологических процессов. Более того, такая относительная геохронологическая шкала - это и шкала эволюции живого вещества, и она пригодна лишь в пространстве биосферы. Для того, чтобы сравнить события в биосфере с событиями вне её пространства, нужна другая шкала - астрономическая или ей адекватная. И геологи нашли выход, разработав метод «абсолютной» геохронологии. Однако многочисленные трудности построения геохронологической шкалы привели к тому, что в настоящее время их существуют десятки с отличающимися друг от друга датировками рубежей, а многие геологи воспринимают опубликованные радиометрические шкалы как действительно «абсолютные».

При таком положении кажется самой разумной оценка шкал по их практической ценности. Поэтому следует согласиться с мнением академика Ю.А. Косыгина, что критерием выбора метрического эталона должна служить практическая полезность.

В современной геологии господствует точка зрения, согласно которой временные характеристики существуют независимо от нас, от наших целей и измерительных возможностей. Уже Г. Лейбниц, современник И. Ньютона, пришёл к выводу, что время - это порядок событий, а пространство - порядок тел. В конечном счёте, и временные эталоны, и любые другие временные характеристики (геохронологические шкалы) - лишь исследовательский инструмент. Как и всякий инструмент, он оценивается соотношением затраченных усилий и полученного результата.

Поскольку в каждой динамической системе существует своя временная метрика, определяемая порядком событий в ней, могут использоваться астрономическая, радиологическая, тектоническая, биологическая и другие шкалы времени. Вопрос стоит в их темпоритмическом соответствии. Например, можно ли перевести тектоническую и биологическую шкалы в астрономическую через радиологическую? Проблема осложняется тем, что, как показали исследования И.М. Дмитриевского [1], константы распада элементов могут зависеть от составляющих плотности потока реликтового излучения Вселенной и их изменений во времени¹. Поэтому весьма вероятно, что они периодически меняются в зависимости от времени галактического года, равного порядка 200 млн. лет (период обращения Солнца вокруг центра Галактики).

^{Рис.1. Периодическая система геологических событий фанерозоя, состоящая из 24-х элементов — отрезков геологической истории (фаз), длительностью около 22 млн. лет. По вертикали: фазы с подобными свойствами — положение уровня Мирового океана, климат и его зональность, полезные ископаемые и др.}

А.А. Фридман определял время как совокупность моментов, состоящих в определённых отношениях между собой и трёхмерным пространством. Моменты фиксируются по событиям, а время измеряется при помощи какого-либо процесса. Выбор начала отсчёта процесса, используемого для измерения времени, а также единиц измерения - произволен. Если он произведён, то измерение времени обретает строгий физический и операционный смысл. Поэтому для того, чтобы построить геохронологическую шкалу, отвечающую этим требованиям, необходимо выбрать какой-то непрерывный геологический процесс, выделить в нём соответствующие колебания и принять определённое время за начало отсчёта.

Такая шкала для последних 550 млн. лет геологической истории (фанерозой) и была построена (рис.1). В ней соблюдены все три условия: начало отсчёта - нынешнее время; процесс для измерения времени - затопление и осушение континентов, отражающий колебания уровня океана; единица измерения времени - колебания этого процесса со средней длительностью 22 млн. лет. Шкала была проверена данными из независимых источников информации путём сопоставления кривой, отражающей ход осушений и затоплений континентов, с кривой распределения возрастов гранитоидных магматических пород, характеризующей интенсивность горообразований. Оказалось, что закономерное соответствие горообразований осушениям континентов для полученной шкалы выдерживается для всего фанерозоя, а для других шкал - только для последних 100 млн. лет [2]. Более того, было отмечено, что максимумы образования гранитоидных массивов следуют друг за другом с периодом в 25 млн. лет в начале галактического года и через 20 млн. лет в его конце. А это может свидетельствовать, хотя и не бесспорно, об уменьшении скорости распада изотопа калия (40К) к концу галактического года и о том, что принятые ныне константы распада элементов справедливы лишь для последних 100 млн. лет геологической истории.

Времена галактического года

Если мы снова обратим внимание на кривую, характеризующую интенсивность горообразования в течение последних 500 млн. лет (см. рис. 1), то увидим, что все моменты прохождения Солнечной системы через три апогалактия и два перигалактия² отмечены резкими вспышками гранитоидного магматизма и горообразования, после которых следовал период в 20-25 млн. лет с минимальной активностью тектонических движений.

Другим доказательством зависимости работы земных глубин от времени галактического года служит сходство процессов гранитообразования в течение каждого из трёх последних галактических лет. Наблюдается довольно хорошая корреляция трёх отрезков кривой распределения возрастов гранитоидных тел, соответствующих галактическим годам. Эти отрезки кривой согласуются наилучшим образом, если их длина будет равна 175 млн. лет, подтверждая тем самым геологическими данными ещё давние расчёты П.П. Паренаго [3]. Существуют и другие оценки длительности галактического года (до 250 млн. лет), но они не находят столь убедительных радиометрических подтверждений.

Чтобы получить наиболее полную характеристику интенсивности процесса образования гранитоидных тел в течение галактического года в целом, можно воспользоваться методом наложения эпох, предложенным А.Л.Чижевским (1897-1964), и построить суммарную кривую распределения возрастов гранитоидов, отнеся все замеры к одному галактическому году, или, другими словами, произвести сложение кривых трёх галактических лет. Такая кривая более рельефна, чем каждая из составляющих, что доказывает сходный характер изменения интенсивности тектонических процессов в течение каждого галактического года. Попятно, что если бы кривые распределения не согласовывались, суммарная кривая была бы менее рельефна. На ней же ещё более отчётливо проступают пики апо- и перигалактия, а также минимумы активности горообразований, соответствующие максимальным затоплениям континентов (трансгрессиям) и потеплениям климата, которые идут друг за другом через 20-25 млн. лет.

Закономерная повторяемость процессов развития гранитообразования с периодом около 175 млн. лет указывает на их зависимость от времени галактического года, несмотря на то, что для них установлен диахронный (скользящий) тип периодичности [4]. Из этого следует, что земные глубины работают по космическому расписанию.

Периодическая система геологических событий

Полученная Периодическая геохронологическая шкала позволяет выделить в геологической истории три последних этапа развития Земли, соответствующие трём галактическим годам, и сопоставить их между собой по трансгрессивно-климатическим ритмам. Нанесение на неё данных о стратиграфическом (возрастном) положении месторождений, содержащих основную массу мировых запасов полезных ископаемых, дало возможность убедиться в правильности выбранного подхода. Месторождения оказались закономерно и подобно распределены по фазам каждого из трёх крупных циклов (галактических лет). В итоге получилась Периодическая система геологических событий фанерозоя (см. рис. 1). Её элементами служат отрезки геологической истории длительностью около 22 млн. лет (точнее, 20-25 млн. лет -I, II и т.д.). Всего их в системе - 24. Они образуют три больших ряда (по горизонтали), каждый из которых состоит из восьми ритмов, или фаз, по 22 млн. лет. По вертикали они образуют группы из трёх ритмов с подобными свойствами - каледонский, герцинский и альпийский.

Системы, аналогичные предлагаемой, как заметил известный специалист в системологии Ю.А.Урманцев, являются принципиально новым способом извлечения, хранения, выражения, подытоживания и развития знания. В наше время появляются самые разнообразные системы: «Периодическая система венчиков цветков растений со стыкующими лепестками» Ю.А. Урманцева, «Зонально-симметричная система химических элементов» Ю.К.Дидыка, «Периодическая таблица морской воды» Мэккинчера, «Система тектонических разрывов» В.Ю. Забродина и другие.

Мечта о создании «Периодической системы геологических событий» возникла давно. Уже в 1936 году русский по происхождению немецкий геолог С.Н. Бубнов опубликовал свою известную кривую - спираль циклического развития Земли. Затем схемы периодического развития Земли под разными названиями предложили С.В. Тихомиров (1956, 1971), В.Д. Наливкин (1962) и Н.Ф. Балуховский (1966). Строго говоря, их системы не являются таковыми. В них не выражена «элементность» - необходимый признак любых систем. Они в значительной степени интуитивные, а геологические события на самих схемах наглядно не отображены. Только теперь, благодаря значительному развитию геологии, стало возможным создание системы, отвечающей её назначению.

Поначалу построение системы имело сугубо прагматические цели - прогноз месторождений полезных ископаемых (Ю.М. Малиновский, 1963). Затем, став объектом исследования, после существенного усовершенствования система оказалась пригодной для решения более важной задачи - о взаимодействии оболочек Земли, биосферы и литосферы, что позволило начать изучение механизма саморегуляции (гомеостаза) биосферы [4].

Первое и главное, что обращает на себя внимание при анализе Периодической системы, - неравномерность во времени распределения в разрезе земной коры осадочных толщ, богатых месторождениями полезных ископаемых. Все они группируются вблизи определённых возрастных уровней, образуя ансамбли высокопродуктивных эпох. С ними связаны основные запасы каменных углей, горючих сланцев, нефти и газа, фосфоритов, марганцевых и медных руд, каменных и калийных солей, а также других полезных ископаемых. Эти ансамбли тяготеют к II-III и VI-VII фазам крупных циклов. Причём, II-III фазы приходятся на подъём уровня океана и общее ослабление горообразования, a VI-VII - на снижение его уровня и глобальное усиление тектонической активности, свидетельствуя о нелинейности реакции биосферы на тектонические воздействия.

Всего в фанерозое было шесть отрезков времени, наиболее благоприятных для накопления нефтегазоносных и рудосодержащих толщ, по два в каждом галактическом году. Самыми продуктивными были три последних ансамбля. Они, в свою очередь, группируются в мегаансамбль. Мегаансамбли, подобные позднефанерозойскому, неоднократно повторялись в обозримой истории Земли.

В предшествующей фанерозою истории известно несколько возрастных уровней усиленного накопления углеродистых толщ: 3,7-3,5; 2,8-2,6; 2,1-1,7; 1,0-0,9; 0,75-0,5 млрд. лет назад, которые соответствовали интервалам времени усиленного горообразования и магматической активизации. Периодичность их возникновения составляет порядка 450 млн. лет, а самых древних - 800-900 млн. лет. В таком гигантском ритме сливаются в единую систему биосфера и результаты её деятельности - стратисфера (слоистая оболочка планеты из осадочных пород) и гранитный слой литосферы. Это мегабиосфера Н.Б.Вассоевича - многослойная оболочка Земли, верхней границей которой служит озоновый экран, а нижней - земные оболочки, не затронутые влиянием жизни. Мегабиосфера осуществляет накопление и периодический сброс солнечной энергии. Вне зависимости от наших объяснений причин гигантского ритма развития геологических процессов, он существует, и в нём мы видим согласованное действие земных глубин и биосферы. Чем сильнее магматизм, тем выше биопродуктивность. Причём последняя - не только количественная. Конец позднефанерозойского мегаансамбля отмечен появлением человека, конец вендского (примерно 600 млн. лет назад) - скелетной фауны фанерозоя, а гренвильского (1,0-0,9 млрд. лет) - фауны, населявшей вендские водоёмы. С самым крупным беломорским мегаансамблем (2,1-1,7 млрд. лет) связывается появление грибов и эукариот³.

^{Рис. 2. Биосферная •ритмичность оксфорд-валанжинских отложений п-ва Пакса. 1-5 - фаунистические аммонитовые зоны}

Вместе с тем, явная связь тектонических процессов, в том числе и магматизма, с жизнью биосферы теряется при более детальном рассмотрении взаимодействия оболочек Земли. На более коротких периодах мегабиосфера распадается на две системы, нелинейно связанные между собою. Чем меньше система, тем короче максимальные периоды её собственных колебании.

Биосферные ритмы — механизм саморегуляции биосферы: порядок через флуктуации

Наиболее крупными собственными колебаниями биосферы, судя по нашим данным, являются биосферные ритмы (БР) длительностью около 90 млн. лет. В их структуре выделяется две фазы: первая - углеродистая, на которую приходятся максимумы накопления углеродистых толщ, и вторая - кальциевая, с которой связаны максимумы глобального накопления карбонатов. Показательно, что подобные фазы, белковая и кальциевая, наблюдаются и в функционировании живой клетки!

Известно, что многокилометровые толщи, накопившиеся за десятки миллионов лет, по своему строению подобны очень мелким наборам слоёв тех же горных пород. Это эмпирический факт. Он свидетельствует о подобии самых разных биосферных ритмов и о том, что биосфера однотипно, по одной и той же матрице, рефлекторно, как живой организм, отвечала на внешние воздействия. Это даёт принципиальную возможность прогнозирования поведения биосферы через познание механизма её саморегуляции.

Экспериментальное изучение биосферной ритмичности было начато в 1991 году на средства Игарского экологического центра. Объектом служили юрско-меловые отложения опорных разрезов полуострова Пакса на берегу моря Лаптевых и реки Боярка на севере Средней Сибири [5]. Полевое изучение разрезов проводилось Ю.М. Малиновским, М.Ю. Малиновским и В.В. Александровым.

Уникальная полнота разреза Пакса [6] позволяет представить имеющуюся привязку проб по мощности в виде временного ряда. За начало отсчёта принято основание разреза. Переход к временной шкале позволил определить темпы осадконакопления. Они изменялись от 5,3 м/млн. лет (в кимеридже-берриассе) до 16,2 м/млн. лет (в валанжине). Определение темпов осадконакопления позволяет вычислить скорости накопления обломочного материала и отдельных элементов в граммах на квадратный метр за один млн. лет методом абсолютных масс (AM).

Связь кимеридж-берриасской геохимической аномалии с повышенным содержанием углерода позволяет предполагать, что цинк, никель и медь поступали в осадок вместе с органическим веществом и частицами горных пород. Если принять обломочную составляющую концентраций названных элементов, равной кларковой (средней) для глин и сланцев континентов, то другая, сверхкларковая (биогенная) часть их содержаний может служить характеристикой биогенного вклада этих элементов. Кривая изменения AM сверхкларкового накопления цинка (рис. 2) подобна кривой его концентраций, но более рельефна. Углеродистые фазы БР в разрезе Пакса так же, как и в разрезе по реке Боярка, характеризуются повышенными концентрациями цинка, никеля и меди и пониженным содержанием бария.

В результате изучения временных рядов для абсолютных масс накопления биофильных элементов⁴ (при шаге отбора проб 0,037-0,040 млн. лет), выявляется более детальная картина биосферной ритмичности, чем в разрезе по реке Боярка. Спектрально-временной анализ полученных рядов показал наличие устойчивых гармоник на периодах около 0,08, особенно для 0,125; 0,25; 0,5; 1,0; 1,5 млн. лет [7]. Визуально выделяются БР длительностью около 7,14 и 2,2-2,4 млн. лет. Вместе с тем, почти весь временной ряд представляет начало крупного БР длительностью около 30 млн. лет.

Полученные данные, кажется, позволяют понять организацию осадочного ритма. Все выделенные БР построены однообразно - фрактально, по типу затухающих колебаний углеродистой фазы. Поэтому переход углеродистой фазы в кальциевую происходит постепенно, а смена кальциевой фазы углеродистой следующего ритма - резко. Следовательно, БР начинаются углеродистой фазой и завершаются кальциевой, а граница между фазами внутри ритма условна, что свидетельствует о цельности всего биосферного ритма.

После того, как удалось установить фрактальную структуру биосферных ритмов, их стало возможным выделять в отложениях самого разного возраста не только по геохимическим данным - например, по результатам геофизического изучения разрезов скважин.

Проведённые впервые в мировой науке исследования биосферной ритмичности показали возможность и эффективность выделения БР в любых разрезах осадочных толщ, то есть возможность экспериментального изучения временной организации биосферы, обусловленной её гомеостазом.

В какой фазе биосферного ритма мы живём

Выдающиеся результаты изучения ледяных кернов скважин из Антарктиды и Гренландии, по данным РА. Хаутона и Д.М. Вудвела (1989), показали синхронность даже мелких изменений параметров биосферы в столь отдалённых друг от друга местах. На кривых изменений палеотемператур и содержаний углекислого газа (С0₂) в атмосфере (рис. 3), полученных российскими и французскими учёными, согласно нашим представлениям, зафиксированы БР с периодом около 41 и 125 тыс. лет. Хотя наибольшее значение в изменении климата имеет период в 41 тыс. лет (цикл Миланковича), свойственный колебаниям эклиптики (плоскости земной орбиты), гораздо сильнее выражен ритм с периодом около 125 тыс. лет. Как видим, биосфера, соблюдая космический ритм, действует по-своему⁵. Принцип же организации биосферных ритмов во всех известных нам случаях остаётся неизменным: весь их спектр для любых масштабов, построен одинаково - резкие всплески биопродуктивности сменяются их постепенным угасанием и нарастанием кальциевой фазы. Причём, единый почерк биосферы проявляется вне зависимости от длительности её ритмов и наличия оледенений. Следовательно, БР самоподобны, то есть фрактальны.

_{Рис. 3. Биосферные ритмы последних 160 тыс. лет по данным изучения ледовых кернов скважины Восток (Антарктида). По осям ординат — содержание СО2 (г/т) и отклонения температур от усреднённого их значения за 1950-1980 гг.}

По многочисленным публикациям данных глубоководного бурения можно выделить девять таких ритмов длительностью 100-130 тыс. лет в течение последнего миллиона лет геологической истории.

Наши данные свидетельствуют о том, что ритм длительностью 100-130 тыс. лет установился уже очень давно, по крайней мере, с поздней юры, 150 млн. лет назад, когда никаких оледенений не было.

Мы живём примерно в средней части углеродистой фазы БР с периодом около 125 тыс. лет. Ближайшая, подобная нашей, углеродистая фаза началась примерно 145 и завершилась около 120 тыс. лет назад. При детальном (синфазном) сравнении нашей фазы с подобной ей видно, что мы находимся вблизи очень интересной точки, дальше которой температуры у полюсов резко падают, а содержания СО₂ в атмосфере остаются высокими. Поэтому в ближайшие тысячелетия следует ожидать начала оледенения, а техногенное увеличение СО₂ в атмосфере может его приблизить. Дело в том, что общие потепления климата сказываются намного сильнее в полярных странах. Летнее же содержание СО₂ в атмосфере в последние десятилетия не увеличивается, а зимнее - растёт, что приводит к тёплым многоснежным зимам и холодному лету, хотя и происходит общее потепление климата. Понятно, что такая ситуация способствует появлению нетающих снежников и последующему оледенению.

Чтобы дать более точный прогноз ожидающих нас природных изменений, необходимо детальное изучение предшествующих углеродистых фаз и их синфазное сопоставление с нашей. При таком подходе ожидающие нас изменения природной среды будут соответствовать событиям, происходившим ранее в фазах, аналогичных нашей, и от момента, наиболее схожего с современным. Однако нет уверенности, что наша фаза не служит началом очень крупного биосферного ритма. И чем он больше, тем значительнее изменения нас ожидают. Вот почему так нужна естественная биосферная геохронологическая шкала, в которой однозначно было бы определено иерархическое положение нашего БР.

Естественно, главной причиной биосферных ритмов является поддержание гомеостаза системы. Не вызывает сомнения подчинённость биосферных процессов функции гомеостаза всей системы, который может существовать только с помощью автоколебаний своих параметров. В связи с такой природой БР между их фазами должна быть причинно-следственная связь: углеродистая фаза - причина кальциевой, а кальциевая - углеродистой.

Причинно-следственная связь фаз биосферных ритмов

Физической моделью БР может служить процесс разрядки конденсатора с его одновременной подзарядкой до критического уровня. С позиций модели «разрядки конденсатора» роль прокладки конденсатора в биосфере можно отвести пикноклину (верхние 100-200 м океана), изолирующему богатые углекислотой и другими питательными веществами более глубокие воды океана от бедной ими зоны фотосинтеза. В таком случае параметры БР зависят от масштабов вентиляции океана.

Так как длительность кальциевых фаз примерно в 3-5 раз больше углеродистых, стратификация океанских вод должна формироваться постепенно, а разрушаться быстро, подобно поведению систем, которые способны накапливать и сбрасывать энергию по закону фликкер-шумов, когда мощность процессов обратно пропорциональна их частоте. Такие системы могут обладать высокой чувствительностью к слабым воздействиям (Пархомов, 2002). В них часть элементов находится в предпороговом состоянии, и достаточно небольшого толчка, чтобы накопленная энергия высвободилась. Когда этот толчок происходит, все предпороговые элементы системы сбрасывают свою энергию одномоментно, что стимулирует сброс энергии у элементов, удалённых от порога, и лавинообразно увеличивает эффект. При наличии же внешних достаточно сильных и частых воздействий сброс энергии элементами происходит далеко от порога, и коллективного высвобождения энергии не происходит. Подобные системы обладают парадоксальным свойством: они дают сильные отклики на редкие и слабые воздействия и малозаметные - на сильные и частые.

Если биопродуктивность на суше ограничена содержанием углекислоты в атмосфере, то в океане - концентрациями азота и фосфора в зоне фотосинтеза. Как стало ясно, динамика вод первична в процессах образования районов повышенной биологической продуктивности океана. В то же время, вертикальное движение глубинных вод создаёт условия поступления СО₂ и в атмосферу. Поэтому для углеродистых фаз крупных БР геологического прошлого устанавливается одновременное усиление фотосинтеза на суше и в океане [2].

На завершающие моменты кальциевых фаз крупных БР геологического прошлого приходятся максимумы климатической зональности [3]. Достигшая кульминации климатическая зональность и сформировавшиеся, благодаря ей, неравновесные условия стратификации океанских вод не могут развиваться дальше определённого порога. Поэтому неравновесная стратификация вод, достигнув порога устойчивости, начинает быстро разрушаться - самопроизвольно или благодаря даже слабому внешнему воздействию. Этот процесс, порождающий вентиляцию океана, может охватывать самые разные объёмы океанских или морских вод. Начавшаяся таким образом углеродистая фаза БР длится до тех пор, пока не израсходована энергия стратификации вод, которая обеспечивает углеродистую фазу того или иного ритма. Истратив всю энергию или её часть, океан не может противиться наступлению планетарной зональности климата. Более того, усилению зональности климата способствует резкое снижение содержания СО₂ в атмосфере за счёт его потребления в зоне фотосинтеза и ослаблению его потока из океана. Дефицит углекислоты в зоне фотосинтеза и устанавливающаяся зональность климата приводят к усиленному накоплению карбонатов (кальциевая фаза). Океан становится поглотителем СО₂, а зональность климата и стратификация океанских вод нарастают и достигают своего порога.

В пользу такого механизма БР говорят современные результаты изучения глобального океанического конвейера течений. Согласно С.С. Лаппо и др. (1996), формирование Великой соленосной аномалии (ВСА) в 1959-1981 годах в Северной Атлантике было связано с замедлением глобального конвейера течений в средних широтах и ослаблением Гольфстрима, а в начале 1950-х и в конце 1980-х (т.е. до и после ВСА) происходила интенсивная отдача тепла в атмосферу в средних широтах, сопровождавшаяся усилением Гольфстрима. Причём, восстановление активной работы конвейера происходило почти в четыре раза быстрее, чем его замедление.

Рядом авторов установлена смена стратификации тихоокеанских вод по солёности на стратификацию по температуре, которая происходила в начале кайнозоя, примерно 70 млн. лет назад (Басов, 1995). Именно с этим временем связана крупнейшая углеродистая фаза кайнозойского БР. Следовательно, мы можем предполагать, что двухтактность работы океанского конвейера ответственна за двухфазность БР: сильной составляющей соответствует углеродистая фаза, а слабой - кальциевая.

Таким образом, согласно нашей модели, механизм гомеостаза биосферы заключён в океане, а его управление осуществляется живым веществом всей биосферы в основном через биогеохимический цикл углерода. Поэтому с глубокими водами Мирового океана необходимо обращаться весьма осторожно и внимательно.