Наука геоэкология в морских исследованиях

Рассмотрены современные научные направления, образованные в результате синтеза геологии и экологии. Предложена иерархическая схема их распределения на методологической основе. Систематизация эффективна в познании природных явлений. Своеобразие подходов в изучении процессов нефтегазообразования и не...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Геология и полезные ископаемые Мирового океана
Date:	2009
Main Authors:	Авилов, В.И., Авилова, С.Д.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України 2009
Subjects:	Геоэкология
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44937
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Наука геоэкология в морских исследованиях / В.И. Авилов, С.Д. Авилова // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2009. — № 3. — С. 5-24. — Бібліогр.: 34 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859680075406901248
author	Авилов, В.И. Авилова, С.Д.
author_facet	Авилов, В.И. Авилова, С.Д.
citation_txt	Наука геоэкология в морских исследованиях / В.И. Авилов, С.Д. Авилова // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2009. — № 3. — С. 5-24. — Бібліогр.: 34 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Геология и полезные ископаемые Мирового океана
description	Рассмотрены современные научные направления, образованные в результате синтеза геологии и экологии. Предложена иерархическая схема их распределения на методологической основе. Систематизация эффективна в познании природных явлений. Своеобразие подходов в изучении процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления разрешает теоретические проблемы в нефтегазовой геологии. Открыто явление образования органического вещества в промежуточных и глубинных водах океана. Розглянуто сучасні наукові напрямки, утворені в результаті синтезу геології й екології. Запропоновано ієрархічну схему їх розподілу на методологічній основі. Систематизація є ефективною в пізнанні природних явищ. Своєрідні підходи у вивченні процесів нафтогазоутворення й нафтоегазонакопичення вирішують теоретичні проблеми в нафтогазовій геології. Відкрито явище утворення органічної речовини в проміжних і глибинних водах океану. New scientific branches formed as a result of geology and ecology synthesis are examined. The scheme of their scale of ranks has been constructed on the methodology base. The systematization is effective in natural phenomenon cognition. Special methodological approach to study process of hydrocarbon generation and accumulation develops oil and gas geology progress. The process of organic matter formation is found in deep ocean water.
first_indexed	2025-11-30T18:16:04Z
format	Article
fulltext	НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 5 ГЕОЭКОЛОГИЯ УДК 551.35:504.42(26) © В.И. Авилов, С.Д. Авилова, 2009 Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Рассмотрены современные научные направления, образованные в ре� зультате синтеза геологии и экологии. Предложена иерархическая схема их распределения на методологической основе. Систематизация эффектив� на в познании природных явлений. Своеобразие подходов в изучении про� цессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления разрешает теорети� ческие проблемы в нефтегазовой геологии. Открыто явление образования органического вещества в промежуточных и глубинных водах океана. Место геоэкологии в системе научных отраслей и направлений Вторая половина XX века ознаменовалась интенсивным расширени� ем собственно науки «экология» и её вторжением в различные области зна� ний. У человеческого общества по мере экономического прогресса стали всё более востребоваться знания о результатах возможного техногенного воз� действия на быт и среду обитания биоты, включая человека, то есть то, чем занимается экология. Возникли такие научные направления, как приклад� ная экология, инженерная экология, морская инженерная геология, ланд� шафтная экология, экологическая безопасность, экологическое мышление и другие. Веяния не обошли стороной и геологию, поскольку при оценке техногенного воздействия оказалось, что многие геологические события по масштабу распространения и силе воздействия соизмеримы с техногенны� ми нагрузками. Изменилось мнение о месте геологической науки в жизни общества. Её влияние заметно расширилось и стало выходить за рамки узко специализированных задач по обеспечению минеральными ресурсами. Ста� ли привлекать научные материалы, добытые традиционными геологичес� кими науками, для решения практических задач по использованию окру� жающей среды на благо человека. Развился интерес к геологическим, в том числе и планетарным, процессам и явлениям в плане энергетического, эко� номического, интеллектуального и любого иного рода воздействия на жизнь каждого человека. Факт вызванного общественной необходимостью опре� деленного взаимопроникновения геологии и экологии состоялся. В настоящее время на рубеже тысячелетий многие исследователи кон� статируют переход современной цивилизации из индустриальной эпохи в постиндустриальную, которую всё чаще определяют как эпоху ноосферных знаний. Основанием для такого вывода служит отмечаемый кризис в раз� витии традиционных, «чистых» наук, и наоборот – прогресс междисцип� линарных направлений. Ноосферная методология, внедряющаяся в мыш� ление и познание, выдвигает на передний план углубленное изучение при� родных явлений и механизмов их взаимодействия с интеллектуальной и АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 6 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 другими сферами деятельности человечества. Ноосферное знание предпо� лагает всеобъемлющее обновление существующих представлений в базис� ных разделах всех наук. Создание более совершенной парадигмы объеди� ненного направления – синтеза геологии с экологией находится в русле тен� денций развития современной науки. В этом смысле первостепенной зада� чей видим рассмотрение содержания существующих разновидностей обще� го геолого�экологического направления, определение их места в общей схе� ме взаимоподчиненности и взаимосвязи. Актуальность этой задачи обусловлена высокой значимостью приклад� ных результатов объединенных геологических и экологических научных исследований по различным направлениям – с одной стороны, с другой – издержками «бурного роста» нового синтезированного направления, его отставанием в формировании собственной фактологической и теоретико� методологичесой базы. Наиболее заметно отсутствие единой терминологи� ческой основы. Зачастую содержание используемых понятий страдает нео� пределенностью, растекаясь от определения узких конкретных задач и объектов до безликих, широких толкований, не выделяющих главных свойств и качеств каждого направления. Строгость понятий вырабатывает� ся со временем как плод всестороннего обсуждения в научной среде. Рож� денное на стыке наук, объединенное геолого�экологическое направление проходит этот сложный период, о чем свидетельствуют многочисленные публикации на эту тему [3, 12, 17, 21, 23, 29, 30, 32 и др.]. Считаем возмож� ным, используя накопленный багаж знаний более чем за 30 лет наших на� турных наблюдений в области морской геоэкологии, внести вклад в реше� ние обсуждаемой проблемы с исторических, теоретических и эксперимен� тальных позиций. В этом цель данной работы. Наряду с практической необходимостью, зарождение геолого�эколо� гического направления проходило также под влиянием прогресса науч� ной мысли. Оправдалось представление, что появление и внедрение в прак� тику исследований новых методологий, технических средств и методов за� частую приводит к рождению нового научного направления, особенно на стыке наук. Подобное произошло с геоэкологией. Методология в широ� ком смысле слова объединяет общие философские установки и принципи� альные подходы, которые определяют исходные ориентиры и направлен� ность конкретных научно�практических исследований в выбранной обла� сти познания Мира. Теоретические предпосылки в области геоэкологии, можно с уверенностью заметить, заложены в учении Вернадского о жи� вом веществе в 20�х годах прошлого столетия. В той или иной степени его работы послужили толчком к разработке новых методов исследования в нефтегазовой геологии, которые могли привести к становлению нового направления – геоэкологии, но по ряду объективных причин их объедине� ние не состоялось, хотя эти идеи постоянно витали в атмосфере научных знаний, периодически находя своих последователей. Так в тех же 20�х го� дах основоположник газовой съемки В.А. Соколов впервые предложил проводить измерение углеводородных газов для индикации залежи нефти и газа. Аналогичный способ запатентовал G. Laubmeyer в 1932 г. Микро� биологическую съемку по индикаторной микрофлоре также для поиска НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 7 нефтегазовых скоплений предложил Г.А. Могилевский в 1937 г. Из�за нео� беспеченности исследований должной техникой и аналитической аппа� ратурой и разрозненности этих изысканий не произошло совместного обоб� щения полученного научного материала. В дальнейшем методологии геологии и экологии соединились при изу� чении как сухопутных, так и морских объектов, например, в ландшафтной экологии и морской геоэкологии. Причем сама экология претерпела замет� ные изменения в процессе своего становления и совершила стремительный взлет. Термин экология долгое время применяли для обозначения фунда� ментального раздела биологии о взаимоотношениях между организмами (видами), а также средой их обитания, то есть рассматривалась в единстве некая система. Системный подход отражен в многочисленных публикаци� ях, из которых выделим фундаментальный труд Ю. Одума [26]. Во главу угла экологии поставлена экосистема. Она – главный объект исследования общей экологии: экосистема, образованная сообществами организмов раз� личной сложности вместе с взаимодействующим с ними биотопом – место� обитанием. В настоящее время экология стала самостоятельной наукой. Существует разнообразие трактовок как самого термина (наука, которая изучает все живущие организмы и все функциональные процессы, делаю� щие среду пригодной для жизни; комплекс наук о природе и взаимодействии природы и общества и другое), так и его производных (экологические про� блемы, экологически устойчивое развитие, экологическое мышление и т.п.). Предлагаем использовать широкую трактовку: экология – наука о вза� имодействии и взаимосвязи живых организмов со средой их обитания. Прообразом морской геоэкологии можно назвать первые шаги по объединению морских микробиологических и геолого�геохимических ис� следований, и это происходило опять же в связи с работами по поиску и разведке нефтегазовых месторождений теперь уже на морском шельфе. Традиционные методы оказались непригодными для прорывных достиже� ний. Воплощение экосистемного подхода нашло в разработке новой тех� нологии проведения комплексных газобиогеохимических исследований [2, 6, 17], положивших начало геоэкологическому направлению в морских работах [9, 18, 19, 20, 22]. Ландшафтная экология видоизменялась вслед за эволюцией экологии. Представление о ландшафте вышло за рамки раз� дела описательной географии и рассматривается в масштабах глобальных, региональных или локальных экосистем как результат внутрисистемных эковзаимодействий [28]. Исторический экскурс приводит к необходимым выводам. Причиной синтеза геологии и экологии стали как общественно�экономическая необ� ходимость, так и поступательное развитие науки в целом. Синтез протекал на фоне динамичного развития основных (геология и экология) и сопутству� ющих отраслей знаний. Стержнем объединенного направления выбран сис� темный подход, его основные положения широко используются в различ� ных научных направлениях, а истоки можно найти уже в трудах ранних философов. Длительная эволюция, многообразие объектов и методов иссле� дования наполнили геолого�экологическое направление большим числом заимствованных и вновь предложенных терминов. Это нормально, но для АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 8 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 дальнейшего успешного развития необходимо выбрать наиболее устояв� шиеся термины. Начать следует с рассмотрения современных понятий и формулировок. К настоящему времени возникли разнообразные подходы к совмест� ному использованию геологии и экологии в решении теоретических и при� кладных задач, которые с нашей точки зрения постепенно оформились в три междисциплинарные направления: геология окружающей среды, эко� логическая геология (экогеология) и геологическая экология (геоэкология). Пути их становления часто пересекались, но по современным представле� ниям они достаточно самостоятельны, хотя некоторые исследователи про� должают их отождествлять, из�за общих геологических или экологичес� ких корней. Геологии окружающей среды (Environmental geology) уделяется боль� шое внимание на Западе [16, 32]. В сферу её интересов вошли вопросы из области минералогии, гидрогеологии, инженерной геологии, экономичес� кой геологии, имеющие отношение к освоению ресурсов, прогнозированию и разработке эффективного использования земных пространств, например: строительство зданий, транспортных сооружений и коммуникаций, утили� зация отходов и другое. По мнению В.Т. Трофимова [29] «геологию окру� жающей среды следует определить так: это общеобразовательная, описатель� ная область геологии, призванная охарактеризовать применение геологи� ческих знаний к проблемам окружающей среды, взаимоотношению между обществом и геологической средой». В ней используются понятия и поло� жения традиционных геологических наук. Геология окружающей среды антропоцентрически ориентирована, акцентируясь на воздействии окружа� ющей среды на человека. Её следует считать областью геологии [29]. Экологическая геология (экогеология) по объекту исследования, по собственной теоретической экологически направленной базе значительно шире по сравнению с геологией окружающей среды. В настоящее время «экологическая геология рассматривается как новое направление геологи� ческих наук, изучающее экологические свойства и функции литосферы, закономерности их формирования и пространственно�временного измене� ния под влиянием природных и техногенных причин в связи с жизнью и деятельностью биоты, и прежде всего человека» [29]. Она исследует эколо� го�геологические системы типа литосфера – биота, литосфера – инженер� ное сооружение – биота и функциональные связи в них с позиции влияния геологических условий на биоту, включая человека. Обе рассмотренные области знаний существенно различаются, как от� мечено выше, по основным позициям. Однако кроме различий геология окружающей среды и экогеология имеют принципиальное сходство. Они оперируют геологической информацией, полученной с использованием ме� тодов традиционных геологических наук – геофизики, геохимии, гидро� геологии, сейсмологии, инженерной геологии и других. Их истоком явля� ется геология, а сами они – две их ветви. В методологии преобладает иден� тичный геосистемный подход – исследуют совокупность элементов зем� ной коры и природных явлений, находящихся в отношениях и связях меж� ду собой и образующих определенную целостность, единство, именуемое НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 9 геосистемой. Делается акцент на изучение одной из двух составляющих экосистемы – абиотической. Лишь затем изучают влияние геосистемы на биоту, включая человека. В геоэкологии преобладает экосистемный под� ход, а не геосистемный. Геоэкологию часто рассматривали как раздел геологии. Постепенно в центральной концепции геоэкологии стал преобладать экологический ас� пект, что и отражено в названии – геологическая экология. По современ� ным представлениям геоэкология– это новое направление экологии, а не геологии. Базовый принцип и подход геоэкологии вытекает из постулатов экологии. К настоящему времени сложилось наиболее общее представле� ние об экологии как о науке о взаимодействии и взаимосвязи живых орга� низмов со средой их обитания [10, 14, 15]. В число главных понятий эколо� гии входит экосистема, которая трактуется как совокупность растительных и животных организмов, среды их обитания, находящихся во взаимодей� ствии и взаимосвязи. Вместе с тем геоэкология сужает сферу интересов об� щей экологии, ограничивая объект экологических исследований геосисте� мой. Соответственно – геологическая экология (геоэкология) определяется как самостоятельное направление экологии, которое изучает свойства и функции биоты в пределах геосистемы, их формирование и изменение под воздействием условий среды обитания. Геоэкология исследует биотическую составляющую экосистемы, влияние геологических факторов на её состоя� ние, а также их взаимодействие. Последнее предполагает наличие сложных встречно направленных процессов на организменном и клеточном уровне с внешней средой. Большинство подобных превращений протекает в водной среде, и этот факт инициировал рождение обширного раздела геоэкологии – аквагеоэкологии [3, 4, 5, 12]. Геоэкологию и аквагеоэкологию отличает экосистемный подход. При исследовании любого природного явления выделяем экосистему, в грани� цах которой заметно влияние этого явления, изучаем свойства биоты и по её функциональному состоянию определяем главенствующие элементы гео� системы, формирующие это состояние, а также получаем количественные характеристики исследуемого явления. Для более достоверной оценки в экосистеме обе её составляющие (биотическая и абиотическая) рассматри� вают во взаимовлиянии и взаимосвязи, изучают протекающие в ней про� цессы с точки зрения обеспечения единства экосистемы. В аквагеоэкологии выделяем водную экосистему в целом или отдельные части системы Миро� вого океана и гидросферы. На современном этапе аквагеоэкологию определяем как многоцелевую науку о гидросфере, её экологической функции на Земле [4, 10, 12]. Важное место в аквагеоэкологии занимает геоэкология океана, учитывая главен� ствующую роль Мирового океана в гидросфере по занимаемому объему, по наибольшей степени изученности и его планетарной функции в виде уни� кальной экосистемы с высокой степенью самоорганизации. По этим пока� зателям применительно к океанологии аквагеоэкологию и геоэкологию оке� ана можно считать синонимами. Но такая трактовка не совсем правомерна при изучении геоэкологических процессов в атмосфере и литосфере. Синте� зируя в себе многие научные направления, аквагеоэкология объединяет АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 10 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 частично цели и задачи отдельных дисциплин океанологии и геологии, но на экологической основе. Однако аквагеоэкология возникла главным обра� зом для постановки собственных целей и решения своих задач. В целом роль аквагеоэкологии состоит в том, чтобы поднять на более высокий уровень теоретические и экспериментальные изыскания и вытекающие практичес� кие рекомендации во всех базисных направлениях изучения гидросферы, чтобы дать оценку экологического состояния всего Мирового океана или его составных частей, выявить интенсивность и направленность формирующих это состояние процессов и факторов. Теоретической основой аквагеоэкологии является теория биохими� ческого состояния природной среды, в её разработке реализована кон� цепция экосистемного подхода геоэкологии [12, 14, 18]. Теория объяс� няет проявления жизни в водной среде под влиянием абиотической со� ставляющей экосистемы природного или техногенного происхождения. В теории выделены доминантные элементы геосистемы (по воздействию на биоту) – неоднородности геохимических и геофизических полей, ди� намические свойства (потоки вещества и энергии). Разработана класси� фикация биологически активных веществ по степени их значимости в индикации проявления жизни. По биохимическому признаку, то есть здесь уже по степени участия во внутриклеточных биохимических про� цессах, произведена классификация загрязняющих веществ. Обоснова� но представление о стационарном состоянии экосистемы и предложена система критериев для его количественной оценки. Теория биохимичес� кого состояния природной среды дает возможность установить причин� но�следственные связи явлений и процессов в водной экосистеме, служит надежным инструментом познания в аквагеоэкологии [12]. Геоэкология океана (аквагеоэкология), являясь междисциплинарной наукой, в своих исследованиях сохраняет преемственность в использовании некоторых традиционных методов океанологии, биологии, биохимии, гео� логии и одновременно имеет собственную техническую и методологическую базу. Объединенная технология обеспечивает получение достоверной гео� экологической информации в гидросфере [1, 7, 12, 14, 15, 21, 24]. Сформу� лированы принципы построения информационной системы аквагеоэколо� гии [4, 5]. Можно считать, что аквагеоэкология сформировалась как синте� зированное направление экологии, геологии и океанологии. Анализ сложившихся синтезированных направлений геологии и эко� логии позволил получить общую картину их взаимосвязи и взаимоподчи� ненности и представить схематично на рисунке. Подобные построения про� водили и ранее [23, 29] в основном по глобальным объектам наблюдения, их функциям, что крайне важно. У нас несколько иной методологический подход. Сложившиеся синтезированные научные направления выстроены по иерархическим ступеням, разделяя их прежде всего по методическим вопросам и лишь затем по изучаемым объектам. Преимущество такого по� строения в том, что один и тот же природный объект (нефть, газ, гидротер� мы и другие) могут изучать несколькими научными направлениями с ис� пользованием различных методов, что близко к современной практике на� учных исследований. Проведенный анализ выявил некоторые пробелы в НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 11 терминологии. Мы постарались их устранить и дать более точные определе� ния. Термины, связанные с отдельными разделами, не могут быть примене� ны к общему названию объединенного геолого�экологического направления. Предлагаем термин «жизнеземлезнание» или по аналогии с употребляемы� ми терминами – «жизнеземлелогия». На схеме (рисунок) внесены оба на� звания как синонимы и английский перевод. Аналогично даны термины и синонимы по отдельным направлениям. Жизнеземлезнание (ЖЗЗ) занимает первый уровень на иерархических ступенях синтезированных направлений. ЖЗЗ – наиболее общее понятие. Жизнеземлелогия (ЖЗЛ) объединяет все синтезированные направления, которые в своей методологии используют системный подход. ЖЗЛ (ЖЗЗ) образуется в результате синтеза геологии и экологии, занимающих на схе� ме исходные позиции – нулевой уровень. На втором уровне находятся две составные части ЖЗЗ, два самостоятельных научных направления, прин� ципиально отличающиеся методологией исследований: в одном (экогеоло� гии) – преобладает геосистемный подход, в другом (геоэкологии) – экосис� темный подход. На третьем уровне (даны отдельные примеры) показаны самостоятельные научные направления, возникшие при исследовании раз� личных объектов специфическими методами в дополнение к традиционным. Каждый из разделов ЖЗЗ третьего уровня имеет свои подразделы или разветвления, которые наверняка может достроить специалист в своей об� ласти знаний. В качестве примера приведем изучаемый нами раздел «аква� геоэкология». В аквагеоэкологии выделяем по объекту исследования два подраздела: геоэкология океана (ГЭО) и экология гидросферы литосферы или «литоакваэкология» (ЛАК). Они в свою очередь могут дробиться и да� лее. Так ГЭО включает придонную геоэкологию, геоэкологию контактных Схема иерархии синтезированных направлений геологии и экологии ГеологияЭкология Жизнеземлезнание, жизнеземлелогия, lifelandology Экогеология, ecogeology Геоэкология, Geoecology Геология окружающей среды, environmental geology Литоэко! геология Аквагео! экология Ландшафтная экология Литоаква! экология Геоэкология океана 0 уровень 1 уровень 2 уровень 3 уровень АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 12 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 зон и другое. Главное, что их объединяет – изучение свойств, функций объек� тов и явлений с экосистемных позиций. Предложенная систематизация позволит более точно определить мес� то любого научного направления в системе ЖЗЛ, найти для него более эф� фективные методы исследования и повысить достоверность получаемых результатов и выводов. Новые результаты исследований в литоакваэкологии В нефтегазовой геологии рассматриваем два раздела: нефтегазообра� зование и нефтегазонакопление. Нефтегазонакопление изучает явления, в результате которых образуется залежь, месторождение углеводородов. Эко� логическая функция нефтегазонакопления заключена в жизнеобеспечении части биоты, главным образом человека, что является движителем прогресса в поиске, разведке и разработке месторождений. Для этого необходимо зна� ние свойств и характеристик осадочной толщи, отдельных частей литосфе� ры. Изучают геологическую, геофизическую, геохимическую функции ли� тосферы, опираясь в первую очередь на методы таких геологических наук, как тектоника, стратиграфия, геофизика, геохимия, геология полезных ископаемых. Эти разделы относятся к экогеологии (см. рис.), поэтому наи� более эффективным в изучении нефтегазонакопления является геосистем� ный подход. В нефтегазообразовании первостепенным ставится вопрос о генезисе нефти и газа. Большинство исследователей�нефтяников признают наличие неоспоримых корреляционных связей углеводородов в системе «живое ве� щество – органическое вещество пород – нефть». Биомаркеры нефти одно� значно указывают на её органическое происхождение. Правомерен посту� лат «нефть из жизни», поэтому в нефтегазообразовании необходимо преж� де всего изучать жизненную функцию литосферы. Этим занимается лито� акваэкология как составная часть аквагеоэкологии и геоэкологии, то есть научные направления другой ветви ЖЗЗ (см. рис.). Следует методологичес� кий важный вывод: для решения задач нефтегазообразования наиболее эф� фективен уже другой – экосистемный подход. В литоакваэкологии среди изучаемых процессов доказана доминиру� ющая роль явления хемолитоавтотрофии в нефтегазообразовании [11]. Ре� шительная активизация геоэкологической направленности нефтегазовых исследований позволила сформулировать принципы построения единой те� ории генезиса нефти и газа. Во�первых, в основу положен экосистемный подход, базирующийся на наших многолетних геоэкологических исследо� ваниях в океане. В нем основное место занимает явление хемолитоавтотро� фии. Во�вторых, принят наименее оспариваемый постулат органической теории – представление о сходстве компонентного состава нефти и специ� фических микроорганизмов, преимущественно на уровне различных соеди� нений углеводородов. В�третьих, акцентировано внимание на новых усло� виях нахождения углеводородов в литосфере, особенно в геодинамически активных зонах. Следуя этим принципам, удалось создать доказательную базу единой теории, разработать общую концепцию нефтегазообразования [12]. Основные этапы процесса выглядят следующим образом. При дегаза� НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 13 ции Земли выделяются неорганические газовые компоненты, они прони� зывают фундамент и попадают в нижние слои осадочной толщи, где при благоприятных условиях на стадиях метагенеза и катагенеза запускают хемолитоавтотрофный цикл. Сообщество глубинных микроорганизмов пре� имущественно с хемолитоавтотрофным типом обмена веществ уникально по своей адаптации к высоким температурам и может активно развиваться в подводящих каналах кристаллического фундамента, в самом месторож� дении, а также в отложениях на всех этажах осадочной толщи. В результа� те своей жизнедеятельности хемолитоавтотрофы производят углеводороды (как минимум – метан) и воду, их останки обогащают биополимерами мате� ринскую породу и тут же включаются в процесс нефтегазообразования. В итоге здесь флюидизация начинается одновременно с генерацией УВ, обра� зовавшиеся вода и микронефть в виде УВ�растворов легко включаются в процесс миграции. Хемолитоавтотрофный цикл объединяет геолого�геохи� мические процессы, которые протекают уже в реальном, а не геологичес� ком времени. В диагенезе явление хемолитоавтотрофии вызывает те же эф� фекты, включаясь в эволюцию ОВ и существенно влияя на формирование нефтематеринских толщ. Предложенная концепция хемолитоавтотрофного цикла нефтегазооб� разования с высокой вероятностью может стать основой для создания об� щей теории. Она вписывает оба источника ОВ (в результате фото� и хемо� синтеза) в единую схему образования нефтяных УВ из активного живого вещества. Детализация общей теории нефтегазообразования будет продол� жена, но её главный постулат в принципе сохранится: «нефть из жизни, жизнь на потоках из лито� и фотосферы». Через хемолитоавтотрофный цикл реализуются неисчерпаемые резервы внутренней энергии Земли и воспол� няются запасы углеводородов. Концепция объясняет многие непонятные прежде стороны процессов нефтегазообразования и накопления углеводо� родов и этим приближается к статусу теории. С помощью предложенной иерархической схемы жизнеземлезнания наглядно продемонстрирована принципиальная разница методологии ис� следования нефтегазообразования и нефтегазонакопления. Более того, объяснен известный парадокс нефтегазовой геологии – отставание теорети� ческой базы от успехов нефтегазовой промышленности [11, 13]. Суть в том, что в геологических науках главенствует геосистемный подход, он по тра� диции применяется в исследовании процессов как нефтегазонакопления, так и нефтегазообразования. При этом он хорошо решает прикладные зада� чи, но мало эффективен для теоретических проблем происхождения нефти и газа – от того теория и отстает от практики. Ситуацию надо менять – в комплексном исследовании проблемы нефтегазоносности земных недр в целом или на региональном уровне следует применить оба методологичес� ких подхода (геосистемный и экосистемный) одновременно, конкретизируя объект исследования и выбирая предпочтительную методологию. Достижения в области геоэкологии океана Методология геоэкологических исследований доказала свою эффектив� ность на практике при изучении разнообразных природных явлений в гид� АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 14 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 росфере. За длительный период проведения морских геоэкологических ис� следований нами разработана и внедрена комплексная технология получе� ния достоверной газобиогеохимической информации для нужд аквагеоэко� логии [1�15, 17�22, 24, 30 и др.]. Аквагеоэкология превратилась в самостоя� тельное синтезированное направление в области естественных наук. Экспе� риментально подтверждены теоретические предпосылки аквагеоэкологии, способность ставить и успешно решать собственные задачи в познании не� известных ранее природных явлений. Одной из масштабных, планетарных, экологически значимых задач является изучение процесса образования органического вещества в океане. Экосистемный подход привел к от� крытию в 1976 году явления существования жизни в глубинных подвод� ных гидротермах и другого явления – образования органического вещества (активного живого вещества) в глубинных и промежуточных водах Миро� вого океана [3, 7, 12, 21]. Образование органического вещества в океане. Преобладающая часть органического вещества на Земле продуцируется в океане. Этот факт не под� вергается сомнению, но многие подробности процесса образования ОВ лишь постепенно открывались науке, и не всё до конца известно по сей день. Ми� ровой океан относится к одному из немногих уникальных природных обра� зований на планете Земля. Он многолик в восприятиях – вызывает непод� дельный интерес, восхищение, будоражит воображение бездной и мощью, для его обитателей – это дом родной с пищей и защитой, представляя в мас� штабах планеты тонкую пленку воды. Водная гладь океанов, занимая при� близительно 71% поверхности планеты, до сих пор скрывает многие собы� тия своей внутренней жизни. И немудрено – тысячелетиями человек «хо� дил за три моря», ловил рыбу, а изучать начал лишь три века назад. Вещественный состав морской воды постоянно занимал внимание уче� ных, и шаги в его познании, как правило, связаны с появлением новых ме� тодов исследования. Химический этап изучения ознаменовался открытием необыкновенного свойства основной массы океанической воды – постоян� ство солевого состава, который, по мнению многих ученых (А.П. Виногра� дов, 1967 и др.), практически не менялся последние 250 млн. лет. Хотя та� кое предположение впервые было высказано в 70�х годах 17 века Р. Бой� лем, полномасштабного объяснения этого феномена до сих пор не нашлось. В 70�е годы ХХ века отмечен определенный рубеж океанологической на� уки. К тому счастливому для советских океанологов времени в многочислен� ных и длительных океанических экспедициях на кораблях целого научного флота страны был получен колоссальный фактический материал. По инициа� тиве директора Института океанологии, академика РАН А.С. Монина издана десятитомная монография «Океанология», в которой изложена «накопленная в мире сумма знаний по главным перспективным проблемам океанологии на уровне 1976 г.». На базе широкого использования новых физико�химических методов сформировалось самостоятельное направление – биогеохимия океа� на, что позволило ученым ИО РАН расширить знания о распределении раство� ренного и взвешенного органического вещества (ОВ) в водной массе океанов. К наиболее репрезентативным показателям количества органического вещества природных вод отнесен органический углерод (Сорг ). НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 15 Многолетние натурные наблюдения дали основание в монографии ут� вердить общие для океана закономерности. Максимальные количества взве� шенного ОВ характерны для слоя фотосинтеза, особенно в прибрежных и высокопродуктивных районах океана (Сорг больше 100 мкг/л). С глубиной его количество падает (ниже 1000 м содержание Сорг меньше 50 мкг/л). В целом между содержанием взвешенного Сорг в глубинных водах того или иного района океана и величиной продукции фитопланктона в поверхност� ном слое 0–200 м наблюдается прямая корреляция. В результате сформирована генеральная схема образования и транс� формации ОВ в океане. Продуцентом ОВ является фитопланктон. В эвфо� тической зоне, поверхностном 0–200 м слое воды, благодаря фотосинтети� ческой деятельности фитопланктона, создается первичная продукция в оке� ане, которая проходит сложный путь утилизации в трофических цепях. Остатки организмов (детрит) опускаются в неосвещенные глубины, где по� едаются детритоедами, а те в свою очередь становятся добычей хищников. Соответственно преобразование ОВ в промежуточных и глубинных водах протекает с небольшой скоростью, бактериальная активность очень низка и окисление органического вещества крайне замедлено. Подобная точка зрения утвердилась и за рубежом (Р. Хорн 1972, H. W. Jannasch et al, 1971, 1973). Отечественные биологи выполнили исследования на сотнях глубоко� водных станций и установили некоторые закономерности. «Биотоп фито� цена населен жизнедеятельными клетками, продуцирующими органичес� кое вещество. Толща вод, лежащая глубже, содержит водоросли, не уча� ствующие в создании первичной продукции» (Океанология, Биология оке� ана, 1977 т. 1, с. 117). *Биотоп фитоцена – верхний слой до глубины ниж� ней границы основного пикноклина (около 20–80м). Однако некоторые исследователи отмечали, что в глубинах океана встречаются слои (облака) сгущения жизни. Ещё в 1967 году Фелл (Fell J., 1967) обнаружил высокую концентрацию дрожжевых организмов в глубин� ных водах и связывал такой феномен с Сомалийским течением. Распреде� ление содержания АТФ по океаническим профилям изучал Карл (D.M. Karl et al, 1976) и выявил неоднородности, связав их с кислородными миниму� мами. Наблюдения Ю.И. Сорокина (1971, 1973) показали, что микрофлора в целом и отдельные её группы распределены в толще воды морей и океанов крайне неравномерно. На глубине 450–550 м в Тихом океане у верхней гра� ницы промежуточных антарктических вод им отмечен постоянный макси� мум численности и биомассы бактериопланктона. Предложено объяснение – за счет возрастания градиента плотности происходит аккумуляция, как на жидком дне, оседающих органических частичек взвеси и клеток отмираю� щего фитопланктона, имеющих плавучесть, близкую к нейтральной, и со� здаются более благоприятные условия для питания бактериопланктона, чем в выше и нижележащих слоях. Известные микробиологи И.Н. Мицке� вич и А.Е. Крисс (1975), исследуя водную толщу западной котловины Ин� дийского океана, выделили слои с повышенной плотностью сапрофитной микрофлоры, утилизирующей детрит, в промежуточных водах на глубинах 300–500 м и у верхней границы глубинных вод в слое 1000–1500м. Выска� зано предположение, что существование таких максимумов и причины их АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 16 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 формирования связаны с различными гидрологическими и гидрохимичес� кими факторами. Другими словами, разрозненные факты вписывали в существующую генеральную схему и не придавали им самостоятельного значения. Общий процесс по�прежнему воспринимался незыблемым: образование органичес� кого вещества происходит только в верхнем фотическом слое океана, всё, что глубже – его производные. Подобная точка зрения настолько укорени� лась, что в обобщающей монографии «Биогеохимия океана» (1983) акаде� мики РАН А.П. Лисицын и М.Е. Виноградов опять подтверждают: «Началь� ным этапом образования живого вещества на Земле является фотосинтез». И далее отмечают: «По мере опускания на все большие глубины детрит про� должает потребляться животным населением промежуточных водных сло� ев; более интенсивно – в мезопелагиали (до глубины 750–1000 м), менее интенсивно – глубже – в батипелагиали, населенной в основном плотояд� ными формами». При этом глубинной массе вод океана отводится роль транс� порта биогенных остатков в донные отложения. Очередной шаг в изучении взвешенного ОВ сделан также благодаря новым технологиям, положившим начало аквагеоэкологии [1, 12 и др.]. К середине 70�х годов стало ясно, что накопленная информация не вполне достаточна для понимания сути океанических процессов – она разрозненна и не всегда достоверна. Поэтому авторы выбрали направление по созданию комплексной методологии исследования морской среды – были разработа� ны новые пробоотборники компенсационного типа, обеспечивающие отбор герметичных проб морской воды, изучены биологически активные веще� ства и выбран комплекс наиболее значимых биохимических показателей и газообразных компонентов [17, 21 и др.]. Подготовлена аппаратура для их определения в судовых условиях. Более 30 лет назад, в 1976 году (марте�июле) состоялся 22�й рейс науч� но�исследовательского судна «Академик Курчатов» в северо�западную часть Индийского океана, где впервые была применена новая технология комп� лексных газобиогеохимических исследований. Использовали более 20 со� временных методов для изучения водной толщи Индийского океана. Преж� де всего, ультрасовременный в то время метод определения аденозинтри� фосфата (АТФ) – высокоспецифичный и высокочувствительный. Измерена различная ферментная активность: липолитическая, амилолитическая, протеолитическая и щелочной фосфомоноэстеразы; получены концентра� ции белка, углеводов и фосфора, а также до девяти газовых компонентов (гелия, водорода, аргона, двуокиси углерода, перманентных и углеводород� ных газов). Изучали две формы органического вещества – растворенную и взвешенную. Условную границу между ними определяют путем фильтра� ции водной массы через фильтры с порами 0,45 и 1,0 мкм. К растворенному ОВ относят органические соединения в фильтрате, а к взвешенному – взвесь, которая после предварительного отделения крупных частиц (более 200 мкм) задерживается на фильтре. Для более детального изучения растворенного органического вещества (РОВ) нами был разработан специальный метод с применением сефадекса (нейтрального вещества, состоящего из гранул раз� личного размера) для мягкого выделения растворенного органического ве� НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 17 щества с сохранением его нативных свойств. Это позволило нам разделить РОВ по молекулярной массе и, что очень важно – определить активность внеклеточных ферментов в каждой фракции [24]. После выхода этой рабо� ты в свет запрос на статью был из более 20 стран мира. Все же основное внимание в экспедиции уделили изучению взвешен� ного органического вещества (ВОВ). Именно оно давало главную информа� цию о трансформации ОВ в океане или, выражаясь современным языком, несет главную экологическую функцию в аквагеоэкологии. Океанологи дав� но стремились определить соотношение живого и неживого органического вещества во взвеси, например, в планктоне (Lohmann A., 1908). Использо� вались методы культивирования микроорганизмов, прямого микроскопи� рования, а затем добавились определения какого�либо из неустойчивых к гидролизу органических веществ, входящих в состав живых организмов (например, хлорофилл, фосфор и другие). Однако при культуральных ме� тодах присутствует проблема некультивируемости отдельных видов мик� робиоты. Общий недостаток этих методов проявился в неспособности надеж� но отделить живую клетку от погибшей, что приводит к большим ошибкам. В монографии «Океанология» приведены оценки, по которым доля живого во взвеси обычно составляет 1–28% и лишь в период цветения в фотичес� ком слое может достигать 100%. Новая технология комплексных газобиогеохимических исследований обеспечила разделение живого от неживого во взвеси на количественном уровне. Нами введено понятие «активное живое вещество». Его характери� зует количественный показатель – биомасса активных живых микроорга� низмов (БАЖМ), измеряемая по АТФ. АТФ – органическое соединение, является универсальным носителем энергии в клетке и содержится только в живых клетках, в погибших клетках его нет. АТФ�метод принципиально меняет ситуацию – он однозначно идентифицирует живую клетку, опреде� ляет количество живых микроорганизмов в воде, а его погрешность не пре� вышает 10%. Другие полученные биохимические показатели дополняют характеристику физиологического состояния живой микробиоты. Наша комплексная методология защищена в рамках Государственной Програм� мы «Экологическая безопасность России» 1993–1995 гг. Министерства при� родных ресурсов РФ; в результате выпущены методические указания «Оцен� ка экологического состояния водных объектов» [15]. В экспедиции проводили напряженную исследовательскую работу. Зачастую сутками без сна. Приоритетный научный гигантский по объему материал получен в натурных условиях в северо�западной части Индийско� го океана. Весь комплекс измерений проведен, как говорят, «одними рука� ми» в водной толще от поверхности до дна практически на всех станциях по маршруту судна. Неожиданные данные получены на отдельных горизон� тах в промежуточных и глубинных водах: в Красном море на горизонтах 1000 и 2030 метров, на экваторе на горизонтах 1500 и 4900 метров, над Мас� каренским хребтом на горизонтах 3800 и 1200 метров и по широте о. Мада� гаскар на горизонте 500 метров. АТФ (БАЖМ) в указанных горизонтах со� держится в повышенных количествах по сравнению с окружающими вода� ми, а иногда выше, чем в фотической зоне, и его концентрация колеблется АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 18 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 от 10 (2,5) до 60 нг/л (15 мкгС/л). Ещё более не вписывалось в общепринятые рамки найденное соотношение БАЖМ и взвешенного органического углеро� да на выделенных горизонтах – до 80%, то есть в глубине вод обнаружена необычайно высокая доля активного живого вещества во взвеси. Повышен� ная функция микроорганизмов здесь сравнима с таковой в районе Перуанс� кого апвеллинга, одного из самых продуктивных регионов океана [18]. Аналогичную картину наблюдали в распределении белка, содержание которого было измерено в пределах 0,8–3,0 мкг/л, а доля белка от взвешен� ного Сорг также высока – до 20%. В то же время абсолютное содержание и белка, и органического углерода во взвешенном веществе уменьшается, но доля белка в нем возрастает. Эти чрезвычайно важные результаты указы� вают на процесс образования активного живого вещества, то есть образова� ние взвешенного органического вещества в промежуточных и глубинных водах. Установленные концентрации и соотношения АТФ, белка и взвешен� ного Сорг на названных горизонтах в изученных пробах не связаны с пер� вичной продукцией в фотическом слое, они являются индикаторами обра� зования активного живого вещества непосредственно в глубинах океана. Установлено неизвестное ранее явление. Значение такого открытия трудно переоценить. Не менее важное значение имеют данные по ферментной активности и биохимическому составу взвешенного ОВ. По вертикальным профилям на рассматриваемых станциях активность щелочной фосфомоноэстеразы (ал� килфосфатазы) уменьшалась с глубиной. Установлена прямая зависимость между алкилфосфатазной активностью и содержанием белка. Не обнару� жено связи между алкилфосфатазной активностью и содержанием во взве� шенном веществе общего фосфора; это отмечалось в тех случаях, когда во взвешенном веществе находился фосфор и в неживых компонентах взвеси. Здесь содержание фосфора вырастало от обычных концентраций 0,02 до аномальных 0,14 мкг/л. Высокая липолитическая активность встречалась в различных слоях океана до дна, она не коррелирует с концентрацией бел� ка. Тогда как амилолитическая активность находится в прямой зависимос� ти от содержания белка и не зависит от содержания углеводов. Оно состав� ляло 0,7–4,3 мкг/л. Немалая протеолитическая активность встречалась на всех глубинах до дна. Удалось также измерить все четыре вида внеклеточ� ной ферментной активности (необычайно трудоемкая работа), которая на 2–3 порядка ниже, чем в активном живом веществе. Результаты фермента� тивного анализа продемонстрировали хорошее физиологическое состояние развивающегося здесь сообщества микроорганизмов и подтвердили образо� вание активного живого вещества в промежуточных и глубинных водах океана. Наш комплексный методологический подход позволил учесть в со� обществе и некультивируемые виды микроорганизмов, что в принципе из� менило представление о происходящих процессах и привело к открытию. Положение, выдвинутое нами, подтверждено спустя несколько лет работами американских исследователей Карлом и Кнауером [31]. В опытах «in situ» ими также установлено, что на горизонтах 500 и 1100 м наблюда� ется пятнистость с повышенной функцией микроорганизмов и, таким обра� зом, идет продукция органического углерода в глубинах океана. НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 19 Сущность открытия неизвестного ранее явления образования взвешен� ного ОВ в промежуточных и глубинных водах океана заключается в том, что во мраке больших глубин осуществляется жизнедеятельность сообще� ства микроорганизмов преимущественно с хемолитоавтотрофным типом обмена веществ, которая и порождает образование активного живого веще� ства (собственного глубинного взвешенного органического вещества). От� крытое явление совершенно определенно не находится в прямой зависимо� сти от фотосинтеза в поверхностных водах, а обусловлено потоками веще� ства и энергии при дегазации Земли или на внутренних структурных нео� днородностях водных масс. Газово�геохимические исследования показали наличие аномально высоких концентраций газовых компонентов (в первую очередь водорода и двуокиси углерода) и АТФ в придонной воде (в несколь� ких метрах от дна) обследованных районов. Установлена их связь с глубин� ными процессами в геодинамически активных зонах [7], в придонной среде разломов срединного океанического хребта Индийского океана в 1976 г. [3, 6, 8, 17–22 и др.]. Однако продуцирование ОВ найдено не во всех точках опробования водной толщи. В некоторых наблюдалось типичное затухание жизни с глу� биной. В иных – найдены слои с аномально высоким содержанием взвешен� ного Сорг и белка (71,4 мкг/л на глубине 500 м) при аналитическом нуле АТФ. Обогащенные соленые воды Персидского и Оманского заливов затя� гиваются в промежуточные и глубинные воды Аравийского моря, при этом микроорганизмы испытывают стрессовую ситуацию и погибают, что немед� ленно отражается на концентрации АТФ, и поэтому все взвешенное орга� ническое вещество представлено детритом: в этой ситуации в столь стреми� тельное время белок не успел разрушиться. Во всяком случае природные процессы в океане гораздо сложнее схем, пусть даже и генеральных. Откры� тое нами в 1976 г. явление (Диплом открытия № 92) вносит свой вклад в познание многогранных природных процессов. Хотя образование собственного ОВ в глубинных и промежуточных во� дах было обнаружено уже 30 лет тому назад, многие ученые не используют этот факт в своих исследованиях либо считают это явление мелкомасштаб� ным и не придают должного значения. В 2004 г. в книге «Новые идеи в океа� нологии» [25] биологи констатировали, что океану отводится лидирующая роль в общем балансе первичной продукции в современной биосфере. Подав� ляющая часть органического вещества создается автотрофными фотосинте� зирующими организмами, причем доля биомассы фитопланктона в океане близка к 40, а фитобентоса – к 60%. Собственному ВОВ глубинных и проме� жуточных вод в «балансе» не нашлось места. Вместе с тем общепризнано, что в водной массе океана ниже фотического слоя содержится более 80% ВОВ. Тогда с учетом обнаруженных сгустков активного живого вещества (по АТФ) до 80% от общего ВОВ, оцениваем вклад открытого нами явления до 10–15% в суммарную продукцию органического вещества океана, что принципиаль� но меняет картину образования ОВ и формирующих процессов. В 2008 г. вышла в свет коллективная монография «Проблемы зарож� дения и эволюции биосферы» под редакцией академика РАН Э.М. Галимо� ва [27]. Он пишет, что «эта книга в затронутых вопросах отражает позицию АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 20 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 Российской научной школы. В отдельных случаях эта позиция расходит� ся с западными парадигмами». В монографии среди многого уделено вни� мание внедрению в океанологию новых технологий по определению соста� ва и структуры сообществ морских экосистем на основе методов молеку� лярной генетики. Хотя эти методы не являются строго количественными, они обладают неоспоримым достоинством, поскольку идентифицируют любые группы микроорганизмов, в том числе, что важно, – и некультиви� руемые. Были получены данные, которые сами исследователи назвали «неожиданными», – анализ р�РНК позволил выделить несколько новых групп бактерий, в том числе архебактерии [33, 34]. Археи, кроме гидро� терм, найдены и в глубинных водах. Однако у исследователей остались воп� росы, и они признаются в этом: «Каково их разнообразие и роль здесь – ос� тается непонятным». Отметим главное: новые факты, добытые современ� ным методом молекулярной генетики в 2001 г., практически напрямую вновь, как и в 1984 г. Карл и Кнауэр методом меченых атомов, подтверж� дают наше открытие [31, 33, 34]. Экосистемный подход, базирующийся на разработанной авторами в конце 80�х годов теории биохимического состояния природной среды, по� могает ответить на недоуменные вопросы и пролить свет на общие процессы и взаимодействия в аквагеоэкологии [12]. Сделанное открытие с биохими� ческих позиций трудно переоценить. Также необходимо его учитывать при геоэкологических построениях. Действительно Мировой океан можно оп� ределить как единую глобальную экосистему. Единая в том смысле, что вод� ная масса повсеместно населена живыми организмами, они находятся во взаимодействии и взаимосвязи с единой средой обитания – водой. Эти взаи� модействия сопровождаются идентичными процессами, в частности – об� разованием биомассы активных живых организмов, создающих собствен� ную первичную продукцию. Океан – единый, живой организм. Экосистемный анализ представлен� ных результатов аквагеоэкологических исследований привел к выводу об образовании ОВ в промежуточных и глубинных водах океана. Планетар� ный характер выявленных процессов дает основание рассматривать океан как единый, живой организм. С биохимических позиций он подходит под ряд соответствующих критериев, характеризующих живой организм. Оке� ану присущ определенный уровень структурной организации. Во�первых, его тело состоит из воды и заключено в конкретных границах и может быть обнаружено по этому признаку в пределах геосферы планеты. По аналогии – любой живой организм, вплоть до человека, в основном содержит воду. Во� вторых, в нем прослеживаются ступени иерархической организации – эле� ментный состав, простые органические соединения, макромолекулы, про� стейшие микроорганизмы и далее – живые организмы по известной трофи� ческой (пищевой) цепи. Другой важный признак – способность к эффективному преобразова� нию и использованию энергии. Общепризнано потребление и преобразова� ние океаном солнечной энергии в зоне фотосинтеза. Можно представить ути� лизацию океаном и других видов энергии: ветровой, гравитационной, вра� щательной и внутрипланетарной, космической. Здесь океан выступает в НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 21 роли открытой системы, для существования которой необходим постоян� ный обмен энергией и веществом с окружающей средой. К критериям живого организма также относится обмен веществ с ок� ружающей средой и саморегуляция химических превращений. Здесь мы возвращаемся к постоянству солевого состава. Если океан соответствует названному критерию, то всё понятно. У океана есть соответствующий ме� ханизм саморегуляции потребления поступающих из внешней среды ве� ществ и выведения продуктов биохимических превращений во внешнюю среду. Аналог подобного механизма следует искать у человека, так давно замечено удивительное совпадение солевого состава у обоих. В этом плане человек и океан – родственники. Природа по�своему экономна – она запус� кает один и тот же механизм для достижения одинаковой цели в разных природных объектах. В случае признания океана живым организмом встает проблема о его месте в царстве животных. В свое время океан сравнивали с огромной мета� болической клеткой (К.М. Хайлов, 1965). В качестве аргумента выдвигали тезис о метаболических межорганизменных связях, осуществляемых через водную среду при участии внешних метаболитов в сообществе микроорга� низмов между разными видами бактерий, одноклеточными водорослями и т.п. Такое взаимодействие чрезвычайно важно и хотя подтверждается со� временными биофизическими исследованиями, но этого слишком мало для описания всех жизненных функций океана. На наш взгляд океан гораздо сложнее, чем простейший одноклеточный живой организм. Свойства океа� на могут быть столь необычны и сложны, что ставят его в разряд непознан� ных живых объектов. Таинственность некоторых связанных с ним событий будоражит общественность и привлекает внимание писателей�фантастов. Комплексные аквагеоэкологические исследования с использованием теории биохимического состояния природной среды позволяют выявить глобальные функции океана, объяснить и решить его разнообразные гео� экологические проблемы. Одной из главных задач этого направления выд� вигается сохранение нативных свойств океана, его целостности. Из наших комплексных исследований яснее видны общие закономерности. В океане развиты своеобразные механизмы передачи наследственной информации (самый уникальный признак живых организмов). Эту функцию несут как определенные растворенные органические соединения, например, внекле� точные ферменты, так и сообщества микроорганизмов в целом. Биохимические, биофизические, генетические исследования раскры� вают отдельные стороны и детали процессов и превращений в океане. Но только их совместные усилия, объединенные под эгидой аквагеоэкологии, дадут ответ о действительном месте в структуре экосферы планеты и роли Мирового океана в обеспечении существования современной цивилизации и определят шаги по продолжению комплексного познания его уникальных свойств. Не раз поднимали вопрос о создании Международного экологичес� кого заповедника в центральных глубоководных районах всех океанов с целью сохранения уникального микробиального сообщества как генофон� да нашей планеты [30]. Идея становится все более очевидной по мере рас� шифровки новых геномов, при обнаружении эффекта «горизонтального АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 22 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 переноса» генов, в котором, как полагают, главную роль играет микробио� та. В монографии Э.М. Галимов [27] делает далеко идущий вывод: «Геномы организмов могут черпать генетический материал из общего генного пула биосферы». Представить страшно, что будет с биосферой Земли, если будет искажен или разрушен метагеном океана. Актуальность создания Между� народного экологического заповедника в центральных глубоководных рай� онах океанов с проведением экологического мониторинга возрастает в свя� зи с увеличивающимся антропогенным загрязнением планеты [30]. Разра� ботанная нами методология, включающая измерение выделенных главных биохимических показателей (АТФ и активность алкилфосфатазы) для ко� личественной оценки экологического состояния среды – норма, эвтрофиро� вание, токсикация – с дальнейшим прогнозированием процессов в окружа� ющей среде может быть успешно применена при мониторинге заповедни� ков. Методология позволяет отличить антропогенное загрязнение от есте� ственных выбросов, по биохимическому признаку классифицировать заг� рязняющие вещества (Методические указания) [15]. Выводы Предложенная систематизация отраслей знаний, синтезированных геологией и экологией, позволяет более точно определить место любого на� учного направления в системе жизнеземлезнания, найти для него более эф� фективные методы исследования и повысить достоверность получаемых результатов и выводов. На базе наших данных и экосистемного анализа выдвинута концепция хемолитоавтотрофного цикла углеводородов в оса� дочной толще, что продвинуло представление о процессах нефтегазообразо� вания. Знание о процессах нефтегазообразования выступает на передний план при выработке стратегии добычи углеводородов из месторождений и долгосрочных планах. Главная задача человечества – продолжить комплек� сное познание океана, чтобы не нанести непоправимый ущерб жизненным функциям океана, возможно, нашего прародителя и эволюционного род� ственника. 1. Авилов В.И. Разработка технических средств и методов газово�геохимических исследований в акваториях. М.: ИОАН, 1985. – 87 с. 2. Авилов В.И., Авилова С.Д. Газобиогеохимические исследования в западной час� ти Черного моря // Геохимия. М., 1987. – № 1. – С. 121�128. 3. Авилов В.И., Авилова С.Д. Активное живое вещество и ферментная активность в Мировом океане // Третье Всесоюзное Совещание по геохимии углерода. М.: ГЕОХИ, 1991. – С. 122. 4. Авилов В.И., Авилова С.Д. Система газобиогеохимических критериев для экс� пертных оценок в аквагеоэкологии // Х1 Межд. Школа морской геологии. М., 1997. – Т.1. – С. 68. 5. Авилов В.И., Авилова С.Д. Принципы построения информационной системы для принятия решения в аквагеоэкологии // Ш Межд. научн.�технич. конферен� ция «Современные методы и средства». М., 1997. – С. 72. 6. Авилов В.И., Авилова С.Д. Газобиогеохимические показатели в оценке геоэко� логического состояния вод Тихого и Атлантического океанов // Доклады Ака� демии Наук. М., 1999. – Т. 369. – № 6. – С. 802�805. НАУКА ГЕОЭКОЛОГИЯ В МОРСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 23 7. Авилов В.И., Авилова С.Д. Жизнь на океанском дне // Наука в России. М., 2001. – № 3. – С. 56�61. 8. Авилов В.И., Авилова С.Д. Потоки газов в придонной зоне глубоководной части океана // Доклады Академии Наук. М., 2003. – Т. 389. – № 4. – С. 519�523. 9. Авилов В.И., Авилова С.Д. Нефтегазовое направление в геоэкологии океана // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. М.: ВНИИОЭНГ, 2007. – № 6. – С. 56�59. 10. Авилов В.И., Авилова С.Д. Глобальные аспекты аквагеоэкологии // Южно�Рос� сийский вестник геологии, географии и глобальной энергии. Астрахань, 2007. – № 1 (25). – С. 3�11. 11. Авилов В.И., Авилова С.Д. Явление хемолитоавтотрофии в нефтегазообразова� нии // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. Киев, 2008. – № 1. – С.70�78. 12. Авилов В.И., Авилова С.Д. Теоретические основы аквагеоэкологии. М.: «ВИК� ТАН�полиграф», 2008. – 120 с. 13. Авилов В.И., Авилова С.Д. Участие науки в нефтегазовой отрасли / Шестой Все� российский Энергетический Форум «ТЭК России в ХХ1 веке». Москва. Кремль. 2008. www.iprr.ru. 14. Авилова С.Д., Авилов В.И. Биохимическая индикация для нормирования эколо� гического состояния водных объектов. М.: ВАСХНИЛ, 1990. – 31 с. 15. Авилова С.Д., Авилов В.И. Оценка экологического состояния водных объектов по биохимическим показателям (методические указания). М.: РЭФИА. 1997. – 35 с. 16. Ваганов П.А. Что понимают под термином «Environmental Geology» на Запа� де? // Школа экологической геологии и рационального недропользования: мат� лы шестой межвуз. молодеж. науч. конф. СПб.: СГУ, 2005. – С. 96–104. 17. Геодекян А.А., Авилов В.И., Авилова С.Д. Газобиогеохимические исследования в осадках Северных морей // Доклады Академии Наук. М., 1986. – Т. 289. – № 5. – С. 1217�1220. 18. Геодекян А.А., Авилов В.И., Авилова С.Д. Геоэкологический мониторинг морс� кой среды //Доклады Академии Наук. М., 1990. – Т. 299. – № 2. – С. 183�188. 19. Геодекян А.А., Авилов В.И., Авилова С.Д. Геоэкологические исследования Бай� кала // Доклады Академии Наук. М., 1990а. – Т. 310. – № :. – С. 1442�1446. 20. Геодекян А.А., Авилов В.И., Авилова С.Д. Геоэкологические исследования и про� гнозирование экологического состояния природной среды // Доклады Акаде� мии Наук. М., 1992. – Т. 324. – № 2. – С. 415�419. 21. Геодекян А.А., Авилов В.И., Авилова С.Д. Океан глазами геоэкологов // Наука в России. М., 1993. – № 1. – С. 30�36. 22. Геодекян А.А., Авилов В.И., Авилова С.Д. Геоэкологический мониторинг водных бассейнов сахалинского шельфа // Доклады Академии Наук. М., 1994. – Т. 334. – № 1. – С. 83�86. 23. Емельянов В.А. Основы морской геоэкологии. Киев: «Наукова думка», 2003. – 238 с. 24. Миркина (Авилова) С.Д. Выделение и биохимическая характеристика раство� ренного органического вещества природных вод // Океанология. М., 1977. – Т. 17. ВЫП. 4. – С. 629�637. 25. Новые идеи в океанологии / Отв. редакторы: М Е. Виноградов, С.С. Лаппо. М.: Наука, 2004. – Т.1. – 351 с. 26. Одум Ю. Основы экологии. М.: Мир, 1975. – 740 с. 27. Проблемы зарождения и эволюции биосферы / Под ред. Э.М. Галимова. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2008. – 552 с. АВИЛОВ В.И., АВИЛОВА С.Д. 24 ISSN 1999�7566. Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2009, №3 28. Снакин В.В., Мельчинко В.Е., Бутовский Р.О. и др. Оценка состояния и устой� чивости экосистем. М.: ВНИИприрода, 1992. – 127 с. 29. Трофимов В.Т. Содержание и соотношение экологической геологии и геологии окружающей среды // Геология, география и глобальная энергия. Астрахань, 2008. – № 1 (28). – С. 3�19. 30. Avilov V.I., Avilova S.D., Braginsky A.P., Pavlovsky B.R. Scientific aspects of the problem of ecological ocean reserve creation. PACON. 1999/ Honolulu. Hawaii. Proceedings. – P. 484�489. 31. Karl D.M., Knauer G.A. Detritic�microbe interactions in the marine relagic environment: selected results from the Vertex experiment // Bull. Mar. Sci., 1984. – V. 35. N. 3. – P. 550�565. 32. Keller E. A. Environmental geology / 8�th ed. – Santa Barbara: University of California, 2004. 33. Lopez�Garcia P.,Rodriguez�Valera F., Pedros�Alio C., and Moreira D. Unexpected diversity of small eukaryotes in deep�sea Antarctic plankton // Nature. 2001. – Vol. 409. – P. 603�607. 34. Moon�van der Staay S.Y., De Wachter R., Vaulot D. Oceanic 18S rDNA sequences from picoplankton reveal unsuspected diversity // Nature. 2001. Vol. 409. – P. 607�610. Розглянуто сучасні наукові напрямки, утворені в результаті синтезу геології й екології. Запропоновано ієрархічну схему їх розподілу на методологічній основі. Систе� матизація є ефективною в пізнанні природних явищ. Своєрідні підходи у вивченні про� цесів нафтогазоутворення й нафтоегазонакопичення вирішують теоретичні пробле� ми в нафтогазовій геології. Відкрито явище утворення органічної речовини в проміжних і глибинних водах океану. New scientific branches formed as a result of geology and ecology synthesis are examined. The scheme of their scale of ranks has been constructed on the methodology base. The systematization is effective in natural phenomenon cognition. Special methodological approach to study process of hydrocarbon generation and accumulation develops oil and gas geology progress. The process of organic matter formation is found in deep ocean water.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-44937
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1999-7566
language	Russian
last_indexed	2025-11-30T18:16:04Z
publishDate	2009
publisher	Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України
record_format	dspace
spelling	Авилов, В.И. Авилова, С.Д. 2013-06-07T05:06:42Z 2013-06-07T05:06:42Z 2009 Наука геоэкология в морских исследованиях / В.И. Авилов, С.Д. Авилова // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. — 2009. — № 3. — С. 5-24. — Бібліогр.: 34 назв. — рос. 1999-7566 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44937 551.35:504.42(26) Рассмотрены современные научные направления, образованные в результате синтеза геологии и экологии. Предложена иерархическая схема их распределения на методологической основе. Систематизация эффективна в познании природных явлений. Своеобразие подходов в изучении процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления разрешает теоретические проблемы в нефтегазовой геологии. Открыто явление образования органического вещества в промежуточных и глубинных водах океана. Розглянуто сучасні наукові напрямки, утворені в результаті синтезу геології й екології. Запропоновано ієрархічну схему їх розподілу на методологічній основі. Систематизація є ефективною в пізнанні природних явищ. Своєрідні підходи у вивченні процесів нафтогазоутворення й нафтоегазонакопичення вирішують теоретичні проблеми в нафтогазовій геології. Відкрито явище утворення органічної речовини в проміжних і глибинних водах океану. New scientific branches formed as a result of geology and ecology synthesis are examined. The scheme of their scale of ranks has been constructed on the methodology base. The systematization is effective in natural phenomenon cognition. Special methodological approach to study process of hydrocarbon generation and accumulation develops oil and gas geology progress. The process of organic matter formation is found in deep ocean water. ru Відділення морської геології та осадочного рудоутворення НАН України Геология и полезные ископаемые Мирового океана Геоэкология Наука геоэкология в морских исследованиях Наука геоекологія в морських дослідженнях Geoecology in Marine investigations Article published earlier
spellingShingle	Наука геоэкология в морских исследованиях Авилов, В.И. Авилова, С.Д. Геоэкология
title	Наука геоэкология в морских исследованиях
title_alt	Наука геоекологія в морських дослідженнях Geoecology in Marine investigations
title_full	Наука геоэкология в морских исследованиях
title_fullStr	Наука геоэкология в морских исследованиях
title_full_unstemmed	Наука геоэкология в морских исследованиях
title_short	Наука геоэкология в морских исследованиях
title_sort	наука геоэкология в морских исследованиях
topic	Геоэкология
topic_facet	Геоэкология
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44937
work_keys_str_mv	AT avilovvi naukageoékologiâvmorskihissledovaniâh AT avilovasd naukageoékologiâvmorskihissledovaniâh AT avilovvi naukageoekologíâvmorsʹkihdoslídžennâh AT avilovasd naukageoekologíâvmorsʹkihdoslídžennâh AT avilovvi geoecologyinmarineinvestigations AT avilovasd geoecologyinmarineinvestigations

Наука геоэкология в морских исследованиях

Institution

Similar Items