НОВЫЕ ЦЕЛИ КОСМИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ
В. Лебедев, С. Юрина
Термин "космическая география" сегодня достаточно растиражирован, под ним понимается не связанная общей задачей и идеей разрозненная база данных о Земле, в которую просто "загоняют" множество информации, полученной из космоса.
В науке и образовании существующие представления о космической географии сужены до "космического ландшафтоведения", "полигонных исследований", "космической информатики", где все сводится к дистанционному зондированию Земли, тематическому дешифрированию космоснимков и повышению качества технологии их обработки.
Исходя из современных проблем, перед космической географией должны ставиться задачи гораздо более глубокие и многогранные. Она должна стать научным направлением, способствующим формированию планетарно-космического мышления , подчиненного идее познания и утверждения нашей жизни как одного народа одной планеты - единого планетарного организма, объединенного поиском общего будущего в гармонии друг с другом и природой [1, 2, 5, 6].
В перспективе в космос будет уходить все больше людей разных национальностей, это неизбежно, поэтому уже сейчас необходимо задумываться о формировании культуры на планетарном уровне сознания, впитывающей традиции, историю и взгляды разных народов и национальностей и обогащающейся ими. Мы выходим сегодня на новый уровень понимания необходимости развития культуры. Тысячелетиями человечество не может справиться со своими пороками, а культура - это защита. И чем она богаче, разнообразнее, тем прочнее. Ранее, до освоения космоса, развивалась культура человека , сейчас настало время формирования культуры нашего общего дома. Такая постановка задачи позволит вовлечь богатейшие возможности освоения космоса в культурное и интеллектуальное пространство широкого круга людей. В свою очередь, без этой связи банк накопленных космических данных, все, что в нем есть и будет, останется недостаточно востребованным, мертвым архивом, лишенным перспективы развития как наследия человечества.
Для развития планетарной культуры необходимо принять соответствующую программу, нацеленную на воспитание людей, оформленную как документ ООН, которая в перспективе изменит наш взгляд на освоение космоса как на прерогативу только высокоразвитых стран. Космос необходимо осваивать под флагом ООН, это не ущемит национального достоинства народов, стран, осваивающих космос, но и не будет принижать страны, которым в силу разных обстоятельств - малости территории, слабости экономики - это не под силу. Покорять океан космоса мы должны как один народ Земли, цели полетов и получаемая информация должны быть общие. Космос осваивает Человечество, а не великие державы.
Следуя поставленной цели, в космической географии необходимо изучать Землю как сложно организованную систему, уделяя особое внимание роли человека в ее преобразовании, выявлению напряженных звеньев в системе Земля-Человек-Общество, опираясь на обоснованные теоретические схемы и методически продуманные подходы. Через "взгляд за горизонт планеты", включив все новые знания о Солнечной системе, галактиках, Вселенной, сосредоточиться на изучении космогенных факторов, влияющих на Землю и живые организмы, а также на проблеме ответственности человечества, осваивающего космос, за отрицательное воздействие космической отрасли на окружающую природную среду и околоземное космическое пространство [3, 7, 8].
Космическая география должна использовать весь богатейший исследовательский материал, накопленный космонавтикой и астрономией, при этом необходимо активно применять новейшие методы обучения, современные технологии и средства: ресурсы и пространство всемирной сети Интернет, эффекты трехмерности и анимации, мультимедийные средства, возможность работы в режиме реального времени, создания виртуальных геоизображений и др. Например, создав на основе космических снимков трехмерную модель участка Земли, можно "полетать" над изучаемой территорией, исследуя ее природные особенности, экологическую обстановку, специфику хозяйственной деятельности. И на живых конкретных примерах учить искать решения в сложных ситуациях, чтобы упредить возможные кризисы или даже катастрофы (природные или техногенные).
*
Формирование знаний космической географии началось с первого полета человека в космос. Более чем за сорок лет освоения космоса накоплен громадный фонд космических снимков разной детальности и масштаба, разнообразные фото- и видеоматериалы. Но в большинстве случаев эти материалы понятны и используются только специалистами, служат они в основном для решения узких профильных задач: в геологии - для уточнения структурно-геологического строения и поисков полезных ископаемых; в картографии - для обновления различных типов карт; в экологии - при изучении экосистем и решении экологических проблем; в образовании - для получения навыков дешифрирования.
Возможность перехода от географической карты к фото- и видеоматериалам космической съемки дает иное восприятие географических объектов и участков Земли, прежде всего, как одного целого. Именно через них наглядно видны существующее неразрывное единство и теснейшая взаимосвязь водной поверхности, суши, атмосферы, и осознаешь, что деление на океаны и моря, континенты и тем более государства - условность, произведенные вычленения и разграничения Земли сделаны для лучшего распознавания отдельных объектов и нашего ориентирования. Таким образом, сложившаяся система формирования мировоззрения противоречия и идеи разобщения неосознанно закладываются уже со школьной скамьи, через географию. Одни и те же географические объекты у разных народов подчас имеют различные названия, а географические и государственные границы являются предметом нескончаемых споров. Так, географы расходятся во взглядах о границах между Атлантикой и Северным Ледовитым океаном, Европой и Азией, Северной и Южной Америкой. Океаническое течение у тихоокеанских берегов Чили, Перу большинство исследователей называет Гумбольдтовым, а в наших учебниках географии оно обозначено как Перуанское; на корейских и китайских картах мы не найдем Японского моря, потому что его называют более нейтрально - Восточным.
Можно ли найти истину в споре о границе между Европой и Азией? Считается, что она проходит по Уральским горам, но Птолемей проводил ее по реке Танаис (древнее название реки Дон), а за рубежом до распада Советского Союза полагали, что все земли за западной границей СССР относятся к Азии. Д. И. Менделеев и А. Гумбольдт, будто глядя вместе с нами на космический снимок Евразии, полагали, что она едина и неделима.
О государственных границах, "истинной" принадлежности тех или иных территорий, их отделении или присоединении спорят Китай и Россия, Индия и Пакистан, Армения и Турция и многие другие страны (не видно конца этим спорам) с аргументами, обращенными в прошлое.
Вот эти противоречия, мешающие осознанию общего будущего, необходимо устранять. В науках "глобальных", таких, как математика, физика, астрономия, этих противоречий стараются избежать через введение единого языка терминов, названий объектов - этими вопросами занимаются специально созданные Комитеты терминологий. Так, астрономы всех стран используют древнегреческую терминологию для работы в едином научно-информационном пространстве, в физике принята единая система измерений СИ и т.д., и перед космической географией стоит задача выработки общечеловеческих знаний.
Подчеркнем, что в космической географии использование выразительности и наглядности космических материалов является не очередным средством их подачи - как самоцель, это инструмент для углубленного изучения Земли и возможность наилучшего способа видения ее, выяснения генезиса различных процессов и явлений, то есть это способ повышения потенциала исследований и интереса к ним.
Современные географические карты дают застывшее, схематическое представление о Земле, космическая информация образна, динамична, она лучше усваивается и запоминается. Условные географические названия и объекты, научные термины, часто довольно непривычно звучащие, наполняются смыслом, реальным историческим содержанием и значением, наглядным "живым" представлением о них.
Проводя работу по систематизации и обобщению тематических рядов космоснимков и видеоматериалов, можно подтверждать известные закономерности формирования природных явлений (а в дальнейшем, возможно, и выявлять новые), создавать карты планетарного видения и анализа. Полученные после обработки и систематизации снимки-эталоны определенных природных и техногенных процессов и явлений должны сначала явиться новым ярким и убедительным обучающим материалом, а затем стать необходимым и привычным инструментом проведения исследований для решения научных и прикладных экологических и других задач.
Так, например, могут быть созданы карты облачных полей, на которых представлена облачность, характерная для определенных территорий, а также карты полей пожароопасной, ресурсной и другой облачности; ландшафтные карты, где будет показана сезонная динамика изменения границ и очертаний природных зон (например, живые карты перемещения "фронта осени"); карты "горячих точек" планеты, где выделены и охарактеризованы районы с развитием опасных природных или природно-техногенных процессов (пыльных бурь (фото 1), пожаров (фото 2), зимнего растепления рек в местах сброса сточных вод городов, крупных предприятий и др.).
Незабываемые ощущения вызывает наблюдение из космоса смены красок космических зорь (фото 3), слежение за перемещением по Земле линии раздела между светом и тенью - терминатором (фото 4). Современные технологии позволяют получать на экране монитора компьютера со спутников живую модель видов Земли из космоса в данный момент, и, задав координаты своего города, можно увидеть перемещающуюся линию терминатора, сравнить полученное изображение с реально происходящим за окном.
Только уроки из космоса дают возможность увидеть, как солнечный зайчик, этот "фонарь космического Гулливера" (фото 5), скользит по Земле, высвечивая реки и озера, острова в океане, города. Игра косых солнечных лучей в окнах зданий городов позволяет на дневной поверхности Земли наблюдать ее в бликах. Река Амазонка предстает как пятнистый громадный питон (пятна - это речные плесы), океан весь усеян рисовыми зернышками - пенистыми волнами, вызванными штормовым ветром.
В ближайшей перспективе для проведения научно-исследовательских учебных работ необходимо будет создавать экспериментальные школьные лаборатории космической географии, в которых юные исследователи получали бы космическую информацию в режиме реального времени и могли бы решать не абстрактные задачи, а конкретные, наиболее актуальные для данного региона или для "проблемных" и интересных в научном плане районов Земли, а также в наиболее социально и экологически продвинутых районах. Последними могут быть территории межгосударственных природных заповедников, которых на карте мира уже сотни: бразильско-уругвайский "Игуасу", российско-финляндский "Дружба", польско-украинский "Западное Полесье", российско-китайско-монгольский "Убсу-Нур" и другие, где успешно решаются вопросы совместного планирования, регулирования и управления геоэкосистемами.
Заметим, что в отличие от эксперимента, проводимого в специально организованных условиях современных школьных лабораторий, где результат заранее методически спрогнозирован учителем, космические наблюдения на базе непрерывно обновляющейся информации дают возможность получать неизвестные и не спланированные ранее результаты, повышая тем самым интерес к знаниям и любознательность.
На уроках космической географии, опираясь на исторические и геологические материалы, разновременные ряды космических снимков и глубокие научные знания, можно научиться "моделировать" изменение облика как малоизученной, так и хорошо известной территории на историческом отрезке времени в десятки и сотни лет.
Например, на снимках южной части Месопотамской низменности (фото 6) мы видим реки Тигр и Евфрат, которые после слияния продолжают нести свои воды в Персидский залив по руслу совсем молодой реки Шатт-эль-Араб ("река арабов"). Исторические документы свидетельствуют, что до V века н.э. этой реки не существовало, и Тигр и Евфрат, не сливаясь, впадали в Персидский залив, имея раздельные устья. Но интенсивное земледелие в долинах этих рек привело к резкому усилению эрозии почв, выносу и переотложению в низовьях твердого материала. Произошло наращивание их общей дельты и, как следствие, образование обширной дельтовой равнины, за счет чего суша выдвинулась в Персидский залив (дельта и сейчас продолжает выдвигаться на 1-4 километра за столетие). И если направленность процессов не изменится, то на ближайшие столетия можно прогнозировать дальнейшее отступание вод Персидского залива.
Приведем еще один пример. Рассматривая космические снимки Центральной Азии (фото 7), мы не только без труда обнаруживаем, что озера Байкал и монгольское Хубсу-Гул, называемое "младшим братом" Байкала, имеют явно видимую связь через выраженный в рельефе тектонический разлом, соединяющий их, но становится понятной гипотеза об их общей дальнейшей "судьбе". Если сложный процесс раздвижения плит литосферы, наблюдающийся здесь, сохранится, то через несколько миллионов лет (по геологическим меркам - это мгновение) озера сольются в единый бассейн только зарождающегося молодого Байкальского моря-океана.
На уроках по космической географии чрезвычайно интересными объектами для наблюдений в атмосфере Земли являются циклонические вихри, облачность и воздушные течения. Можно определять их структурные особенности, следить за "жизненным циклом" от зарождения до рассеяния, сменой направлений движения.
Существуют снимки удивительных вихревых цепочек или целых полей цепочек облачности (фото 8), которые не увидеть ни на одной карте. Загадкой последних лет является причина проникновения в Европу циклонов, подобных тропическим. Они насыщены огромным запасом влаги, сопровождаются сильнейшим ураганным ветром, вызывают разрушительные наводнения и угрозу крупных экологических катастроф, так как многие здания и конструкции сооружены без учета подобного природного явления. Изучить место зарождения таких циклонов, листая вспять космические снимки, выдвинуть научно обоснованные идеи о причинах, способствующих их формированию, - вот увлекательная и живая задача, предлагаемая для решения в школьной лаборатории космической географии.
В учебниках географии для школы и вузов в блоке изучения Мирового океана рассматриваются Атлантика, Тихий, Индийский и Северный Ледовитый, о пятом, Южном океане мало кто знает, дискуссия о его выделении идет только в специальной литературе. Существование Южного океана - вокруг Антарктиды - как части Мирового океана, обладающего отличительными чертами, безусловно, можно было бы признать, анализируя сезонные снимки Антарктики. Ожерельем из циклонов побережье Антарктиды опоясано во все сезоны года. Атмосферные вихри как бисер "нанизаны" на мощную циркумполярную струю холодных океанических вод течения Западных Ветров, воды этого океана постоянно "богаты" айсбергами характерных столовых очертаний. Все перечисленное, да к тому же подкрепленное документальными свидетельствами - снимками, даст возможность обосновать "открытие" нового океана и объявить конкурс на лучшее его название.
На уроках космической географии можно изучать природные процессы, оставившие след в малодоступных для наблюдения и изучения районах Земли. Примечательны в этом отношении астроблемы (астро - "звезда", блема - "рана"). Образуются астроблемы на месте падения на Землю метеорита, обычно они имеют форму огромных кольцевых образований, обрамленных валом. С помощью аэрокосмоснимков обнаружено более двухсот метеоритных кратеров, из них 20 - в России. Одна из самых крупных астроблем Земли - Попигайская, расположенная в долине реки Хатанга в Сибири (диаметр 100 км), еще мало изучена. Ученые считают, что почти 40 млн лет назад астероид, двигавшийся с большой скоростью, пробил толщу осадков и остался в горных породах.
Одна из самых интересных кольцевых структур Земли - Маникуаган (фото 9), расположенная на востоке Канады в провинции Квебек, образовалась более 200 млн лет назад в результате падения крупного метеорита. Ежегодно выявляется 2-5 новых астроблем, расширить их поиск может пытливый молодой исследователь в нашей лаборатории. Повышенный интерес к астроблемам сейчас вызван тем, что с импактными (взрывными) событиями, сопровождающими падение метеоритов, связывают формирование месторождений горючих сланцев, угля, цеолитов; астроблемы служат ловушками для нефти и газа.
Космическая география делает доступным изучение динамики множества процессов, происходящих на Земле, и наблюдение за ними. Особенно актуально и злободневно звучит этот вопрос для решения геоэкологических проблем [4]. Наземными методами на ограниченных территориях (в городах, на месторождениях полезных ископаемых, в зонах охраны природных комплексов) проводится разномасштабный мониторинг, включающий наблюдения за определенными природными компонентами (составом воздуха, поверхностными и подземными водами, почвами, грунтами и др.) и техногенными объектами (предприятиями, полигонами и проч.), который, как оказалось, не позволяет увидеть общую картину и установить причинно-следственные связи при возникающих экологических проблемах.
Так, среди глобальных экологических проблем процесс опустынивания земель выделяют как одно из самых негативных последствий деятельности человека в засушливых районах Земли. Угроза опустынивания в России актуальна для территории Калмыкии (Черные Земли), юга Поволжья, Приуралья. В Калмыкии "опустошилось" 13% территории, что проявляется в первую очередь в сокращении продуктивности пастбищ, общей деградации земель. Бывшие пастбища превращаются в движущиеся пески и солончаки, возникают условия для возникновения катастрофических пыльных бурь. Наблюдения за процессами техногенного опустынивания с помощью космо-снимков позволили выявить одну из основных причин возникновения этого явления - чрезмерный выпас скота. Особенно наглядно это проявляется в крапчатом рисунке земной поверхности (фото 10). Белесые пятна на снимке северного побережья Каспия - это разбитые копытами животных пески (толоки), возникающие в многочисленных местах водопоя.
Одной из основных задач космической географии является открытие широкого поля деятельности для будущих исследователей, обогащения их не только знаниями, но и методами получение новых результатов в науке через умение синтезировать информацию и использовать нетривиаль ные ходы для решения задач. Например, выявление по космогеологической методике зон активных разломов позволило изучать их с точки зрения возможного влияния на геоэкологическую обстановку (в работе принимали участие специалисты различных направлений: геологи, медики и др.). Было известно, что активными разломами контролируются подземные водотоки и палеорусла рек, зоны окарстования и оруденения, ими задаются направления миграции загрязнителей, в пределах разломов увеличивается разрушаемость подземных коммуникаций из-за сдвиговых деформаций, усиливается динамика и агрессивность вод, и оказалось, что над зонами разломов значительно возрастает заболеваемость населения. Для многих городов и населенных пунктов работы по выявлению зон разломов и их экологического значения только начинаются, но полученные для Санкт-Петербурга, Уфы результаты исследований говорят о значимости таких работ для перспективного строительства и реконструкции городских территорий.
Для осуществления плана реализации разработки научного направления "космической географии" предлагается "Программа преподавания космической географии в школе и вузе", которая состоит из нескольких этапов освоения космических знаний учащимися: начальный - использование космических материалов на уроках природоведения в младших классах, затем физической географии и астрономии, а также истории, физики, биологии, экологии и информатики. Завершать школьный курс будет "Космическая география", которая для вузов имеет более расширенные разделы: "Космическое краеведение", "Космическая информатика", "Космическая экология", "Космическое мировоззрение".
В заключение отметим, что необходимо не только дать новым поколениям возможность овладеть знаниями, полученными в научных космических исследованиях ХХ века, и сделать их результаты частью культуры Человечества ХХI века, но и взять дружественную атмосферу, характерную для космических исследований, за основу при общении между государствами, народами и друг с другом.
1. Лебедев В. В. Мое измерение: Дневник космонавта . - М.: Наука, 1994. 432 с.
2. Лебедев В. В. Космическая география // Наука и жизнь, 1998, № 8. С. 34-39.
3. Лебедев В. В. Мечтаю об уроке школьной географии // Известия, № 104 (6 июня), 1998.
4. Лебедев В. В., Заболоцкий В. Р. Космос и экологически безопасное земледелие // Экология и жизнь, 1999, № 2. С. 44-47.
5. Лебедев В. В. Материалы научных исследований бортинженера 1-й основной экспедиции орбитального комплекса "Союз-Т-5" - "Салют" - "Прогресс". - М.: Наука, 2001. 362 с.
6. Лебедев В. В. Уходя в океан космоса // Литературная газета, № 16 (23-29 апреля), 2003.
7. Осташев А. Космическая география - наука, родившаяся на орбите // Вестник ассоциации учителей астрономии, 1998, № 5. С. 4-5.
8. Фомин О. География превыше всего // Наша школа, 1998, № 3-4.
9. Лебедев В. Дневник космонавта // Наука и жизнь, 1984, №№ 4, 5, 6, 8, 9, 11; 1985, №№ 1, 3, 5, 6, 7, 9, 12; 1986, № 3; 1988, №№ 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9.
Читайте в любое время
