Зеркало ландшафта
Шрифт:
Возникновение земледелия надолго разделило человечество на земледельческие — оседлые народы и скотоводческие — кочевые. К сожалению, это разделение сопровождалось долгими кровопролитными войнами. Известная библейская жертва в этой войне — Авель, убитый Каином. В легенде Авель — кочевник, а Каин — земледелец, в реальной же истории случалось и наоборот: кочевники иногда завоевывали земли оседлых народов, мечом и огнем опустошали их, а потом здесь же оседали. Так, например, кочевники гунны осели в Придунайской низменности.
Элементы
Древние земледельцы осваивали теплые безлесные районы (междуречье Тигра и Евфрата, Северную Африку и др.).
В этих районах выпадает очень мало осадков, поэтому земледельцы селились вдоль рек и обрабатывали пойменные почвы. Паводок каждый год обновлял почвы, откладывая на их поверхности ил. Хорошо известен древний афоризм: «Плодородие Египта — в Ниле, плодородие Нила — в иле». Пойменные почвы можно было легко обрабатывать, для этого примитивные земледельческие орудия подходили. Эти почвы было легко орошать, поэтому они постоянно давали урожай. Однако длительные засухи, поражавшие тропические и субтропические территории, были опасны и для пойменных земель.
Практика орошаемого земледелия способствовала развитию наук, и в частности астрономии. Так, например, земледельцу Древнего Египта надо было знать и точно предсказывать сроки разлива Нила. Египтяне эти предсказания делали по положению на небе созвездий. По мнению астрономов, названия созвездий Водолей, Рыбы и другие восходят к Древнему Египту.
Геометрия родилась из потребности древних земледельцев измерять участки земли, создавать оросительные каналы.
Наши далекие предки постепенно осваивали под сельскохозяйственные культуры новые территории. При этом наиболее удобными оказывались земли, занятые лесостепями и широколиственными лесами. Лесные участки выжигали. На удобренной древесной золой земле получали несколько лет хорошие урожаи. Когда же урожаи падали, почву забрасывали в залежь и выжигали новый участок. Эта система получила в современной науке название подсечной. Она была приемлема, пока было много свободных земель. Но постепенно земель оставалось все меньше, и поэтому одни и те же поля обрабатывались постоянно.
* * *
Человечество быстро осознало свою зависимость от земли. Сознание это отразилось в мифах и легендах всех народов. Философы древности в своем стремлении понять окружающий их мир считали землю (почву) наряду с воздухом, водой и огнем одним из начал, элементов мироздания. Эти четыре «начала» были определены греческим философом Эмпедоклом в V веке до нашей эры. В индийской же философии — в Ведах эти четыре элемента окружающего мира упоминаются древним философом Уддалаки еще в X веке до нашей эры.
Перечисленные элементы составляют неживую, так называемую абиотическую, часть окружающей нас природы. Вместе с живыми организмами: микробами, растениями, животными — они образуют биологическую сферу (биосферу) Земли. И почва — один из главных компонентов биосферы.
Четыре «начала мира» изучаются человечеством очень давно. Вода, пожалуй, была первым элементом, с которого началось изучение природы. Уже в III веке до нашей эры Архимед заложил начало гидродинамики. Воздух начали изучать лишь в XVII веке. «Торричеллиева пустота», законы Паскаля и опыт Герике (знаменитые магдебургские полушария, которые, когда из них откачали воздух, не могли разнять шестнадцать лошадей) положили начало законам аэродинамики. В том же XVII веке Ньютон положил начало изучению «огня» (энергия, сила, свет —
Лукреций еще во II веке до нашей эры написал: «...все зачинает земля, дождевой орошенная влагой». Лукреций же первый описал очень важное свойство почвы — поглощать, задерживать соли: «...станет морская вода, когда просочится сквозь почву, пресною...» Однако в античное время и вплоть до XIX века почву не изучали. Ученых и практиков интересовали в основном приемы ведения сельского хозяйства, и в сводке агрономических правил упоминались лишь отдельные свойства почвы, которые надо было учитывать земледельцу.
В XV—XVI веках алхимики в поисках «философского камня» выполняли черновую работу накопления первичных фактов, необходимых для построения научных теорий. Опыт одного из них, голландца Ван Гельмонта, сыграл важную роль в истории естествознания. В 1629 году Ван Гельмонт посадил в кадку, наполненную ста килограммами почвы, ветку ивы, весящую два килограмма. Через пять лет он взвесил почву, выросшее дерево и установил, что почва потеряла всего семьдесят граммов, а вес ивы возрос с двух до шестидесяти шести килограммов. Ван Гельмонт сделал вывод, что главное в питании растения — вода. В 1699 году англичанин Вудворт опроверг Ван Гельмонта, показав, что масса мяты, выращенной в дождевой воде, достигает за семьдесят семь дней семнадцати гранов, а в водопроводной воде Гайд-парка — ста тридцати девяти гранов. С прибавкой же к воде почвы урожай мяты достиг двухсот восьмидесяти четырех гранов. Но опыт Вудворта долго оставался неизвестным, и заблуждение Ван Гельмонта господствовало в науке до конца XVIII века.
И вот в конце XVIII — начале XIX века работами англичанина Пристли, голландца Ингенгауза и швейцарца Соссюра была установлена роль углекислого газа в росте растений. Был открыт фотосинтез — синтез растениями углеводов из углекислого газа и воды на свету. Интересно и поучительно проследить ход открытия фотосинтеза и то, как, казалось бы, ясная истина ускользает от весьма искушенных в науке людей. Пристли установил, что мыши, помещенные под стеклянный колпак, через непродолжительное время задыхаются и погибают. Но, если внести под колпак зеленое растение, они остаются живы. Другой знаменитый английский ученый, Шееле, повторил этот опыт, но в темноте. Мыши погибли.
Из тупика вывел Ян Ингенгауз. Он установил, что зеленое растение «улучшает» воздух только на свету (к слову сказать, это открытие не принесло ему признательности со стороны Пристли — тот стал его личным врагом и своим авторитетом немало способствовал непризнанию заслуг Ингенгауза).
Открытие фотосинтеза заложило первый камень в теорию биосферы. Пристли отметил, что животные и растения не могут существовать изолированно. Все они выполняют свою роль в жизни биосферы: растения синтезируют органическое вещество, а животные и микроорганизмы превращают его в другие вещественные формы.
Если значение воздуха в питании растений было установлено к началу XIX века, то роль почвы в этом процессе еще долго была не ясна. Те семьдесят граммов почвенной массы, которые в опыте Ван Гельмонта были «потеряны» при выращивании ивы, надолго ускользнули от внимания ученых. Им не придали значения, так как сочли очевидным, что основная масса растения создается при усвоении им углекислого газа воздуха и воды из почвы.
История науки содержит немало примеров, когда «очевидное» оказывалось «невероятным», а «невероятное» становилось «очевидным».