Структура техносферы и ее основных компонентов

Техносфера обычно рассматривается как целостная глобальная система в двух системных связках «человек-техносфера» и «техносфера-биосфера». В первой связке техносфера - естественная система, а во второй — искусственная. Амбивалентность техносферы определяется амбивалентностью техники (инструмент — результат), демонстрирует противоречивый характер формирования социально-экономического базиса и помогает увидеть ряд проблем, эксплицирующих историю человека с точки зрения сходства и различия орудийной деятельности и техники. Техносфера как естественный феномен (а) является продолжением структурного усложнения живой природы, а как искусственный (б) — отделяет человека от нее. Структурными элементами техносферы как естественного явления можно рассматривать технические изделия, являющиеся конечным звеном преобразования природного вещества. В этом случае правомерно говорить о технологических способах производства или технологических укладах как оформленном принципе целеполагания.

Структурными элементами техносферы, рассматриваемой как искусственное явление, обычно признаются территориально-промышленные комплексы. Выделяют агропромышленные, градопромышленные, горнодобывающие и горноперерабатывающие, энергетические, рекреационные комплексы. Определяющими в описании такого типа являются внешняя функция загрязнения окружающей среды, а также общая для каждого из них функция цели и управления со стороны человеческого общества.

Такая классификация обусловлена естественным пятнистым распределением объектов техносферы по поверхности земного шара. Транспортные коммуникации связывают эти мегаобъекты в общий каркас техносферы. Так осуществляется внешнее географическое описание вещественной части техносферной оболочки. На энергетическом уровне техносферу можно считать непрерывной, так как электромагнитное излучение (например, в радиодиапазоне) можно уловить в любой точке земли. Территориальное описание объектов техносферы является внешним функциональным, и, по существу, эти объекты рассматриваются в качестве черного ящика. Внутреннее описание системы и является истинно структурным, поскольку определяется единым критерием принадлежности объектов к системе и коренным свойством — амбивалентностью.

Структуру техносферы определяют процессы, происходящие в ней. Общая классификация процессов, основанная на самом общем характере преобразования вещества, содержит следующие классы: процессы преобразования веществ; процессы создания вещей; процессы эксплуатации вещей; процессы разложения отслуживших вещей.

Таким образом, вещи, для производства которых существует техносфера, локальны, а процессы преобразования вещества для производства этих вещей - глобальны. Потоки вещества, будучи автономными для производства отдельных материалов, частично соединяются на этапе создания вещей. Более мелкими структурными элементами технотрофических цепей сферы являются различные уровни преобразования вещества, связанные обычно с различными отраслями промышленности — горной, металлургической, химической и т.п. На каждом из этих уровней существуют тысячи предприятий, которые объединены целями, задачами, материалами, технологиями в общественном плане, но разъединены в физическом плане — географически. Каждое такое предприятие и есть структурная единица техносферы, подобная организму в биосфере. В свою очередь каждое из них является по существу природно-технической системой, т.е. искусственной системой, размещенной в природном ландшафте. Функционирование таких систем изучается различными разделами геоэкологии. При этом изучают взаимодействие природной и искусственной компоненты как целого, т.е. производят описание их внешних функций. Природная компонента рассматривается не с точки зрения ее внутренних функций, а как она влияет на искусственную (например, как скальный массив влияет на стоящее на нем сооружение). И наоборот, искусственная компонента (например, здание) рассматривается не с точки зрения процессов, происходящих в нем, а со стороны тех процессов, которые оказывают влияние на окружающую природную компоненту.

При изучении природно-технических систем или геосистем рассматриваются функциональные (внешние) свойства этих объектов техносферы в системных связках «человек - техносфера», «техносфера—биосфера», «техносфера—литосфера», «техносфера—гидросфера», «техносфера—атмосфера». Внутренние же свойства природно-технической системы как структурной единицы техносферы, которые в значительной мере определяют и внешнее поведение, могут быть описаны только через процессы технологического преобразования вещества внутри нее. Связь звеньев технотрофических цепей осуществляют не только материальные и энергетические потоки, но и согласованность технологий разных производств, т.к. в процессе преобразования вещества продукция предыдущего звена является материалом в составе последующего технологического передела. Единичным элементом структуры техносферы можно считать элементарный технологический процесс преобразования вещества, который сохраняет в себе свойства амбивалентности как определяющего свойства любого объекта, принадлежащего техносфере.

Функционирование каждого элементарного технологического процесса несет в себе амбивалентность, поскольку, помимо получения полезного продукта (для которого он предназначен), он является как бы мотором воздействия, т.е. постоянным поставщиком загрязнений, технической системы на природную. Попытка управления процессом через ограничение отходов или изменение их качества неэффективна, т.к. в уже функционирующей технической системе невозможно достигнуть двух оптимумов — определенного качества продукции и заданных свойств отходов. Это приводит к передаче загрязнений на другой уровень, т.е. ужесточаются требования к материалу, входящему в технологический процесс, что приводит к созданию новых производств по доведению материала до необходимых кондиций, при этом возникают новые отходы. Другой путь — изменение свойств полезного проекта, что приводит к дополнительным технологическим трудностям на последующих этапах преобразования вещества.