В предыдущем материале мы рассказывали о теории биотической регуляции — концепции петербургского физика Виктора Горшкова, согласно которой естественные экосистемы не подстраиваются под климат, а создают и контролируют его. Но как именно это работает? Один из ключевых механизмов — биотический насос атмосферной влаги. Эта теория, впервые опубликованная в 2007 году Анастасией Макариевой и Виктором Горшковым в журнале Hydrology and Earth System Sciences, объясняет, почему леса — не просто потребители воды, а ее активные распределители в планетарном масштабе.
Конденсация создает ветер
Школьный учебник объясняет круговорот воды так: солнце нагревает поверхность, вода испаряется, поднимается, конденсируется в облака, выпадает осадками, стекает реками обратно в океан. Ветер возникает из-за разницы в нагреве воздушных масс: теплый воздух поднимается, холодный приходит на его место. Биота в этой схеме — пассивный участник, просто потребитель воды.
Российские физики Макариева и Горшков описали другой механизм, который традиционная метеорология недооценивала. Когда водяной пар конденсируется в облака, молекулы воды покидают газовую фазу. Общее число молекул в воздухе уменьшается — а значит, падает давление. Над зоной интенсивной конденсации образуется область пониженного давления, куда устремляется воздух из областей, где давление выше.
Это меняет роль леса в круговороте воды. Лес — не потребитель влаги, а ее распределитель. Естественный лес с его многоярусной структурой и огромной площадью листьев выделяет колоссальные объемы влаги через транспирацию (испарение воды с поверхности листьев). Эта влага поднимается, охлаждается, конденсируется. Над лесом возникает зона пониженного давления — и влажный океанический воздух затягивается вглубь континента. Поступающая влага снова проходит через транспирацию и конденсацию, поддерживая градиент давления. Так работает биотический насос.
Без лесов влага проникает вглубь суши на несколько сотен километров — потом осадки иссякают. С лесами — на тысячи километров благодаря многократной рециркуляции. Разница — не количественная, а качественная: лес превращает одноразовый процесс в устойчивый цикл.
Анна Алексеева
Амазонка течет по небу
Амазонский бассейн — самый изученный пример работы биотического насоса. Влага с Атлантического океана поступает на восточное побережье Южной Америки. Дальше начинается путешествие, которое ученые называют «летающими реками».
Воздушный поток движется на запад, к Андам. По пути влага выпадает дождями, но деревья возвращают ее обратно в атмосферу через транспирацию. Цикл повторяется до пяти-шести раз. Каждый этап — рециркуляция: дождь, поглощение корнями, подъем по стволу, испарение с листьев, новые облака, новый дождь.
Масштаб процесса становится понятнее в цифрах: 20% осадков в Амазонии — прямой результат транспирации деревьев. Половина из них — продукт однократной рециркуляции, другая половина прошла через несколько циклов. В юго-западной части бассейна, у подножия Анд, доля осадков от транспирации достигает 70%. Перу и Боливия получают воду, которая многократно прошла через листья бразильских деревьев.
Вырубка разрывает цепь
Что происходит, когда на пути летающей реки появляется брешь? Обезлесенный участок не может поддержать рециркуляцию. Влага выпадает дождем, но не возвращается в атмосферу с прежней интенсивностью. Насос слабеет. Воздушный поток теряет влагу раньше, чем достигает западных регионов.
Исследования показывают: во время влажного сезона летающие реки проходят над сплошным лесным покровом и доносят влагу до Анд. Но в сухой сезон их траектория смещается к югу — через районы активной вырубки. Результат — меньше осадков в Перу и Боливии, хотя вырубка происходит в Бразилии.
Юго-западная Амазония оказывается в наиболее уязвимом положении: она максимально зависит от рециркулированной влаги и при этом расположена дальше всего от океанического источника. Разрыв цепи в любой точке маршрута бьет именно по этим территориям.
Анна Алексеева
Плантация не заменит живой лес
Казалось бы, решение очевидно: вырубили — посадим заново. Но монокультурная плантация не способна работать как биотический насос.
Причина — в сложности естественной экосистемы. Биотический насос функционирует благодаря скоординированной работе тысяч видов: деревья, кустарники, травы, грибы, бактерии, насекомые. Каждый элемент вносит вклад в общий водооборот. Эта координация — результат сотен миллионов лет совместной эволюции, она закодирована в геномах и передается из поколения в поколение. Плантация из одного вида деревьев, высаженных ровными рядами, не несет в себе этой информации.
Разумеется, плантация лучше, чем голая земля. Со временем она обживается другими видами, усложняется, начинает выполнять часть экосистемных функций. Но этот процесс занимает десятилетия и столетия, а полноценной замены не гарантирует. Вырубить естественный лес и посадить новый — примерно как снести старый город и построить на его месте спальный район: жить можно, но это другая среда.
Более того, согласно концепции биотической регуляции, нарушенные экосистемы не просто теряют регуляторные способности — они становятся дестабилизаторами среды. Там, где был саморегулирующийся механизм, возникает источник дополнительных возмущений. Вот почему сохранение естественных лесов — принципиально иная задача, чем компенсационные посадки. Сохранять — значит поддерживать работающий механизм. Восстанавливать с нуля — пытаться собрать его заново без инструкции.
Анна Алексеева
Зеленая вода выходит из тени
Десятилетиями глобальное управление водными ресурсами концентрировалось на «голубой воде» — реках, озерах, подземных водоносных горизонтах. Это то, что можно измерить, направить в трубу, распределить между потребителями. «Зеленая вода» — влага, которую удерживают, а потом отдают почвы и растительность, — оставалась невидимой для политиков и управленцев.
Теория биотического насоса объясняет, почему это упущение критично. Зеленая вода — не пассивный резервуар, а активный участник планетарного влагооборота. Именно она питает транспирацию, запускает конденсацию, поддерживает градиент давления, который тянет влагу с океанов. Без зеленой воды голубая не доберется до внутренних районов континентов.
В ноябре 2025 года ЮНЕСКО провела Green Water Dialogue — экспертную встречу, посвященную именно этой теме. Анастасия Макариева выступила на панельной дискуссии, представив концепцию биотического насоса международной аудитории. Организация анонсировала подготовку публикации «Нераскрытый потенциал зеленой воды». Похоже, невидимая вода начинает становиться видимой.
Биотический насос объясняет движение воды, но экосистема — это не только растения. В следующем материале мы расскажем, почему лесу нужны крупные животные, что происходит с биогеохимическими циклами после исчезновения мегафауны и при чем здесь критический размер тела.
Это часть серии публикаций о теории биотической регуляции — концепции, которая меняет понимание связи между живой природой и климатом. Мы продолжим рассказывать об этом направлении науки и о людях, которые его развивают.
При подготовке публикации использовалась публично доступная информация, включая записи выступлений, а также посты Анастасии Макариевой на платформе Substack.
Изображение вверху: нейросеть Шедеврум
Команда ИНФРАГРИН
