Учение Вернадского о биосфере

Функции живого вещества. Продуктивность биосферы.

Биосфера. Понятие. Структура. Учение Вернадского о биосфере.

Главный объект изучения экологии – экосистема, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания.

Все экосистемы Земли являются только подразделениями, составными частями единой гигантской экосистемы, охватывающей всю поверхность планеты. Эту глобальную экосистему называют биосферой.

Термин «биосфера» был введен австрийским геологом Эдуардом Зюссом (1831-1917) в 1875 г. Изначально этот термин означал сферу обитания существ, особую оболочку Земли, образованную совокупностью живых организмов.

Согласно современным представлениям, биосфера – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Представление о том, что живые существа взаимодействуют с внешней средой и влияют на изменения этой среды, возникло давно на основе наблюдений природных явлений. Подобные зачатки учения о биосфере в целом (и экологии в частности) встречаются в трудах ученых XVII-XVIII вв Б. Варенниуса, Х. Гюйгенса, Ж. Бюффона.

Впервые вплотную к понятию биосфера подошел Жан-Батист Ламарк в XVIII в, отметив огромную геологическую роль живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

В.В. Докучаев на примере почвообразования и учения о ландшафтах развил целостный подход к изучению природных комплексов, который непосредственно повлиял на дальнейшее развитие учения о биосфере.

Выдающаяся роль в развитии учения о биосфере принадлежит В.И.Вернадскому (1863-1945). В своем классическом труде «Биосфера» (1926) он по существу переоткрыл это понятие, придав ему смысл и статус глобальной системы, в которой все живые организмы так взаимодействуют между собой и с окружающей средой, что оказывают определяющее влияние на планетарные геохимические и энергетические превращения: «Ведущим фактором, преобразующим облик земли, является Жизнь».

Биосферой называется та часть земного шара, в пределах которой существует жизнь (Даже в высоких слоях атмосферы или на больших глубинах, только в покоящемся состоянии, без активного метаболизма). Космический корабль тоже будет участком биосферы, только вырванным из нее и временно заброшенным в космос.

Вернадский подошел к такому пониманию со стороны геохимии. По его представлениям биосферу слагают следующие категории субстанций:

Классификация типов вещества биосферы, предложенная Вернадским: (в дальнейшем неоднократно пересматривалась и дополнялась)

Вещественный состав биосферы по представлениям Вернадского это

1. Живое вещество – совокупность всех живых организмов планеты, их активная биомасса. Фундаментальным отличием живого вещества от косного является эволюционный процесс, непрерывно создающий все новые и новые формы живых существ.

2. Косное вещество – т.е. образуемое без участия живых организмов (горные породы и минералы, никак не связанные с деятельностью живых организмов).

3. Биогенное вещество – созданные живым веществом органо-минеральные или органические продукты. Палеобиогенноевещество – продукты, созданные в прошедшие геологические эпохи и сохраненные в составе осадочных горных пород: нефть, уголь, газ, осадочные породы – фосфориты, карбонаты, диатомиты и пр. Необиогенное вещество – органические продукты, созданные живым веществом, существующим в данную геологическую эпоху. Сюда относятся остатки отмерших организмов и продукты их жизнедеятельности: фекалии, антибиотики, фитонциды, раковины, скорлупа, жемчуг, мед, молоко, шелк, паутина, воск и пр. Продукты линьки – шерсть, перья, роговые, хитиновые покровы, молочные зубы, слущивающийся эпидермис. (Рак за 20 лет линяет 50 раз) Продукты растительного опада – листья, плоды, пыльца, слущивающаяся кора и пр. (У древесных растений доля опада к концу жизни превышает вес живого вещества в 3-4 раза.)

4. Биокосное вещество – косное в-во, преобразованное живыми организмами (Почва, ил, природные воды, газо- и нефтеносные сланцы, битумные пески, часть осадочных пород, с некоторыми оговорками – даже атмосферный воздух, кора выветривания, т.е. зона разрушения и преобразования горных пород под действием живых организмов)

5. Внеземноевещество – космического происхождения. Метеориты, космическая пыль.

Ученый впервые показал, что взаимодействие живого вещества с веществом косным есть часть большого механизма земной коры, благодаря которому происходят разнообразные геохимические и биогенные процессы миграции атомов, осуществляется их участие в геологических и биологических циклах. Химическое состояние наружной коры нашей планеты всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами, с деятельностью которых связан великий планетарный процесс – миграции химических элементов в биосфере. Один живой организм, каким бы слабым не был, в совокупности со всеми на протяжении длительного отрезка времени, выступает как мощный геологический фактор, играющий важную роль в жизни планеты, т.е.

1) сущность учения Вернадского заключается в признании исключительной роли «живого в-ва» преобразующего облик планеты, именно живые организмы улавливают и преобразуют лучистую энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира.

2) Вторым главным аспектом учения является представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды.

3) было обосновано представление о формах превращения вещества, путем биогенной миграции атомов, т.е. миграции химических элементов при участии живого вещества

4) важнейшей частью учения является представление о возникновении биосферы ее и развитии.

(теории возникновения жизни на земле, в т.ч. и по Вернадского сам –но на семинар).

Венцом творчества Вернадского стало учение о ноосфере. Или сфере разума

Понятие ноосфера появилось в связи с оценкой роли человека в эволюции биосферы. Человек способен изменить ту биосферу, к-рая складывалась в течение всей геологической истории земли 4-5 млрд. лет назад).

Действия человека отличаются от действия живых организмов, к-рые влияют только на те атомы, к-рые нужны им для роста, развития, питания, размножения, дыхания, а человек воздействует еще и на те, к-рые нужны для техники и цивилизованных форм жизни. И здесь обязательно должна идти речь об ответственности человека перед дальнейшей эволюцией планеты.

Сегодня под ноосферой понимают сферу взаимодействия природы и общества, в которой разумная деятельность людей становится главным, определяющим фактором развития.

В современную эпоху становление ноосферы теснейшим образом связано с овладением различными формами движения материи – первоначально механической, потом тепловой, химической, атомно-ядерной. На очереди овладение биологических форм движения – создание живых форм с помощью методов и средств биотехнологии и генной инженерии.

Формирующаяся ноосфера в своих главных проявлениях характеризуется следующими признаками:

1. Возрастающим количеством механически извлекаемого материала литосферы – ростом разработки месторождений полезных ископаемых. В 90-х годах ХХ столетия оно превышало 100 млрд т. в год.

2. Массовым потреблением продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох, главным образом, в энергетических целях. Химическое равновесие в биосфере в связи с эти смещается в сторону, противоположную глобальному процессу фотосинтеза, что неизбежно приводит к росту содержания углекислого газа в биосфере и уменьшению содержания свободного кислорода.

3. Процессы в ноосфере приводят к рассеиванию энергии Земли, а не к ее накоплению, что было характерным для биосферы до появления человека. Возникает важная энергетическая проблема.

4. В ноосфере создаются в массовом количестве вещества, которые ранее в биосфере отсутствовали. Происходит металлизация биосферы.

5. Характерно для ноосферы возникновение новых трансурановых химических элементов в связи с развитием ядерной технологии и ядерной энергетики. Овладение ядерной энергией происходит за счет деления тяжелых ядер. В недалеком будущем предвидится получение термоядерной энергии за счет синтеза легких ядер, что позволит полностью отказаться от горючих полезных ископаемых в качестве источника энергии.

6. Ноосфера выходит за пределы биосферы в связи с огромным прогрессом НТР. Возникла космонавтика, которая обеспечивает выход человека за пределы планеты Земля. Происходит освоение космического, околокосмического пространства с непредвиденными возможностями. Создается принципиальная возможность создания искусственных биосфер на других планетах.

7. С образованием ноосферы планета Земля переходит в новое качественное состояние. Если биосфера – это сфера Земли, то ноосфера – это сфера Солнечной системы. Ноосфера в будущем станет областью Солнечной системы в познавательных и производственных целях человеческого общества.

Разрабатывая тему ноосферы, Вернадский считал необходимыми условиями ее создания научное и культурное объединение всего человечества, усовершенствование средств связи и обмена, открытие новых источников энергии, подъем благосостояния трудящихся масс, равенство всех людей и исключение всех войн из жизни общества.

Какими бы утопическими не казались эти идеи, футурологи все больше склоняются к мысли о том, что именно данная стратегия может быть единственным выходом из сложившегося в наши дни кризиса цивилизации.

В наши дни учение Вернадского послужило естественно-научной основой рационального природопользования и ООС.

Дата добавления: 2015-06-27