Биосфера

Известно, что планета Земля биосферой, в которой существует и активно идет жизнь. То есть биосфера - это и есть то пространство, в котором сосредоточена жизнь и на которое распространяются законы экологии. Термин “биосфера” (биос-жизнь, спераз-шар) введено в биологию французским натуралистом Ж.-Б.Ламарком в 1803 году, а затем в геологию для обозначения области земной поверхности, населенной жизнью, австрийским геологом Эдуардом Зюс в 1875 г. Основы же учения о биосфере были заложены выдающимся ученым В.И.Вернадским. В своей книге «Биосфера», вышедшей в 1926 году, он рассматривал биосферу как единое термодинамическое пространство, в которой сосредоточена жизнь и осуществляется постоянное взаимодействие всего живого с неорганическими условиями среды. Но понятие “термодинамическое пространство” для вас еще трудно воспринимается. Поэтому определим понятие биосферы проще:

Биосфера - это пространство, в котором сосредоточена жизнь и осуществляется постоянное взаимодействие живого с неорганической средой, то есть это в общем-то экологическое пространство. Отсюда на основе этого учения был сформирован системный подход к рассмотрению экологических проблем.

В биосфере Земли В.И.Вернадский выделил семь различных и в тоже время взаимосвязанных видов веществ:

1) живое вещество – совокупность всех живых организмов;

2) биогенное вещество – уголь, нефть и др.;

3) косное вещество – минералы, глины и др.;

4) биокосное вещество – почвы, природные воды, илы;

5) радиоактивные вещества – радий, уран, торий и др.;

6) рассеянные атомы (химические элементы);

7) вещества космического происхождения – метеориты, пыль, протоны, нейтроны, электроны.

Всю совокупность живых организмов на планете он назвал живым веществом, рассматривая в качестве его основных характеристик суммарную массу, химический состав и энергию.

Биогенное вещество создается и перерабатывается живым веществом. Это источник чрезвычайно мощной потенциальной энергии (горючие полезные ископаемые). После образования биогенного вещества живые организмы в нем малодеятельны.

Косное вещество по Вернадскому – это совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют.

Биокосное вещество – особая категория веществ биосферы. Оно создается в биосфере одновременно живыми организмами и косным веществом, представляя системы динамического равновесия того и другого. Живое вещество в биокосном играет ведущую роль. Биокосные системы – почвы, вода, коры выветривания, донные отложения, свойства которых и генезис зависят от длительности воздействия живого вещества.

Появление жизни по Вернадскому – закономерный процесс самоорганизации материи, приведший к появлению стабильных форм ее существования, способных не только поддерживать себя, но и воспроизводить самих себя.

Организмы при этом представляют собой особые автономные вторичные системы динамических равновесий в первичном термодинамическом поле Земли. А живое вещество может рассматриваться как одна из независимых переменных энергетического поля планеты.

Обычно биосферу подразделяют на три геосферы: газовую оболочку, т.е. атмосферу, водную – гидросферу и твердую – литосферу.

Биосфера включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Литосфера - это часть земной коры. Вертикальная мощность поля существования жизни ограничивается в атмосфере протяженностью в 6 км. В этом поле наблюдаются положительные температуры и могут существовать хлорофилсодержащие растения. Нижний предел существования жизни в литосфере ограничивается дном океана (примерно до глубины 11 км) и температурой 100^оС - эта температура обнаруживается уже на глубине 6 км. Фактически жизнь в литосфере распространяется до глубины 3-4 км. Область жизни в атмосфере исчезает полностью за озоновым слоем на высотах 10-50 км.

Но мы не будем вдаваться в подробности существования экзотических форм жизни. Это удел биологов. Наша задача накормить, напоить, одеть, обуть и облагородить человека без значительного ущерба окружающей среде. Для существования человека, для осуществления его потребностей существует так называемая биогеосфера или пленка жизни. Это высоты до 3 км, вглубь земли до 10 м и вглубь моря до 100 м. Но это предельные высоты и глубины, в общем-то, экзотика. Вас, в первую очередь, должно интересовать то, что находится на поверхности Земли в городе, поселке, деревне или возле их. Здесь должны быть точки приложения вашего труда, направленного, как я уже говорил, на то, чтобы накормить, напоить, одеть, обуть и облагородить человека. То есть создать ему комфортные условия, которые не дает природа в естественном виде.

Положение человека в биосфере двояко. Как биологические объекты, люди зависят от физических факторов среды и связаны с питанием, дыханием, обменом веществ. Человеческий организм имеет свои приспособительные возможности, которые выработались в ходе биологической эволюции. Изменение физической среды обитания отражается на здоровье и работоспособности людей. В отклоняющихся от оптимальных условиях среды человек затрачивает много сил и средств на создание и поддержание комфортных условий. Однако, главной особенностью является взаимодействие человека с окружающей средой через создаваемую им культуру. Этим человек отличается от всех других видов живых организмов.

Но, создавая все более современную технику, технологию и материалы, люди стараются создать среду обитания, по возможности не зависящую от капризов природы. Однако, человек, будучи творческим существом, тем не менее сам является творением природы в буквальном смысле этого слова и остается неотделимой частью природных сообществ, если, конечно, придерживаться теории Ч.Дарвина об эволюции живой природы, а не инопланетной природы человека. То есть человеку нужно постоянно в своей деятельности искать золотую середину, а это удел в первую очередь технологов, чтобы эта деятельность была экологичной. То есть, как мы говорили в первой лекции, чтобы ваше производство из положительного не перешло в негативное отношение к биосфере.

При этом вам следует учитывать, что жизнь человеческого организма возможна только в определенных условиях: состав атмосферы, температура, структура солнечного излучения, наличие и чистота воды и пищи и др. На ряду с этим производство продуктов питания почти на 100% зависит от природных ресурсов - почвы и водных экосистем (гидропоника и искусственные системы дают незначительное количество продуктов питания). Особое значение для жизни человека имеет количество пресной воды, которая является природным ресурсом и важнейшей составной частью биосферы - самым удивительным минералом, как назвал ее профессор А.М.Черняев в своей книге “Поэзия и проза воды”. Ключевую роль в жизнеобоспечении играют и природные источники энергии, тоже являющиеся составной частью биосферы. В настоящее время уже отчетливо обозначилась ограниченность данного вида природных ресурсов. Это же можно сказать о запасах пресной воды и о плодородии почвенного слоя Земли. Есть еще один фактор, который надвигается на человека - это перенаселение Земли. Но многие из перечисленных факторов в России еще остро не чувствуются. Но мы живем на одной планете и придет время, когда придется потесниться.

Техническая мощь человечества достигла масштабов, соизмеримых с биосферными процессами. Человеческая деятельность на планете изменяет климат, влияет на химический состав атмосферы и мирового океана. Таким образом, с вхождением человечества в индустриальную стадию своего развития возникла угроза разрушения всех элементов биосферы - атмосферы, гидросферы и литосферы. В первую же очередь это касается наиболее чувствительного к условиям существования биосферного слоя - биогеосферы.

Но уже сейчас вместе с техническим оснащением растет и научная вооруженность человеческого общества. Одним из успехов естествознания ХХ века явилось осознание неразрывного диалектического единства природы и общества, необходимости перехода от концепции господства человека над природой к концепции взаимодействия с ней. В результате этого Вернадским было разработано учение о ноосфере – сфере разума.

Смысл учения заключается в следующем. Появление Человека на Земле означало новый огромный шаг в эволюции планеты. Его активность многократно ускоряет все эволюционные процессы, темпы которых быстро растут по мере развития производительных сил и технической вооруженности. Дальнейшее неконтролируемое, ненаправляемое развитие людей таит в себе опасности, которые трудно предвидеть. Именно поэтому однажды наступит время, когда дальнейшая эволюция планеты, а следовательно, и человеческого общества должна направляться Разумом. Биосфера станет постепенно превращаться в сферу Разума – ноосферу.

Трудность современного восприятия нового состояния биосферы заключается в том, что в создающейся переходной биосферно-ноосферной общности, которую принято называть техносферой, уже нет первозданной исторически сложившейся организованности биосферы и еще нет новой организованности ноосферы. В техносфере утрачена часть присущих биосфере свойств авторегулирования, хотя свои основные параметры она сохраняет. В связи с этим хозяйственная и социально-культурная деятельность человека, общества, всего человечества рассматривается научным и обыденным сознанием как глобальный экологический фактор, отрицательно действующий на окружающую среды и даже разрушающий ее.

Поиск по сайту: