| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
2.3. Вчення В.І.Вернадського про біосферу. Характеристика біосфери |
||
|
Екосистемою вищого рангу на Землі є біосфера оболонка планети, населена живою речовиною. г Поняття біосфери з'явилося в біології в XVIII в., проте спочатку воно мало зовсім інший зміст, ніж тепер. Біосферою іменували невеликі гіпотетичні глобули (ядра органічної речовини), які нібито складають основу всіх організмів. До середини XIX ст. в біології уточнюються позиції наукових уявлень про реальні органічних клітинах, і термін "біосфера" втрачає свій колишній сенс. До ідеї біосфери в її сучасному трактуванні прийшов Ж.-Б. Ламарк (1744-1829), засновник першої цілісної концепції еволюції живої природи, проте даний термін він не використав. Вперше в близькому до сучасного розумінні поняття "біосфера" ввів австрійський геолог Е. Зюсс, який у книзі "Походження Альп" (1875) визначив її як особливу, утворену організмами оболонку Землі. В даний час для позначення цієї оболонки використовуються поняття "біота", "біос", "жива речовина", а поняття "біосфера" трактується так, як його тлумачив академік В.І. Вернадський (1863-1945). Цілісне вчення про біосферу представлено в його стала класичною роботі "Біосфера" (1926). В.І. Вернадський визначив біосферу як особливу охоплену життям оболонку Землі. У фізико-хімічному складі біосфери В.І. Вернадський виділяє наступні компоненти: ? жива речовина - сукупність всіх живих організмів; ? відсталу речовину - неживі тіла або явища (газь $ атмосфери, гірські породи магматичного, неорганічного походження тощо); f ? биокосное речовина - різнорідні природні тіла (поч-1 ви, поверхневі води тощо); ? біогенна речовина - продукти життєдіяльності жи-> вих організмів (гумус грунту, кам'яне вугілля, торф, нафта, сланці тощо); ? радіоактивна речовина;> 28 ? розсіяні атоми; ? речовина космічного походження (космічний пил, метеорити). Згідно поглядам В.І. Вернадського весь вигляд Землі, всі її ландшафти, атмосфера, хімічний склад вод, товща осадових порід зобов'язані своїм походженням живому речовини. Життя - це сполучна ланка між космосом і Землею, яке, використовуючи енергію, що приходить з космосу, трансформує відсталу речовину, створює нові форми матеріального світу. Так, живі організми створили грунт, наповнили атмосферу киснем, залишили після себе кілометрові товщі осадових порід і паливні багатства надр, багаторазово пропустили через себе весь обсяг Світового океану. В.І. Вернадський не займався проблемою виникнення життя, він розумів її як природний етап самоорганізації матерії в будь-якій частині космосу, що приводить до виникнення все нових форм її існування. Вчення В.І. Вернадського націлювали на вивчення живих, відсталих і біокосні тіл в їх нерозривній єдності, що зіграло значну роль у підготовці натуралістів до цілісного сприйняття природних систем. З урахуванням сучасних уявлень, біосфера містить оболонку Землі, яка містить всю сукупність живих організмів і частину речовини планети, що знаходиться в безупинному обміні з цими організмами. Іншими словами, біосфера - це область активного життя, яка охоплює нижню частину атмосфери, всю гідросферу і верхні горизонти літосфери. Структура біосфери являє собою сукупність газоподібної, водної та твердої оболонок планети і живої речовини, їх населяє. Маса біосфери становить приблизно 0,05% маси Землі, а її обсяг - 0,4% обсягу планети. Межі біосфери визначає поширення в ній живих організмів. Незважаючи на різну концентрацію і різноманітність живої речовини в різних районах земної кулі, вважається, що горизонтальних кордонів біосфера не має. Верхня ж вертикальна межа існування життя обумовлена не стільки низькими температурами, скільки згубним дією ультрафіолетової радіації і космічного випромінювання сонячного і галактичного походження, від якого жива речовина планети захищено озоновим екраном. Максимальна концентрація молекул озону (трехатомарного кисню) припадає на висоту 20-25 км, де товщина озонового шару складає 2,5-3 мм. Озон інтенсивно поглинає радіацію на ділянці сонячного спектра з довжиною хвилі менше 0,29 мкм. Оскільки межа біосфери обумовлена полем існування життя, де можливе розмноження, то вона збігається з кордоном тропосфери (нижнього шару атмосфери), висота кото 30 рій від 8 км над полюсами до 18 км над екватором Землі. До складу біосфери повністю входить вся гідросфера (океани, моря, озера, річки, підземні води, льодовики, снежники), потужність якої складає 11 км. Найбільша концентрація життя зосереджена до глибини 200 м, в так званій евфотіче-ської зоні, куди проникає сонячне світло і можливий фотосинтез. Саме тут сконцентровані всі фотосинтезуючі рослини і продукується первинна біологічна продукція. Глибше починається дісфотіческая зона, де панує темрява і відсутні фотосинтезирующие рослини, але активно переміщаються представники тваринного світу, безперервним потоком опускаються на дно відмерлі рослини і останки тварин. Нижня межа біосфери в межах літосфери лежить в середньому на глибині 3 км від поверхні суші і 0,5 км нижче дна океану. Про більш глибокому проникненні життя в товщі літосфери відомостей немає. На кордоні атмо-, гідро-і літосфери сконцентрована найбільша маса живої речовини планети, і ця земна оболонка названа біогеосфери, або плівкою життя. Тільки в її межах можливі життєдіяльність і існування людини. Сумарна біомаса живої речовини біосфери становить 2-3 трлн т, причому 98% її - це біомаса наземних рослин. Біосферу населяють близько 1,5 млн видів тварин і 500 тис. видів рослин. Однак якщо подумки рівномірно розподілити все живе речовина по поверхні планети, то вийде шар завтовшки всього близько 2 см. Разом з тим у процесах самоорганізації біосфери жива речовина відіграє сьогодні провідну роль і виконує наступні функції: ? енергетичну - перерозподіл сонячної енергії між компонентами біосфери; ? средообразующую (газову) - в процесі життєдіяльності живої речовини створюються основні гази: азот, кисень, вуглекислий газ, метан та ін; ? концентрационную - вилучення та накопичення живими організмами біогенних елементів (кисню, вуглецю, водню, азоту, натрію, магнію, калію, алюмінію, сірки тощо) у концентраціях, в сотні тисяч разів перевищують їх вміст у навколишньому середовищі; ? деструктивну (проявляється у мінералізації органічної речовини); ? окислювально-відновну (полягає в хімічному перетворенні речовин біосфери). 31 Жива речовина знаходиться в постійному енергетичному обміні із зовнішнім світом. Воно є основним організуючим елементом у підтриманні кругообігу речовин, забезпеченні динамічної рівноваги екологічних систем. Процес створення органічної речовини в біосфері відбувається одночасно з протилежними процесами споживання і розкладання його гетеротрофних організмами на вихідні мінеральні сполуки (воду, вуглекислий газ та ін.) Так здійснюється кругообіг органічної речовини в біосфері при участі всіх населяють її організмів, що отримав назву малого, або біологічного (біотичного), кругообігу речовин на відміну від особи, якій сонячною енергією великого, або геологічного, круговороту, найбільш яскраво проявляється у кругообігу води і циркуляції атмосфери. Великій кругообіг відбувається протягом усього геологічного розвитку Землі і виражається в перенесенні повітряних мас, продуктів вивітрювання, води, розчинених мінеральних сполук, забруднюючих речовин, у тому числі радіоактивних. Малий (біологічний) круговорот починається з виникнення органічної речовини в результаті фотосинтезу зелених рослин, тобто утворення живої речовини з вуглекислого газу, води і простих мінеральних сполук з використанням променистої енергії Сонця. Рослини (продуценти) витягують з грунту в розчиненому вигляді сірку, фосфор, мідь, цинк та інші елементи. Травоїдні тварини (консументи I порядку) поглинають з'єднання цих елементів у вигляді їжі рослинного походження. Хижаки (консументи II порядку) харчуються рослиноїдних тваринами, споживаючи їжу більш складного складу, включаючи білки, жири, амінокислоти і т.д. Останки тварин і відмерлі рослини переробляються комахами, грибами, бактеріями (редуцентами), перетворюючись на мінеральні та найпростіші органічні сполуки, які у грунт і знову споживані рослинами. Так починається новий виток біологічного кругообігу (рис. На відміну від великого кругообігу малий має різну тривалість: розрізняють сезонні, річні, багаторічні і вікові малі кругообіги. Біосфера є надзвичайно складною екосистемою, що працює в стаціонарному режимі на основі тонкої регуляції всіх складових її частин і процесів. Як свідчать дані досліджень, принаймні останні 600 млн років характер основних кругообігів на Землі істотно не мінявся, змінювалися лише швидкості геохімічних процесів. Стабільний стан біосфери зумовлений у першу чергу діяльністю живої речовини, що забезпечує певну швидкість трансформації сонячної енергії та біогенної міграції атомів. 32 Продуценти (автотрофи): синтез органічних речовин з неорганічних сполук за допомогою фотосинтезу Неорганічне речовина Живе органічна речовина Гетеротрофи (гетеротрофи): споживання органічних сполук як джерело речовини і енергії Гетеротрофи I порядку - фітофаги Гетеротрофи II порядку ~ | Гетеротрофи III порядку I пліт ° ядние Гетеротрофи IV порядку J <ХИЖАКИ) Мертве органічна речовина _Т_ Редуценти (гетеротрофи): розкладання мертвого органічної речовини до неорганічних сполук Рис 2.4. Схема біотичного кругообігу в екосистемі Разом з тим втручання людини у природні кругообіги призводить до серйозних змін у стані біосфери. Повертаючись до вчення В.І. Вернадського, необхідно відзначити, що він оцінив появу людини на Землі як величезний крок в еволюції планети. Вчений вважав, що з виникненням людини і розвитком його виробничої діяльності людство стає основним геологічним фактором всіх відбуваються в біосфері планети змін, які купують глобальний характер: "Людство, взяте в цілому, стає потужною геологічною силою" 1. Подальше неконтрольоване розвиток діяльності людей таїть у собі велику небезпеку і тому, вважав В.І. Вернадський, біосфера повинна поступово перетворюватися в ноосферу, або сферу розуму (від грецьких поое - розум, БрЬапа - куля). Засновниками концепції ноосфери можна вважати трьох учених - видного французького математика, антрополога і палеонтолога Е. Леруа (1870-1954), французького теолога, палеонтолога і філософа П. Тейяра де Шардена (1881-1955) і 1 Вернадський В.І Біосфера і ноосфера. М., 1989. С. 205. 2 Про Шимова, Н Сокшювсхій 33 видатного російського вченого-натураліста В.І. Вернадського. Всі вони однаково підходили до оцінки людської історії, органічно продовжує природну історію. У концепції ноосфери розум людини постає природним, космічним явищем. Але найбільший внесок у розвиток ідеї ноосфери як закономірного етапу не тільки в історії суспільства, але і біосфери в цілому, вніс В.І. Вернадський, тому вчення про ноосферу асоціюється саме з його ім'ям. Під поняттям "ноосфера" вчений мав на увазі вищу форму розвитку біосфери, яка визначається гармонійно співіснують процесами розвитку суспільства і природи. Вчення В.І. Вернадського про ноосферу стверджує принцип спільної еволюції людства та природного середовища (зараз цей процес називають коеволюція), націлює на пошук практичних шляхів забезпечення суспільно-природної рівноваги. Поняття "ноосфера" відображає майбутнє стан раціонально організованою природи, новий етап розвитку біосфери, епоху ноосфери, коли подальша еволюція планети буде направлятися розумом з метою забезпечення необхідної гармонії у співіснуванні природи і суспільства. Наступний етап у розвитку концепції ноосфери повинен полягати в тому, щоб зрозуміти, як досягти цієї гармонії. Мабуть, процес спільного (коеволюційного) гармонійного розвитку людського суспільства і біосфери може бути забезпечений тільки завдяки науці, що дозволяє оцінити екологічні наслідки великомасштабних природопреобразующей проектів і знайти шляхи екологобезпечного існування.
|
||
| « Попередня | Наступна » | |
|
|
||
Інформація, релевантна "2.3. Вчення В.І.Вернадського про біосферу. Характеристика біосфери" |
||
|
||