A bioszféra tana hozzátartozik. A bioszféra folyamatok tanának eredete

0

A bioszféra (a görög biosz - élet szóból) a föld felszíni rétege, amelyet élő szervezetek laknak és tevékenységeik megváltoztatnak. A bioszféra egyetlen termodinamikai héj, amelyben az élet koncentrálódik, és állandó kölcsönhatás megy végbe az élő szervezetek és a bolygó szervetlen erőforrásai között. A bioszféra magában foglalja a légkör alsó részét, a hidroszférát és a litoszféra felső részét az élő szervezetek mellett. A bioszféra a természeti környezet fogalmának szinonimája. A „bioszféra” kifejezést E. Suess osztrák geológus vezette be 1873-ban.

A bioszféra és evolúció doktrínájának megalkotója V. I. Vernadsky (1863-1945), a geokémia és a biogeokémia megalapítója. Emellett elméletet terjesztett elő az emberi környezetre gyakorolt ​​erőteljes hatásról és a modern bioszféra nooszférává (az elme szférájává) való átalakulásáról. V. I. Vernadsky szerint „az élő természet a bioszféra megnyilvánulásának fő jellemzője, amely élesen megkülönbözteti a többi földi héjtól. A bioszféra szerkezetét elsősorban és leginkább az élet jellemzi.” Vernadsky tanítása a bolygó, mint fejlődő önszabályozó rendszer tanulmányozásának alapvetően új megközelítését jelzi. A geokémia megalapítójaként V. I. Vernadsky végezte az első tanulmányokat a földkéreg, a hidroszféra és a légkör kölcsönható elemeinek szerkezeti és összetételi mintáiról, és tanulmányozta a kémiai elemek vándorlását a litoszférában. 1923-ban elméletet fogalmazott meg az élő szervezetek vezető szerepéről a geokémiai folyamatokban; 1926-ban - a bioszféra és az élőanyag fogalma és meghatározása. V. I. Vernadsky megalkotta azt a doktrínát, amely szerint az élő anyag, amely átalakítja a napsugárzást, a szervetlen anyagokat egy folyamatos körforgásba vonja be - ez a biogeokémia központi fogalma.

Maga a Föld bolygó heterogén szerkezetű, és koncentrikus héjakból (geoszférákból) áll. A külső héjak közé tartozik a litoszféra, a hidroszféra és az atmoszféra, a belső héjakhoz a földköpeny és a mag.

A geoszférák sajátos jellemzőkkel rendelkeznek:

Aggregált heterogenitás - a gömbök aggregáltsági állapotukban különböznek: szilárd, folyékony, gáznemű. De a cserefolyamat eredményeként a szférák kölcsönhatásba lépnek. Évente mintegy 519 10 3 m 3 víz párolog el a tározók felszínéről, esők, ködök hatására megközelítőleg ugyanennyi hullik a talajra, megváltoztatva a légkör és a litoszféra páratartalmát;

Térbeli heterogenitás - a szerves és ásványi anyagok egyenetlen eloszlása. Az anyagok nagy része a litoszférában és a hidroszférában, egy kis része pedig a légkörben található;

Az energia heterogenitás a napenergia (hő és fény) egyenetlen eloszlása ​​a Föld felszínén.

A geoszféra különböző héjai közötti összekötő tényezőt az anyagcsere-folyamatok jelentik, a biota hatására bekövetkező anyagcsere-folyamatok nagy szerepet játszanak - a litoszféra felső rétegeiben az összes anyag mintegy 90%-át az élő szervezetek alakítják át; . V. I. Vernadsky szerint a bioszféra anyaga a következőkből áll:

Élőanyag - a modern élő szervezetek biomasszája;

Biogén anyag - a törmelék minden formája, valamint tőzeg, szén, olaj és biogén eredetű gáz;

Bioinert anyag - tápanyagok keverékei nem biogén eredetű ásványi kőzetekkel (talaj, iszap, víz, gáz és olajpala, kátrányos homok, üledékes karbonátok egy része);

Inert anyagok - kőzetek, ásványok, üledékek, amelyeket nem érint az élőlények közvetlen biogeokémiai hatása.

A bioinert anyag ásványi bázisú anyag, amelyet az élő szervezetek létfontosságú tevékenysége radikálisan átalakít. Ez elsősorban talajtakaró, melynek termőképessége a szervesanyag-tartalomtól, valamint az oxigén- és víztartalomtól függ. Fennállásának évmilliói alatt a bioszféra az evolúciós fejlődés összetett pályáján ment keresztül. Az evolúció első szakasza az élet élettelen anyagból való megjelenése volt, ami az egyszerű szerves vegyületek megjelenése miatt vált lehetővé külső abiotikus tényezők - magas hőmérséklet, ultraibolya sugárzás, vulkáni aktivitás - hatására. Az élet evolúciójának második szakasza a szerves vegyületek szintézisének és lebontásának nevezhető, amikor egyes vegyületek bomlástermékei anyagként szolgálnak mások felépítéséhez.

V. I. Vernadsky azt javasolta, hogy a Föld összes élő szervezetét „élő anyagnak” nevezzék, és az élő szervezetek számát egységnyi területre vagy térfogatra vonatkoztatva biomasszának nevezzék. V. I. Vernadsky az élő anyagot a bioszféra energiahordozójának és a Föld legfontosabb átalakító erejének tekintette. Jelenleg több mint 2 millió élőlényfaj létezik.

Az élő anyag funkciói a bioszférában változatosak:

Gázcsere, amely a légkör kialakulásához vezetett, és az oxigén, szén-dioxid, ammónia, vízgőz stb. felszívódásához és felszabadulásához kapcsolódik;

Oxidatív folyamat, amely a gázcsere része;

A helyreállítási folyamat, amely a szerves anyagokat szervetlen anyagokká alakító alacsonyabb rendű szervezetek tevékenységének eredménye;

Koncentrációs folyamat, amelynek során a diszpergált anyagokat a környezetből kivonják és kis térfogatban felhalmozzák.

A modern kutatás módosította a bioszféra szerkezetének megértését. Kimutattuk, hogy a „bioszféra” fogalmába csak azokat az elemeket és jellemzőket kell belefoglalni, amelyek a bióta ellenőrzése alatt állnak, és nem tartalmazhatja a geológiai múlthoz kapcsolódó természeti összetevőket. Így a bioszféra magában foglalja az élő szervezetek teljes halmazát és minden olyan anyagot, amely az élő szervezetek általi fogyasztás, átalakítás és termelés ellenőrzése alatt áll.

Az élő anyag bioszférában betöltött szerepének megértéséhez V. I. Vernadsky három alapvető biogeokémiai alapelve nagyon fontos:

I. elv: a kémiai elemek atomjainak biogén migrációja a bioszférában mindig a maximális megnyilvánulásra törekszik. Bármely ökoszisztéma fokozatos fejlődése a teljes energiaáramlás növekedéséhez vezet. Ez a minta az élőlények terjedési és fejlődési képességében nyilvánul meg;

II. alapelv: a fajok geológiai időn keresztüli evolúciója, amely a bioszférában stabil életformák létrejöttéhez vezet, olyan irányba halad, amely fokozza az atomok biogén vándorlását. Ezen elv szerint az evolúció során előnyt élveznek azok az élőlények, amelyek megszerezték az új energiaformák asszimilálásának képességét, vagy „megtanulták” a más szervezetekben tárolt kémiai energia teljesebb felhasználását;

III. alapelv: az élő anyag folyamatos kémiai cserében van az őt körülvevő kozmikus környezettel, és a Nap kozmikus energiája hozza létre és tartja fenn bolygónkon. Ez az elv nagyon fontos azoknak a folyamatoknak a megértéséhez, amelyeket általában biológiai struktúrák önszerveződésének neveznek.

V. I. Vernadsky bioszféra evolúciójáról szóló tanításának fő gondolatai a következők:

Először a litoszféra alakult ki, majd megjelentek az élő szervezetek, és ezek kölcsönhatása következtében kialakult a bioszféra;

A Föld geológiai története során soha nem figyeltek meg olyan geológiai korszakokat, amelyek mentesek az élet megnyilvánulásaitól. Következésképpen a modern élőanyag genetikailag rokon az elmúlt geológiai korszakok élőanyagával;

A litoszférában a kémiai elemek atomjainak migrációjában az élő szervezetek a fő tényező;

Az élő szervezetek tevékenységének geológiai hatása abból adódik, hogy számuk végtelenül nagy, és végtelenül hosszú ideig fejtik ki hatásukat;

A bioszférában zajló folyamatok kialakulásának fő hajtóereje az élő anyag biokémiai energiája.

A környezet biotikus szabályozásának biztosításához szükséges, hogy a bioszféra bizonyos küszöbterheléseit ne lépjük túl. Ugyanakkor a megművelt növények, háziállatok, mezőgazdasági területek és az ember által intenzíven kiaknázott erdők elvesztették biológiai szabályozási képességüket. Napjainkban az emberek, a kultúrnövények és a háziállatok biomasszája az összes természetes faj biomasszájának körülbelül 20%-át teszi ki. A bioszféra antropogén megzavarása a természetes biotikus szabályozás teljes elvesztéséhez vezethet, majd globális léptékű technogén környezetirányítási rendszer létrehozására lesz szükség. Egy ilyen feladat teljesítése lehetetlen, hiszen az emberiség nem képes feldolgozni olyan nagyságú információáramlást, amely a biótából származik, mert például a földfelszín minden négyzetcentiméterét több száz élő szervezet tevékenysége határozza meg, amelyekben A sejtekben az anyag, az energia és az információ átalakulása is megtörténik. Korunk fő problémája az, hogy megakadályozzuk, hogy a bioszférában olyan változások menjenek végbe, amelyek árthatnak az emberiségnek. V. I. Vernadsky akadémikus szerint „az ember a bolygónk arculatát megváltoztató legnagyobb geológiai erővé válik”.

A bioszféra stabilitása számos tényezőtől függ, amelyek lényege a következő:

A bioszféra külső energiaforrásokat - a napenergiát és a Föld belsejének energiáját használja fel a biogeokémiai folyamatokhoz. Az evolúciós fejlődés eredményeként a bolygón termikus egyensúly alakult ki;

A bioszféra az anyagokat ciklusok rendszerén keresztül használja fel. A biogeokémiai ciklusok evolúciósan alakulnak ki, és nem vezetnek káros hulladékok felhalmozódásához;

A bioszférában óriási a fajok és biológiai közösségek sokfélesége. A fajok sokfélesége olyan tényező, amely növeli az ökoszisztéma külső tényezőkkel szembeni ellenállását;

A bioszféra folyamatosan alkalmazkodik a folyamatosan változó körülményekhez;

A bioszférában a populáció méretének önszabályozása megy végbe, ami a környezeti tényezőktől függ.

A légkör a bolygó gáznemű héja, amely különféle gázok, vízgőz és por keverékéből áll. A kozmikus port és meteoritanyagot befogadó Föld elveszíti a legkönnyebb gázokat: a hidrogént és a héliumot. A Föld légkörét keresztül-kasul behatol a Nap erős sugárzása, amely meghatározza a bolygó felszínének hőkezelését, ami a légköri gázok molekuláinak disszociációját és az atomok ionizációját okozza.

A légkör troposzférára (15 km-ig), sztratoszférára (mezoszférára) (15-80 km), termoszférára (80-300 km), exoszférára (több mint 300 km) oszlik. A vékony felső légkör nagy része főleg ionokból áll. Ezt a területet ionoszférának nevezik (80-1200 km). A légkör tömegének nagy része viszonylag egyenletes nitrogén-oxigén összetételű. A troposzféra tartalmaz lebegő szilárd és folyékony részecskéket is, amelyeket általában aeroszoloknak neveznek. A légkör fő összetevői a nitrogén, az oxigén, az argon és a szén-dioxid.

A hidroszféra a Föld összes vizének összessége: kontinentális (mély, talaj, felszíni), óceáni, légköri vizek. A Föld különleges vízhéjaként itt csak a bolygó felszínén található vizeket tekintjük - kontinentális és óceáni.

A víz nagy mobilitása miatt mindenhol behatol a különféle természeti képződményekbe. Gőzök és felhők formájában találhatók meg a föld légkörében, óceánokat és tengereket alkotnak, fagyott állapotban léteznek a kontinensek hegyvidékein, és erőteljes gleccserhéjak formájában borítják be a szárazföld sarki területeit. A légköri csapadék behatol az üledékes kőzetek rétegeibe, talajvizet képezve. A víz számos anyagot képes feloldani, ezért a hidroszféra vizei változó koncentrációjú természetes oldatnak tekinthetők.

Rizs. 1. A bioszféra stabilitásának tényezői

2. ábra A bioszféra szerkezete

A hidroszféra szoros kapcsolatban áll a litoszférával (talajvíz), a légkörrel (gőznedvesség) és a bioszféra élőanyagával, melynek lényeges alkotóeleme.

A természetes vizek tömegének legnagyobb része (94%) a Világóceán vize.

A litoszféra a Föld felső szilárd héja, amely a mélységgel fokozatosan átalakul alacsonyabb anyagerősségű gömbökké, beleértve a földkérget és a Föld felső köpenyét. A litoszféra vastagsága a földkéreggel együtt 50...100 km - kontinenseken akár 75 km, az óceán feneke alatt pedig 10 km.

A földkéreg kémiai összetételét elsősorban nyolc elem képviseli: oxigén, szilícium, alumínium, vas, kalcium, magnézium, nátrium, kálium.

A földkéreg különböző típusú és eredetű kőzetekből áll. Az üledékes kőzetek aránya 9,2%, a metamorf kőzetek - 20%, a magmás kőzetek - 70,8%.

A kontinensek felszínét 80%-ban üledékes kőzetek foglalják el, az óceán fenekét pedig szinte teljes egészében friss üledékek alkotják, amelyek a kontinentális anyagok lebontásának és a tengeri élőlények tevékenységének termékei.

A földkéreg kontinentális része a hosszú geológiai történelem során egy-egy korszakban a bioszférában helyezkedett el, ami rányomta bélyegét az üledékes kőzetek és a bennük formált ásványi lerakódások megjelenésére, összetételére és eloszlására. olaj, szén, olajpala, kovasav és karbonátos kőzetek, amelyek az élőlények múltbeli tevékenységeihez kapcsolódnak. Ezért a kontinentális kéreg közvetlen és közvetett kapcsolatban állt és van a bioszférával.

„Az intelligenciával megajándékozott élőlény megjelenésével a bolygó történelmének új szakaszába lép – írta V. I. Vernadsky. A bioszféra nooszférává változik."

A nooszféra a bioszféra új evolúciós állapota, amelyben az intelligens emberi tevékenység döntő tényezővé válik fejlődésében. A nooszféra a Föld szerves bolygóhéja, amelyet emberek laknak be és racionálisan alakítanak át az élet megőrzésének és fenntartásának törvényei szerint a társadalom és a természeti környezet harmonikus együttélése érdekében. V. I. Vernadsky úgy vélte, hogy az ember megjelenésével és az ipari tevékenység fejlődésével a fő geológiai tényező szerepe és a bolygón bekövetkező összes változásért való felelősség átszállt az emberiségre. Véleménye szerint a nooszféra fejlődése nemcsak a természeti és a társadalmi jelenségek harmonikus kombinációját feltételezi, hanem mindenekelőtt az egyenlőség, a jóság és az igazságosság eszményein alapuló harmonikus kapcsolatok kialakítását az emberek között. Az emberi termelési tevékenység eredményeként a műszaki és a természeti komplexumok komplex kölcsönhatási struktúrái, úgynevezett természeti-technikai georendszerek jöttek létre. Ezek sajátos képződmények, amelyek mai eloszlása ​​nagymértékben meghatározza a Föld földrajzi burkának lényegét.

A nooszférát a természet törvényei és a társadalmi-gazdasági törvények, valamint az emberi közösség fejlődési törvényei közötti szoros kapcsolat jellemzi. Az ember által létrehozott tevékenységek és a természet közötti harmónia csak akkor lehetséges, ha az alábbi feltételek teljesülnek:

A bolygó természeti erőforrásainak hosszú távú tervezése és ésszerű felhasználása;

Magas szintű technológiai és energetikai fejlettség, figyelembe véve a hosszú távú eredményeket;

Kizárólag környezetbarát anyagok, termékek, technológiák fejlesztése, felhasználása az életciklus figyelembevételével;

A másodlagos anyag- és energiaforrások maximális felhasználása;

Az emberi populáció ellenőrzése;

Az ésszerű emberi szükségletek kialakítása;

Egy személy oktatása és az ésszerűtlen szükségletek korlátozása;

Az emberek gazdasági, politikai és nemzeti széthúzásának leküzdése;

A természeti környezet állapotának globális monitorozásának megvalósítása stb.

A nooszféra doktrínája nemcsak tudományos álláspont, tudományos elmélet, hanem figyelmeztetés is az emberiség számára. Mivel mindenekelőtt az emberiség határozza meg a bioszféra további fejlődésének menetét, maga is része annak, és azon kívül nem létezhet (mindenesetre a technológia és a technika jelenlegi színvonala mellett), a társadalomnak feltétlenül felelősséget kell vállalnia a bioszféra későbbi evolúciója.

Komoly lépés a nooszférába való átmenet felé a fenntartható fejlődés koncepciójának átvétele. A társadalom és a természet között kialakult ellentmondások felszámolása az emberek életminőségének romlása nélkül csak stabil társadalmi-gazdasági fejlődés keretein belül lehetséges, amely nem rombolja le az önszabályozás természetes biotikus mechanizmusát. Ezt a fejleményt a Természetvédelmi Világszövetség (1980) által készített „World Conservation Strategy” jelentés „fenntartható fejlődésnek” nevezte, oroszra fordítva „fenntartható fejlődésnek”. Tágabb értelemben a fenntartható fejlődés a társadalom új típusú működésének megfelelő folyamat, amelynek gazdasági, társadalmi, környezeti és kulturális paraméterei gyökeresen eltérnek az antropocentrikus ökológia keretei között kialakulttól. A fenntartható fejlődés nem lehetséges a környezetgazdálkodás optimalizálása nélkül.

Felhasznált irodalom: Grafkina M.V., Mikhailov V.L., Ivanov K.S.
Egy autó ökológiája és környezetbiztonsága: tankönyv / M. V. Grafkina, V. A. Mikhailov, K. S. Ivanov. -M.:
FÓRUM, 2009. - 320 p. - (Felsőfokú oktatás).

Kivonat letöltése: Nincs hozzáférése a fájlok letöltéséhez a szerverünkről.

A Föld bioszférájáról szóló doktrína a modern természettudomány egyik legnagyobb és legérdekesebb általánosítása. Ez a tudományos alapja a természeti objektumok tanulmányozásának és a modern termelés szervezésének integrált megközelítésének.
Az élet a bolygón csak a légkör, a hidroszféra és a litoszféra egy vékony rétegében fordul elő és fejlődik ki. A földnek ezt a vékony, élőlények által lakott héját általában bioszférának nevezik.
A bioszféra az „élet” területe, az a tér a földgömb felszínén, amelyben élőlények élnek.
V.I. nagyszerűsége Vernadsky szerint ő volt az első, aki megértette és tudományosan alátámasztotta az ember és a bioszféra egységét.
Vlagyimir Ivanovics Vernadszkij (1863-1945) - kiemelkedő orosz tudós, mineralógus és krisztallográfus, a geokémia és a biogeokémia egyik alapítója.
Ennek a tanításnak a lényege: a bioszféra a Föld minőségileg egyedi héja, melynek fejlődését nagyban meghatározza az élő szervezetek tevékenysége.

V.I. tanításainak főbb rendelkezései. Vernadsky a bioszféráról.
Először is V.I. Vernadsky meghatározta a Föld bioszférája által lefedett teret. A bioszféra (görögül "biosz" - élet; "gömb" - labda) a Föld héja, amelyben a földfelszínen, a talajban, a légkör alsó rétegeiben és a hidroszférában élő különféle organizmusok élete fejlődik.
A Föld bolygót három felszíni geoszféra – a hidroszféra, a litoszféra és a légkör – jelenléte jellemzi.
Hidroszféra, vagy a Föld vízhéját óceánok, tengerek, tavak, folyók és mesterséges tározók képviselik. A vízhéj a földgömb felszínének mintegy 71%-át borítja, a legnagyobb mélység a Csendes-óceán nyugati részén eléri a 11,5 km-t (Mariana-árok).
Litoszféra, vagyis a földkéreg, a földgömb több tíz kilométer vastag külső kemény héja. A bioszférával összefüggésben a litoszféra általában csak a felszíni részét - a talajt - jelenti.
Légkör, vagy léghéj, több rétegből áll: a troposzféra a Föld felszíne felett 15 km-es magasságig; a sztratoszféra ózonpajzsa 100 km magasságig; az ionoszféra, amely egy 500 km magas, ritka gázréteg.
A bioszféra a következőket tartalmazza:
1) Élő szervezetek (növények, állatok, mikroorganizmusok).
2) Troposzféra (a légkör alsó rétege).
3) Hidroszféra (óceánok, tengerek, folyók stb.).
4) Litoszféra (a földkéreg felső része).

A bioszféra kora körülbelül 4 milliárd év.

A bioszféra szerkezeti diagramja
Vernadsky az anyagok következő kategóriáit különböztette meg:
1) élő anyag - a bioszférában lakó élő szervezetek halmaza (a legegyszerűbb vírusoktól az emberig), amelyet kémiai összetétel, tömeg, energia, információ jellemez; átalakítja a napenergiát és folyamatos körforgásba vonja be a szervetlen anyagokat). Az élő anyag a „bioszféra funkciója”, a bioszféra pedig az élő anyag fejlődésének eredménye.
2) biogén anyag - élő szervezetek hulladéktermékei (szén, olaj, tőzeg, kréta);
3) bioinert anyag - a kőzetek és üledékes kőzetek élő szervezetek (talajok, iszap, természetes vizek) általi bomlásának és feldolgozásának termékei. Ásványi bázisú, melyet az élőlények élettevékenysége (talajtakaró, levegő, víz) gyökeresen átalakít.
4) inert anyag - minden, aminek nincs kapcsolata az élőlényekkel (fagyott láva, vulkáni hamu).
5) Radioaktív elemek (rádium, urán, tórium stb.) bomlásából származó radioaktív anyagok.
6) A földkéregben szétszórt állapotban elhelyezkedő, szórt atomok (kémiai elemek).
7) Kozmikus eredetű anyag - meteoritok, protonok, neutronok, elektronok.
A bioszférán belül 4 élő környezet van: két holt (víz, levegő), egy bioinert (talaj) és egy élő (szervezet).
Az ökoszisztémában lezajló folyamatok (az élőlények száma, fejlődésük sebessége stb.) az ökoszisztémába kerülő energia mennyiségétől, illetve az ökoszisztémában az anyagok körforgásától függenek. A bioszféra egy energetikailag nyitott rendszer, amelyben az energia a külső környezetből nyelődik el.
Bolygónk élőanyaga különféle formájú és méretű organizmusok hatalmas változatosságában létezik. Jelenleg több mint 2 millió organizmus él a Földön, ebből 0,5 növény, 1,5 növény és mikroorganizmus (ebből 1 millió rovar).
Az élőlény fő jellemzője a sejttevékenység és az információátadás mellett az energiafelhasználás módja. Az élőlények a tér energiáját napfény formájában felfogják, összetett szerves vegyületek (biomassza) energiája formájában megtartják, egymásnak adják át és más típusú (mechanikai, elektromos, termikus) energiává alakítják át. Az élettelen anyagok elsősorban az energiát disszipálják.
Az élő anyag, a bioszféra a Nap energiáját szabad energiává alakítja, amely képes munkát végezni. Az élet által végzett munka a kémiai elemek átvitele és újraelosztása a bioszférában.
Minden talaj és felszíni ásvány (csernozjom, agyag, mészkő, érc, szén és olajlelőhelyek) az élet hatására keletkezett.
Az organizmusok energiaátalakítása hőmérséklet-különbségeken és egyéb elveken alapul. Az élőlényeket vegyi gépeknek kell tekinteni, ahol a kémiai energia más energiaformákká alakul át.
Az élőlények működésének jellemzői:
önreprodukciós képesség;
polimer héjak kialakításának képessége, amelyek megvédik az élő anyagot az inert környezettől;
vegyi anyagok felhalmozódásának és továbbításának képessége
energiát, valamint kémiai reakciókat hajt végre normál hőmérsékleti és nyomási körülmények között melléktermékek képződése nélkül. Az élet a Földön ideális esetben környezetbarát.
A dinamikus egyensúly alapjaés a bioszféra fenntarthatósága az anyagok körforgása és az energia átalakítása.

Az anyagok körforgása a bioszférában

Az ökoszisztéma működésének alapelve- az erőforrások megszerzése és a hulladéktól való megszabadulás minden elem körforgásán belül történik.
Tekintsünk egy ilyen ciklust a bioszférát alkotó főbb összetevőkre.

Szénciklus

Vegyük például a szénciklust. A szén-dioxid-tartalékok kicsik a légkörben, fosszilis tüzelőanyagok formájában vannak jelen a földkéregben. Amikor körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt megjelent az élet a Földön, a légkör főként CO2-ból állt. Az első élőlények anaerobok, i.e. oxigén hiányában élt. Az oxigén felhalmozódása a zöld növények létezésének köszönhető. Jelenleg a földi készleteit 1,6-105 tonnára becsülik. A zöld növények 10 ezer év alatt képesek létrehozni ezt a tömeget. A különböző okokból a légkörbe kerülő szén-dioxidot a zöld növények felszívják, amelyek életfolyamataik során oxigént bocsátanak ki. Az állatok szerves vegyületek fogyasztása következtében pedig a szerves anyagok szén-dioxiddá oxidálódnak, amely a légkörbe kerül. Más szavakkal, a szén a biotikus ciklus fő résztvevője. Az emberek aktívan beavatkoznak ebbe a körforgásba, ami a következő 100 évben klímaváltozáshoz, óceánok emelkedéséhez, a légkör oxigéntartalmának csökkenéséhez stb.

Kén ciklus

A kén különféle vegyületekké alakul, és kering a bioszférában. Természetes forrásokból a következő formában kerül a légkörbe:
hidrogén-szulfid (H2S) - színtelen, bűzös mérgező gáz - vulkánkitörések során, a szerves anyagok bomlásakor mocsarakban és árapály-alföldeken;
kén-dioxid (SO;) - színtelen, fullasztó gáz a vulkánkitörések során;
szulfátsók részecskéi (például ammónium-szulfát) - az óceánvíz legkisebb fröccsenéseiből.
A légkörbe kerülő kénvegyületek körülbelül egyharmada és a kén-dioxid 99%-a antropogén eredetű. A kéntartalmú szén és olaj elégetése elektromos áram előállítására az összes antropogén eredetű kén-dioxid légkörbe történő kibocsátásának körülbelül kétharmadát teszi ki. A fennmaradó harmadot olyan technológiai folyamatok teszik ki, mint az olajfinomítás és a fémek olvasztása kéntartalmú réz-, ólom- és cinkércekből.
A légkörben a kén-dioxid oxigén hatására gáz-halmazállapotú kén-trioxiddá oxidálódik, amely vízgőzzel reagálva apró kénsavcseppeket (H2SO4) képez. Más légköri komponensekkel kölcsönhatásba lépve a kén-trioxid apró szulfátsók részecskéket képezhet. A kénsav és a szulfátsók hozzájárulnak a savas csapadék képződéséhez, ami megzavarja az erdei és vízi ökoszisztémák működését.

Víz körforgása

A hidrológiai körfolyamat, amely során a bolygó vízkészletének felhalmozódása, tisztítása és újraelosztása megtörténik, a következő. A napenergia és a gravitáció folyamatosan mozgatja a vizet az óceánok, a légkör, a szárazföld és az élő szervezetek között. A ciklus legfontosabb folyamatai a párolgás, a kondenzáció, a csapadékképződés és a víz visszaáramlása a tengerbe a ciklus újraindítása érdekében.
A beérkező napenergia hatására a víz elpárolog az óceánok, folyók, tavak, talajok és növények felszínéről, és belép a légkörbe. A szelek és a légtömegek a vízgőzt a Föld különböző területeire szállítják. A hőmérséklet csökkenése a légkör bizonyos részein a vízgőz lecsapódásához, felhők és ködképződéshez, valamint csapadékhoz vezet.
Az édesvíz egy része csapadék formájában visszatér a föld felszínére, és a gleccserekben megfagy. Azonban többnyire kitölti a mélyedéseket és üregeket, és a közeli tavakba, patakokba és folyókba ömlik, amelyek visszahordják az óceánba, és ezzel lezárják a körgyűrűt. Az édesvíznek ez a földfelszínről való lefolyása a talajeróziót is okozza, ami különféle vegyi anyagok mozgásához vezet más biogeokémiai ciklusokon keresztül.
A szárazföldre visszakerült víz nagy része mélyen beszivárog a fontba. Ott kilónyi víz halmozódik fel a víztartókban - földalatti tározókban. A földalatti források és patakok végül visszajuttatják a vizet a föld felszínére, folyókba, tavakba és patakokba, ahonnan ismét elpárolog vagy az óceánba folyik. A felszín alatti vizek körforgása azonban összehasonlíthatatlanul lassabban megy végbe, mint a felszíni és légköri vizeké.

A bioszféra evolúciója

Tehát a bioszféra fejlődési folyamatában megkülönböztetik 3 szint:
1) Bioszféra(ahol az embernek kevés hatása volt a természetre).
2) Biotechnoszféra
Technoszféra a céltudatos emberi tevékenység által létrehozott mesterséges objektumok és az e tevékenység által módosított természeti objektumok halmazát jelenti. A modern bioszféra a szerves világ és az élettelen természet hosszú fejlődésének eredménye. Az emberi társadalom a földi élet kialakulásának egyik állomása. Az emberi tevékenységeket a bioszféra szerves részének kell tekinteni. A technológia minőségileg új szakasza a fejlődésének. Felmerül a kérdés - milyen utat jár be az ember és a bioszféra fejlődése a jövőben, milyen eszközökkel lehet elkerülni a visszafordíthatatlan következményeket a természetben. A változásokat lehetetlen megakadályozni. Nyilván meg kell tanulnunk az ember és a természet közötti folyamatokat úgy irányítani, hogy azok kölcsönösen előnyösek legyenek.
3) Nooszféra - az elme szférája.
Ezt a koncepciót Le Roy francia matematikus és filozófus vezette be 1927-ben, Vernadsky pedig 1944-ben támasztotta alá. Ez a bioszféra fejlődésének legmagasabb foka, amikor az intelligens emberi tevékenység válik a fejlődés fő meghatározó tényezőjévé. A nooszférában az ember jelentős geológiai erővé válik, munkájával és gondolataival átstrukturálja élete területét. Az ember elválaszthatatlanul kapcsolódik a bioszférához, és nem hagyhatja el azt. Létezése a bioszféra függvénye, amelyet elkerülhetetlenül megváltoztat.

A Föld bioszférájának doktrínája a természettudomány egyik legnagyobb és legérdekesebb általánosítása. Vernadsky V.I. finom ember volt a tudományos etika terén. Ezért munkáiban rámutat arra, hogy a „bioszféra” kifejezés nem hozzá tartozik, hanem a 19. század elején Jean Baptiste Lamarck használta először, és bizonyos geológiai jelentést 1875-ben az ausztrálok adtak neki. Eduard Suess tudós. De V. I. Vernadsky volt az, aki megalkotta a teljes tanítást, amely ehhez a kifejezéshez kapcsolódik, és egy teljesen más, sokkal mélyebb értelmet adott ennek a kifejezésnek.

A V. I. Vernadsky által 1926-ban megalkotott bioszféra-doktrína az „élő szervezeteket” valami egésznek és egységesnek tekinti, „élő anyagnak, vagyis a jelenleg létező összes élő szervezet összességének, számszerűen kifejezve elemi kémiai összetételben, súly energia."

A Földön élő organizmusok összességére bevezette az „élőanyag” kifejezést, és a bioszféra az egész környezetet, amelyben ez az élő anyag található, vagyis a Föld teljes vízhéját jelenteni kezdte, mivel élő szervezetek léteznek. a világóceán legnagyobb mélységein a légkör alsó része, ahol rovarok, madarak repülnek, emberek élnek, valamint a Föld szilárd héjának felső része - a litoszféra, amelyben a talajvízben élő baktériumok élnek. körülbelül két kilométeres mélységig találták, és az ember még nagyobb mélységbe hatol aknáival.

V. I. Vernadsky a bioszférát azon geoszférák egyikeként határozza meg, amely gyökeresen és visszafordíthatatlanul megváltozik modern és korábbi élettevékenységük élőlényeinek hatására. Vernadsky szerint a bioszféra magában foglalja a sztratoszféra alsó rétegeit, az egész troposzférát, a litoszféra üledékes kőzetekből álló felső részét és a hidroszférát. A földfelszín felett a bioszféra megközelítőleg 23 km magasságig emelkedik, a felszín alatt pedig 12 km mélységig terjed. A sztratoszféra különböző rétegeiben többé-kevésbé vastag szén-, olaj- és gázlerakódások találhatók. Senki sem vonja kétségbe a szén növényi eredetét, de az olaj és a föld alatti gáz tekintetében vannak eltérések; egyes geológusok nem tekintik őket szerves eredetűnek. V. I. Vernadsky az olajat és a földalatti gázokat is a bioszféra élő alkotóelemeinek létfontosságú tevékenységének eredményeként tekintette. Az elmúlt évtizedben az olaj tanulmányozása során kiderült, hogy az olajban élő baktériumok is léteznek, így az élet behatol a sztratoszféra többé-kevésbé mély rétegeibe.

Így a bioszféra fogalma nagyon terjedelmes ennek a héjnak a radiális dimenzióit tekintve, nagyon mély az élet szerepének megértésében a bioszféra minden részében a tág értelemben vett, és egyben történelmi is, mivel a sztratoszféra a bioszféra geológiai idők során kialakult fejlődésének eredményének tekinthető.

A bioszférában minden élő szervezet – természetes tárgy – élő természetes test. A bioszféra élő anyaga a benne élő élőlények összessége.

A bioszférában van egy „életfilm”, amelyben az élőanyag koncentrációja maximális. Ez a Föld felszíne, a talaj és a világóceán vizeinek felső rétegei. Tőle fel-le a Föld bioszférájában az élőanyag mennyisége meredeken csökken.

V. I. Vernadsky bioszférával foglalkozó munkáiban nagy figyelmet fordított a növények zöld élőanyagára, mert csak az autotróf, csak az képes megragadni a Nap sugárzó energiáját, és segítségével létrehozni primer szerves vegyületeket. A különféle növényzetcsoportok térfogatának és energiaegyütthatóinak vizsgálata után V. I. Vernadsky arra a következtetésre jutott, hogy „az óceán zöld területei bolygónk napenergiájának fő transzformátorai”.

Az „élőanyag” energiájának jelentős része új, a bioszférán kívül ismeretlen vadose ásványok képződésére megy el a bioszférán belül, egy része pedig maga a szerves anyag formájában temetkezik, végül barna- és kőszén-, olaj-lerakódásokat képezve. pala, olaj és gáz. "Itt van dolgunk" - írja V. I. Vernadsky, egy új folyamattal - a Nap sugárzó energiájának lassú behatolásával a bolygóba, amely elérte a Föld felszínét. Ily módon az „élő anyag” megváltoztatja a bioszférát és a földkérget. Folyamatosan hagyja benne a rajta áthaladó kémiai elemek egy részét, hatalmas rétegeket hozva létre rajta kívül ismeretlen vadose ásványokból, vagy átitatja a bioszféra inert anyagát maradványainak legfinomabb porával.”

V. I. Vernadsky úgy vélte, hogy a földkéreg főként az egykori bioszférák maradványaiból áll, sőt a gránit-gneisz rétege az egykor élő anyag hatására keletkezett kőzetek metamorfózisa és olvadása következtében alakult ki. Csak a bazaltokat és más alapvető magmás kőzeteket tartotta mélynek, amelyek keletkezésükben nem kapcsolódnak a bioszférához.

Nagy figyelmet fordítanak a különféle kémiai elemek bioszférában való jelenlétének formáira, a bioszféra „élőanyagának” felosztására az organizmusok táplálkozási forrásai szerint autohetero és mikotróf, a stabilitási mező sugárzására. az élet vagy az élet határai, az élet jellemzői a hidroszférában és a szárazföldön, az életkoncentrációk geokémiai ciklusai és a hidroszféra élő filmjei.

V. I. Vernadszkij a bioszféra óriási vastagságára (több kilométerre) és összetételének heterogenitására vonatkozó következtetésre jutott az élő anyag bolygón betöltött szerepének figyelembevételének geológiai és kozmikus perspektívájából.

A bioszféra a földkéreg szervezett, meghatározott héja, amely az élethez kapcsolódik. A bioszféra határait mindenekelőtt az élet létezésének mezeje határozza meg. Ezekből a meghatározásokból számos nagyon specifikus fogalom fakad, amelyek felfedik a bioszféra lényegét.

A bioszféra nem csupán a Föld egyik meglévő héja, mint például a litoszféra, a hidroszféra és a légkör. V.I. Vernadsky nagyon tömören rámutat a fő különbségre - ez egy szervezett héj. A bioszféra lényegének megértéséhez pedig meg kell értened, hogyan és ki szervezi, miből áll a bioszféra szervezete. A bioszférának vannak bizonyos határai; vagyis bizonyos véges dimenziók, amelyeken belül elkülöníthető és tudományosan tanulmányozható. Következésképpen a bioszféra fejlődésének fő mozgatórugójának – az élőanyagnak – azonosítása után meg kell határozni azokat a térbeli és időbeli korlátozásokat (korlátokat), amelyek az élő anyag tevékenységére vonatkoznak. A bioszféra határai az élőlények létmezőjéhez kapcsolódnak. De bármely mezőt csak akkor lehet megőrizni és fenntartani, ha bizonyos fizikai vagy kémiai paraméterei, állapotának mutatói megmaradnak. Ez azt jelenti, hogy a bioszférában lévő „életmezők” és magának a bioszférának a fizikai megőrzéséhez meg kell határozni néhány szükséges és elégséges paramétert.

A bioszféra egymilliárd éves fennállása alatt a szervezetet az élő anyag – minden élő szervezet összessége – tevékenysége hozza létre és tartja fenn. Az élőtevékenység formája, biogeokémiai munkája a bioszférában, visszafordíthatatlan és nyitott anyag- és energiaciklusok megvalósításában áll a bioszféra integritásának fő szerkezeti összetevői között: kőzetek, természetes vizek, gázok, talajok, növényzet, állatok, mikroorganizmusok. A körkörös mozgásnak ez a folyamatos folyamata a bioszféra tanának egyik sarokköve, és ezt biokémiai ciklikusságnak nevezik. A biokémiai ciklusok mint nyitott ciklusok tanulmányozása segít mélyebben behatolni a bioszféra héj szerveződési folyamatainak lényegébe. A bioszféra minden következő állapota nem ismétli meg az előzőt. A vándorlási ciklusokban való részvétel a bioszféra folyamatos megújulásához vezet, hozzájárul progresszív evolúciós fejlődéséhez, az élőanyag komplikációjához, az élő szervezetek diverzitásának növekedéséhez.

V. I. Vernadsky a bioszféra határainak kérdését az élet határainak megőrzésével hozza összefüggésbe. A velük kapcsolatos elképzelések a tudományos fejlődés minden újabb napjával szó szerint alapvető változásokon mennek keresztül. Még tegnap meggyőződtünk arról, hogy a 100 C-os forráspont egyetlen élőlény életében sem lehetséges. Napjainkban a vulkáni szellőzőnyílásokban, gejzírekben és a víz alatti változásokban található termofil szervezetek világának összes új felfedezése lenyűgöző, a száz fokos hőmérséklet „túl hideg” a normális sejtosztódáshoz (szaporodáshoz), élnek; +250 C-on, sőt +250 C-on is. Van információ arról, hogy a baktériumok túlélik az abszolút nulla (-273 C) hőmérsékletet.

Az élet plaszticitása nagy, de ennek ellenére objektíven megvannak a határai, és ezek határozzák meg a bioszféra fejlődésének, szerkezetének és funkcióinak határait. A bioszféra felső határa az egész troposzférát lefedi, és az ózonréteg (23-25 ​​km) határolja, amely egyfajta képernyőként megvéd minden élőlényt az ultraibolya sugárzás káros hatásaitól. Az alsó szegély nagyon masszív; A bioszféra magában foglalja a teljes szárazföldi hidroszférát és a világóceánt a kontinenseken, átlagosan 16 km mélységig behatol a földkéregbe. Itt találkozik az „egykori bioszférák” régiójával, ahogyan V. I. Vernadsky nevezte az elmúlt geológiai időszakok bioszférájának megmaradt maradványait. Ez a mészkő, a szén, az olajpala és a maradék kőzetek felhalmozódása.

Az egykori bioszférák dokumentált bizonyítékai a bioszféra geológiailag örökké tartó fejlődésének. Az anyagmozgás nagy geológiai körforgásában a múlt bioszféráinak fosszilis maradványai a felszínre kerülnek, megsemmisülnek, új biogén ciklusokban élő szervezetek foglyul ejtik, majd ismét elhagyják, és a föld mély horizontjaiba süllyednek. kéreg, ahol metamorfózison, olvadáson mennek keresztül, és ahol leadják a raktározott anyagot a napenergiáról. Ez évmilliárdokon keresztül folytatódik, amíg a bioszféra létezik.

A bioszféra kora a Naprendszer terveiként közeledik a Föld geológiai korához.

A tér és az idő – a mozgó anyag két fő formája – V. I. Vernadsky műveiben stratégiai cél volt, egész természetfilozófiájának bizonyos „szuperfeladata”. A környező valóság szerkezetébe való behatolás mélysége és az egyes szempontok figyelembevételének széles körű történeti lefedettsége csak arra késztette a természettudóst, hogy megtalálja a valóság alapvető tulajdonságait, amelyek leginkább a tér és a tér fogalmaiban fejeződnek ki. idő.

Az idő és a tér nem külön-külön fordul elő; Egyetlen olyan jelenségről sem tudunk, amely ne foglalná el a tér és az idő egy részét. Csak a logikai kényelem kedvéért ábrázoljuk külön a teret és külön az időt, csak úgy, ahogyan azt az elménk általában megszokta bármilyen probléma megoldása során. A valóságban sehol sem ismerjük külön sem a teret, sem az időt, csak a képzeletünkben. Mik ezek az elválaszthatatlan részek - ami nyilvánvalóan az egyetlen, ami létezik - ez az anyag, amelyet két fő koordinátára osztunk: térre és időre.

Mihelyt a természettudós felteszi magának a kérdést, hogy a tér és az idő hogyan jelenik meg a mozgó anyag egyes szerveződési szintjein, nem teheti meg a kérdés megválaszolása nélkül: megváltoznak-e sajátosságaik ezekben a sajátos formákban, vagy stabilak maradnak-e. Mint tudják, itt két lehetséges válasz adható, amelyek mindegyike egy adott történelmi hagyományhoz kapcsolódik. Közülük az első Newtontól származik, akinek elméletében a tér és az idő abszolút és független az anyagi képződmények mozgásától. A tér csak a testek végtelen tartálya, az idő pedig egyfajta egységes világóra, amelynek hátterében minden léptékű esemény létezik és megtörténik. Ebből a szempontból a bioszféra és az élet, annak ellenére, hogy az anyag teljesen meghatározott szerveződési szintjét képviselik, elveszítenek minden minőséget, sajátosságukat nem veszik figyelembe, és mint egy eltűnő kicsiség, feloldódnak az abszolút közösségben.

A második hagyomány szerint, amelynek eredete Leibniz természetfilozófiájában rejlik, a tér és az idő az anyag szerves attribútumai. Nincs értelme a tér létezését maguk a természettestek nélkül és a testek keletkezése előtti időről állítani. A tér az anyagi képződmények elrendezésének sorrendje, az idő pedig az előfordulásuk sorrendje.

Ezzel a második nézetrendszerrel összhangban van Vernadskynak a tér és idő természetéről szóló tanulmányai. Munkáiban az anyag mozgásának biológiai szintje megkapja sajátos tér-időbeli bizonyosságát. Úgy véli, hogy az idő pontosan a bioszféra létrejöttének pillanatától kezdődik. „Történelmi, geológiai, kozmikus stb. időkről beszélünk. Kényelmes megkülönböztetni a biológiai időt, amelyen belül az életjelenségek előfordulnak.

Ez a biológiai idő másfél-két milliárd évnek felel meg, amely alatt az archeozoikum óta tudjuk, hogy a Földön biológiai folyamatok léteznek.”

Napjainkban a bioszféra élete szinte egybeesik magának a bolygónak, mint kozmikus testnek a korával (kb. 4,5 milliárd év). Ez megerősíti Vernadsky előrejelzését a bioszféra geológiai örökkévalóságáról. És ennek megfelelően a biológiai idővel kapcsolatos gondolatainak egy mélyebb rétege is feltárult: a tér és idő hozzárendelésére vonatkozó általános módszertani beállítás alapján elmondható, hogy a bioszféra megjelenése előtt nincs idő visszaszámlálása, mert a fő, az időtartam meghatározását a bioszférában a biológiai időnek kell tekinteni. Innen logikus következtetés következik, a newtoni hagyomány ellentéte: nem az élet létezik a hatalmas Univerzum terének és időjének hátterében, hanem a Világegyetem - az életidő hátterében. Vagyis a tudomány és a mindennapi tudás levegőjében észrevétlenné vált ismerős gondolat, az a magától értetődő elképzelés, amely szerint az élet a múlt idő egy bizonyos pillanatában megjelent, ezt a gondolatot Vernadszkij mélyen újragondolja. . A számunkra jól ismert, azaz visszafordíthatatlanul egyirányú, progresszív evolúcióval összefüggő, önmagunkban, részben a bioszférához tartozó lényekben áramló idő valós és igaz, míg a legtöbb élettelen folyamat időtartama, a zűrzavar elkerülése végett. , nem emelhető az idő rangjára.

A bioszféra folyamataiban, mint egyetlen más megfigyelés és pontos vizsgálat tárgyát képező természeti jelenségben, az idő fő minőségi jelei a legteljesebben és legvilágosabban megnyilvánulnak: a visszafordíthatatlanság és az egyirányú sorrend. A bioszféra soha nem tér vissza korábbi állapotába. Visszafordíthatatlanságának motorja biológiai összetevője, amely folyamatosan és következetesen fejlődik a múltból a jövőbe. Mozgásának oka az élő anyag napenergiát átalakító képessége. Egy része a föld felszínére hullva már nem tér vissza a világtérbe, hanem más energiaformákba megy át, felhalmozódva a bioszférában.

Ez egy globális folyamat, amely évmilliárdok óta zajlik egy pillanatra megszakítás nélkül. Anyag- és energiahordozóként szolgál az irreverzibilis biológiai idő áramlásához.

A biológiai idő és minden egyéb formája közötti éles különbség az anyag tisztán biológiai szerveződési szintjéhez kapcsolódó jellegzetes, feltűnő, de még nem kielégítően megmagyarázott vonásokon, nevezetesen az irreverzibilitáson és az egyirányú progresszivitáson alapul. A biológiai idő mindkét minőségi jellemzője és a biotér sajátossága, amely csak az élőlényekre jellemző, lehetővé tette Vernadsky számára, hogy empirikus általánosítást tegyen a biológiai tér - az idő - sajátosságáról.

A bioszféra doktrínájában a kulcsfogalom a bioszféra szerveződésének fogalma, amelyben az élő anyag a szervezetek biokémiai energiájának megnyilvánulásának függvényében működik. Pontosan ez teszi lehetővé a bioszféra abiotikus összetevőinek információs folyamatokon keresztül történő szervezését, amelyek látszólag az élő anyag működésének lényegét alkotják.

A bioszférában, amely összességében egy bioinert test, az inert anyaggal összehasonlíthatatlan tömegű és térfogatú élő anyag irányítja a bolygó felszíni héjának anyag- és energiafolyamatait, miközben más időktől független sajátot alkot. , idő - az élet tere.

A tér és az életidő változatlanságának gondolatához eljutva Vernadsky nemcsak minőségi, hanem mennyiségi szempontjait is figyelembe vette. Feltárta az életfolyamatokhoz kapcsolódó saját időmérőjének meghatározásának lehetséges megközelítéseit. A filozófiában és a mindennapi tudásban úgy tartják, hogy az idő múlása önmagában meghatározhatatlan, megfoghatatlan. Csak olyan folyamatot találhatunk, amely segít megjelölni az idő múlását.

Vernadsky az idő metrikáját a biokémiai energia legszembetűnőbb megnyilvánulásaként az élőlények osztódásával, szaporodásával kapcsolja össze. Ennek ritmusát, ahogy a tudós mondta, az osztódás - felosztás, az egyes oszthatatlan élet és az egész bioszféra áthaladásának sebessége határozza meg. Az időképződési tényező a legvilágosabban a stabil szaporodási rátával rendelkező mikroorganizmusok osztódásában mutatkozik meg. „A generációváltás – írta Vernadszkij – az idő egyedi biológiai megnyilvánulása, amely élesen megkülönbözteti az egyik élő anyagot a másiktól, mindegyikhez más-más összehasonlítási skálával. Meg lehet találni számukra a közös skálát.” Ha elfogadjuk azt a léptéket, amelyről beszélünk, akkor fel kell ismernünk, hogy a bioszféra ideje kvantumokból álló áramlás, amelyen minden élő sejt áthalad. A sejtosztódás lehetősége a kvantált idő szubatomi szinten való létezésének köszönhető, az időnek egy olyan részének jelenléte, amelyből kevesebb nem lehet, és amellyel az élőlények egy bizonyos metrikus lépésben mérik és osztják a teret. A téridőnek ez az összetétele és szerkezete határozza meg a bioszféra idő áramlásának erejét, amely megfelel az élő anyag egyidejűleg osztódó és élő sejtjeinek számának.

Pusztán filozófiai szempontból a tér és idő hozzárendelésének leibneti hagyományát sokan tanulmányozták. V. Muravjov került a legközelebb a tér és idő problémájának ilyen megfogalmazásához. Itt vetődött fel először az idő megnyilvánulási formájának a mozgó anyag progresszív fejlődésétől függő megváltoztatásának kérdése. És bár az érvelés a legelvontabb kategóriák szintjén zajlik, ennek ellenére valódi jelentést tartalmaz. Ha van fejlődés, akkor az nem tud nem hatni az időforma változására, ami nem lehet egyszer mindenkorra adott, kimerevített formában. Ha az idő a legátlagosabb formájában a világ összes erőjének alkotóeleme, véli a filozófus, akkor közöttük kell lennie olyan aktív elemeknek, amelyek megváltoztatják az idő szerkezetét.

A mai tudományt a tér és idő problémáira való fokozott figyelem jellemzi. A legerősebb támadás pedig a biológiai tér – az idő – ellen irányul. Könnyebb, mint máskor, ha valóságként léteznek, és nem csak mentális konstrukcióként, és mérhetők. És ebben az értelemben a biológiai idő kvantumának fogalma jobban elválasztja az anyag mozgásának biológiai formájának minőségét más megnyilvánulásoktól. Segít az élet jelenségének teljesebb megértésében, és felvázolja a további kutatások kilátásait.

Filozófiai szempontból az egyik legérdekesebb kérdés a bioszféra evolúciója.

V. I. Vernadsky a bioszféra „élőanyagának” térfogatát és súlyát a Föld teljes geológiai története során változatlannak tartotta. Feltételezte, hogy a biológiai evolúció folyamatában csak az élet megnyilvánulási formái változnak. Sokat írt a bioszférában az emberi tevékenység hatására bekövetkezett jelentősebb változásokról, a geológiai folyamatok antropogén tényezőiről. Ezt a jelenséget újnak, a bioszféra stacionárius létezésére rárakódó jelenségnek tekintette.

Későbbi munkáiban, a 30-as évek közepétől V. I. Vernadsky felülvizsgálta ezt a nézőpontot, és arra a következtetésre jutott, hogy a bioszféra az „élőanyag tömegét”, energiáját és szervezettségi fokát tekintve a geológiai történelemben. A Föld folyamatosan fejlődött és változott, hogy az emberi tevékenység befolyása ennek az evolúciónak a természetes szakasza volt, és ennek eredményeként a bioszférájának radikálisan meg kell változnia, és új állapotba kell kerülnie.

Az ember megjelenése és tevékenységének a környezetre gyakorolt ​​hatása nem véletlen, nem az események természetes menetére „ráhelyezett” folyamat, hanem a bioszféra fejlődésének egy bizonyos természetes szakasza. Ennek a szakasznak el kell vezetnie ahhoz a tényhez, hogy a tudományos gondolkodás és az egyesült emberiség kollektív munkája hatására, amelynek célja minden anyagi és szellemi szükségletének kielégítése, a Föld bioszférája egy új állapotba kerüljön, amelyet ő javasolta "" nooszféra” (a görög „noos” szóból - elme) - az emberi elme szférája. Maga a „nooszféra” kifejezés, akárcsak a „bioszféra”, nem tartozik Vernadszkijhoz. Ez 1927-ben merült fel Edouard Leroy francia matematikus cikkeiben, amelyeket V. I. Vernadsky 1922-1923-as előadásainak meghallgatása után írt a geokémia és a biogeokémia problémáiról.

V. I. Vernadsky a „nooszféra” kifejezést szigorúan a matematikai értelemben kezdte használni. A „nooszféra” nem az elme elvont birodalma, hanem a bioszféra fejlődésének történelmileg elkerülhetetlen szakasza. Még 1926-ban a „Gondolatok a tudástörténet modern jelentőségéről” című cikkében ezt írta: „A geológiai idők során létrejött, egyensúlyi állapotában kialakult bioszféra a tudomány hatására egyre mélyebben kezd megváltozni. az emberiségre gondolt."

Ezt a Föld bioszféráját, amelyet a tudományos gondolkodás megváltoztatott és átalakított, hogy megfeleljen a számszerűen növekvő emberiség minden szükségletének, nevezte később „nooszférának”.

V. I. Vernadsky arra a kérdésre próbált választ adni, hogy melyek az emberiség történeti fejlődése során már létrejött vagy éppen kialakulóban lévő nooszféra kialakulásának valós feltételei vagy előfeltételei. V. I. Vernadsky szerint a nooszféra létrehozásának fő előfeltételei a következők.

Az emberiség eggyé vált. A világtörténelem az egész földkerekséget egyetlen egészként ölelte fel, és teljesen megszüntette a múlt elszigetelt, egymástól kevéssé függő kultúrtörténeti régióit. Nos, „nincs a Föld egyetlen darabja sem, ahol valaki ne tudna élni, ha szüksége lenne rá”.

A kommunikáció és a csere eszközeinek átalakítása. A nooszféra egyetlen szervezett egész, amelynek minden része különböző szinten harmonikusan kapcsolódik egymáshoz, és egymással összhangban működik. Ennek szükséges feltétele ezen részek közötti gyors, megbízható, legnagyobb távolságokat lefedő kommunikáció, közöttük folyamatosan zajló anyagcsere, átfogó információcsere.

Új energiaforrások felfedezése. A nooszféra létrejötte az őt körülvevő természet olyan radikális átalakítását feltételezi az ember részéről, hogy nem nélkülözheti óriási mennyiségű energiát. „A múlt század legvégén váratlanul felfedezték az energia egy új formáját, amelynek létezését csak kevesen látta előre: az atomenergiát.” Ez még a 30-as években íródott, és most már láthatjuk, hogyan sajátította el az emberiség az atomenergiát, és hogyan bővül évről évre a békés célú felhasználása...

A dolgozók közérzetének javítása. A nooszférát a tömegek elméje és munkája hozza létre.

Minden ember egyenlősége. Az egész bolygót mint egészet felölelő nooszféra lényegénél fogva nem lehet egyetlen nemzet vagy faj kiváltsága sem. Ez kivétel nélkül minden nép kezének és elméjének munkája.

A háborúk kiiktatása a társadalom életéből. Korunkban az emberiség létét veszélyeztető háború a legnagyobb akadály a nooszféra felé vezető úton. Ebből az következik, hogy ennek az akadálynak a felszámolása nélkül a nooszféra elérése gyakorlatilag lehetetlen, és éppen ellenkezőleg, a háború veszélyének megszüntetése azt jelenti, hogy az emberiség jelentős lépést tett a nooszféra létrehozása felé.

A nooszféra Vernadszkij szerint a Föld új geológiai héja, amelyet tudományos alapon hoztak létre... „A tudományos gondolat – írta – az egész bolygót, a rajta elhelyezkedő összes államot átfogta. A tudományos gondolkodás és a tudományos kutatás számos központja jött létre mindenütt. Ez az első alapvető előfeltétele a bioszféra nooszférába való átmenetének.”

A nooszféra korunk két legnagyobb forradalmi folyamatának egyetlen áramlatba olvadó hatásának eredménye: egyrészt a tudományos gondolkodás, másrészt a társadalmi viszonyok terén. Ezért a nooszféra létrejötte csak a folyamatok alapját képező erők erős egyesülésének, vagyis a tudomány és a dolgozó tömegek egyesülésének eredményeként lehetséges.

A nooszféra tanának megalapítói úgy vélték, hogy kialakulása a természeti és társadalmi valóság rendeződéséhez, a lét tökéletesebb formáihoz vezet. A nooszféra a bioszféra szisztematikus, tudatos átalakulásának, minőségileg új állapotba való átalakulásának eredményeként jön létre. Ezt a folyamatot kétségtelen előnynek tekintették, amely megoldásokat hozott az emberiség nehéz problémáira. V. I. Vernadsky és még T. de Chardin is az emberek életének szocialista szerveződésével hozta összefüggésbe, kiterjesztve a természet spontaneitásának leküzdésének feladatát a társadalomra. Egyes esetekben a nooszférát a gonosz teljes megszüntetésének, egyetemes harmóniának tekintették, ami különösen jellemző kozmikus változataira.

Egyes irányzatok, amelyek közel álltak a nooszféra doktrínájához vagy annak előfeltételei voltak, például az „orosz kozmizmus”, valójában egyáltalán nem esik józan elemzésnek. Ha kritikusan szemléljük őket, úgy tűnik, a szellem fenségességének hiányára utal.

Korunk környezeti trendjei azonban annyira riasztóak, hogy az elméleti sztereotípiák ellenére gondolkodást és cselekvést igényelnek. A noogenezisről alkotott elképzelésekben gyökeres változásra van szükség. Kezdeti premisszái: a nooszféra doktrínája a kezdetektől fogva tartalmazta az utópia elemeit.

Az utópiák életének és halálának általános mintája magában foglalja a nooszféra tanát abban a részében, ahol az valóban utópisztikus. Ebből az következik, hogy ha a nooszféra kialakulásának első szakaszában nehéz és ésszerűtlen kritikai attitűdöt várni a folyamatban lévő folyamatok elméleti kifejezésére, akkor a fejlődésük szakaszában, amikor az eddig rejtett ellentmondások feltárulnak, kötelesek az elmélet reflexiójához fordulni.

A nooszféra jelenleg az intenzív fejlődés szakaszában van, és a benne rejlő folyamatok léptékét tekintve felveszi a versenyt a „tiszta” bioszférával. A természet mint önálló entitás létére veszély fenyeget. Mindeközben a nooszférához való hozzáállás továbbra is túlnyomórészt lelkes, mintha fejlődésének semmi köze nem lenne a modern civilizáció válságához. „V. I. Vernadsky szerint a nooszféra a természet és a társadalom harmonikus kombinációja, az értelem és a humanizmus diadala, a tudomány, a társadalmi fejlődés és a közpolitika egyesül az ember javára, ez egy fegyver nélküli világ, háborúk és környezeti problémák, ez egy álom, egy cél a jóakaratú emberek előtt, ez a hit a tudomány és az emberiség nagy küldetésében, tudománnyal felvértezve.” A nooszférához hasonló, kritikátlan attitűd uralkodik mindennapi tudatunkban, a tudományban és a filozófiában.

Korunk minden többé-kevésbé művelt embere, függetlenül attól, hogy milyen tevékenységi környezetbe került, hallotta ezt a kissé titokzatos, mély jelentéssel és reménnyel csábító szót: nooszféra. A széles tudat a 20. század sajátos újdonságaként ismeri fel, talán ugyanazt, mint a múlt századi közvélemény számára az evolúcióelméletet. Századunk második felében a nooszféra gyakran ugyanaz a bölcs és homályos híresség, ami némi félelmet kelt, mint a relativitáselmélet az első felében.

Leroy és T. de Chardin gondolatainak lényege az volt, hogy az emberben az evolúció alapvetően új eszközt hozott létre további fejlődéséhez, amelyet az idegrendszer hosszú fejlesztési folyamata készített elő; ez egy speciális spirituális-pszichés képesség, amely korábban nem létezett a természetben: reflektív elme, rendelkezik öntudattal, önmagunk és a világ mély megismerésének képességével.

Mi az intelligens emberi tevékenység által lefedett „bolygó régiójában” zajló folyamatok tényleges tartalma? A nooszféra kialakulása és az emberi faj létét veszélyeztető válsághelyzetek kialakulása egy és ugyanaz a folyamat. A nooszféra mint valóság egy mesterséges környezet, amely összezsúfolja és elnyomja a biológiai létezés területét. A mesterséges környezet kialakítása soha nem látott lehetőségeket nyitott meg az emberek számára az anyagi biztonság, a kényelem és a biztonság növelésére, a kulturális fejlődést új szintre emelte, de víz- és levegőszennyezéshez, talajelsivatagosodáshoz, általános degradációhoz is vezet. természetes élőhely. Az emberre gyakorolt ​​​​következmények szempontjából egy mesterséges jelenség túlzott növekedése tisztán ellentmondásosnak bizonyul, homályos kilátásokkal.

Az elme tartalmának olyannak kell lennie, amely megtestesülve eszközt ad. Mivel az elme tartalma a terminusok és azok kapcsolatai, kijelenthetjük: az eszközök nem mások, mint materializált kifejezések, ezért állandó párhuzamok fedezhetők fel a gondolkodás törvényei és a technikai vívmányok között. Nem véletlen, hogy világképünk, ideológiánk és pszichológiánk felfrissítésének igényét az „új gondolkodás” igényére szűkítjük le. A spiritualitást mentalitásnak kezdték nevezni, a kultúra tudományossá vált. Ezért el kell ismernünk, hogy a nooszféra valódi megjelölése a mesterséges valóság, amelynek alkotó tényezője a szó tágabb értelmében a technológia. A fő globális ellentmondás a természetes és a mesterséges, a természet és a tevékenység univerzuma között van. Az emberiség megjelenése óta létezik, és mára kritikus állapotba fajult.

A világ tele van az embert mint biológiai fajt fenyegető különféle veszélyekkel. Ne adjuk hozzá őket. Mindegyik a bolygó ökológiai egyensúlyának megzavarásának lehetőségében foglalható össze, ami után visszafordíthatatlan kaotikus folyamatok indulnak el. A legvalószínűbb kiváltó ok a légkör ózonrétegének csökkenése lehet. A benne lévő fluorozott szénhidrogének mennyisége folyamatosan növekszik, veszélyeztetve a földi élővilág egészségét, beleértve a növényeket is. Mintha erre és más fenyegetésekre reagálnának, az emberek már próbálják „megvédeni magukat” attól a környezettől, ahol élniük kell: a mindennapi életbe beletartoznak a mesterséges klímarendszerek, a klímaberendezések, az ionizátorok és egyéb tisztítószerek, sőt a gázálarcok is. Az ilyen tendenciák logikus következtetése azt jelenti, hogy az embert a lakásába vagy a munkahelyére zárják, mintha egy űrhajó pilótafülkéjében lenne. Úgy rohan át az utcán, mintha ellenséges terület lenne.

A nooszféra mint harmónia a kommunizmus politikai utópiájának és más, sebezhetőbb paradicsomi álmoknak analógja. A kor szellemének megfelelően a tudományra támaszkodik. Így kell kezelnünk, bár a remények és az utópiák ellen egyáltalán nincs értelme szót emelni. Olyan mértékben hasznosak, hogy a tragikus valóság tompításával segítik az életet. Amikor az utópia beleavatkozik a dolgok józan szemléletébe, veszélyesebbé válhat, mint amitől megment. Reális reményekre, funkcionális utópiákra, reményekre van szükség, hogy lehetséges a bioszféra és a nooszféra hosszú távú közös fejlesztése, amelyben a környezet átalakulásának üteme nem lesz nagyobb, mint az ahhoz való alkalmazkodásunk üteme. Harcolnunk kell ezekért a reményekért, hiszen ezek az emberiség fennmaradásának feltétele.

A nooszféra név a görög „noos” - elme szóból származik, és így az elme szféráját jelenti. A nooszféra gondolata azonban jelenleg nem egyértelmű.

V. I. Vernadsky a bioszféra doktrínáját kidolgozva mélyen tudományos tartalmat adott a nooszféra fogalmának, amelyet figyelembe kell venni a környezet és a társadalom átalakítása során. Ebben a tekintetben a nooszférát a bioszféra fejlődésének legmagasabb fokának kell tekinteni, amely a benne lévő emberi társadalom fejlődéséhez kapcsolódik, és amely a természet és a fejlődés törvényeit felismerve és a technológiát képességei legmagasabb szintjére fejlesztve válik jelentős bolygóerő, amely meghaladja az összes ismert geológiai folyamatot együttvéve. Ugyanakkor az emberiség döntő befolyást gyakorol a bioszférában zajló összes folyamat lefolyására, munkájával alaposan megváltoztatva azt. V. I. Vernadsky, a bioszféra tanának megalapítója munkájának tudományos és gyakorlati jelentősége abban rejlik, hogy ő volt az első, aki mélyen alátámasztotta az ember és a bioszféra egységét, teljesen felfegyverkezve tudással. Maga az élő anyag, mint az intelligencia hordozója, a bioszféra tömegének egy kis részét teszi ki. Az ember és az emberi társadalom kialakulása a bioszférán belüli élő anyag eredménye volt.

Az emberi elme és a tudományos gondolkodás bolygójelenségként betöltött szerepét értékelve V. I. Vernadsky a következő következtetésekre jutott:

A tudományos kreativitás fejlődése az az erő, amellyel az ember megváltoztatja azt a bioszférát, amelyben él.

A bioszféra változásainak ez a megnyilvánulása elkerülhetetlen jelenség, amely a tudományos gondolkodás fejlődését kíséri.

Ez a bioszféra változás az emberi akarattól függetlenül, spontán módon, természetes folyamatként megy végbe.

És mivel az élőkörnyezet a bolygó szervezett héja - a bioszféra, ezért a változás geológiailag hosszú fennállása alatt egy új tényező - az emberiség tudományos munkája - belépése a bioszféra egy újba való átmenetének természetes folyamata. fázisba, egy új állapotba - a nooszférába. Abban a történelmi pillanatban, amit átélünk, ezt tisztábban látjuk, mint korábban láthattuk. Itt tárul elénk a „természet törvénye”. Az új tudományok - a geokémia és a biokémia - lehetővé teszik a folyamat néhány fontos jellemzőjének matematikai kifejezését.

V. I. Vernadsky munkái után hatalmas mennyiségű anyag halmozódott fel a bioszférában és az emberi társadalom termelési tevékenységében. A termelőerők fejlődésével összefüggésben új minőségi anyagciklusok keletkeznek a bioszférában a nooszférává való átalakulás útján. Fő jellemzőik a következők.

A földkéreg mechanikusan kitermelhető anyagának növekedése az ásványi lelőhelyek fejlődésének növekedése. Megtörténik az elmúlt geológiai korszakok fotoszintézis termékeinek tömeges fogyasztása (égése).

Az antropogén bioszférában zajló folyamatok inkább az energia disszipációjához, mint felhalmozódásához vezetnek, ami az ember megjelenése előtt jellemző volt a bioszférára. A bioszférában korábban hiányzó anyagok tömeges mennyiségben keletkeznek, beleértve a tiszta fémeket is.

A transzurán kémiai elemek (plutónium stb.) elenyészően csekély mennyiségben is megjelennek a nukleáris technológia és az atomenergia fejlődése kapcsán. Az atomenergiát nehéz atommagok hasadásával uralják. A tudományos és technológiai forradalom előrehaladása miatt a nooszféra túlmutat a Földön.

A természeti erőforrásokhoz való fogyasztói attitűd és az ipari hulladékok felhalmozódása miatt a bioszférát érő antropogén terhelés rohamosan növekszik, és a bioszférát a kritikus állapothoz közelíti. Természetesen felmerül az antropogén hatások korlátozásának problémája, amely napjainkban rendkívül sürgetővé válik. Ezt a tudományos közösség és sok politikus is elismeri.

A bioszférát érő növekvő antropogén terhelés miatt számos probléma merül fel, amelyeket a közeljövőben meg kell oldani a végzetes következmények elkerülése érdekében. Rendkívül fontos feladatról van szó, melynek megoldása az emberi elme részéről nagy erőfeszítéseket, valamint a természet- és bölcsészettudományok területén dolgozó tudósok bevonását kívánja meg.

V. I. Vernadsky zsenialitása a bioszféra-tan – a nooszféra fogalmának természettudományos alapja – megalapítójaként abban rejlik, hogy ő volt az első, aki megértette és a teljes tudományos ismeretekkel mélyen alátámasztotta a az ember és a bioszféra egysége. V. I. Vernadszkijnak ez a legnagyobb felfedezése társadalmi következményeit tekintve a világ természettudományának csúcsai közé tartozik, a modern és jövőbeli emberi civilizáció tartós vívmányai közé. Enélkül a nooszféra fogalmának esszenciája nem jöhet létre – és ma sem érthető meg.

A tudományos és technológiai forradalom korszakának kezdete a huszadik században, amelyet V. I. az emberiség új korszakának – a nooszférának – születése lett. A bioszféra minőségileg új evolúciós állapotba való átmenetének első fő feltétele, Vernadsky szerint „a nooszféra létrehozásának maximális ereje” a tudományos gondolkodás. Anyagi kifejeződése az ember által átalakított bioszférában a munka. A gondolat és a munka, a munka és a gondolat egysége az ember új társadalmi esszenciáját hozza létre, és előre meghatározza a bioszféra átmenetét a nooszférába.

Az emberiség egységével, a tudományos gondolkodással és a tömegek aktivitásának növekedésével együtt a nooszféra kialakulásának legfontosabb előfeltételei és létezésének feltételei V.I pusztító háborúk hiánya. A népek közötti béke a bioszférának a nooszférába való átmenetével összefüggésben az egyik fő meghatározó tényező a nooszféra felépítésében több nemzedék életének történelmi időszakában. A nooszféra létrehozásában minden emberi tevékenységet egy egységesítő humanista eszmének kell vezérelnie, amely az emberek legmagasabb szintű céltudatos tevékenységének megnyilvánulása az egész társadalom és az egyes emberi személyiség javára. A nooszférában – jegyezte meg V. I. Vernadszkij – a szabad emberi személyiség fejlődése válik a legmagasabb társadalmi értékké.

A fentiek alapján a következő következtetéseket vonhatjuk le arra vonatkozóan, hogy V. I. Vernadsky nooszférikus koncepciója alapul szolgálhat egy alapvető elmélet kidolgozásához:

A nooszféra fogalmának természettudományos alapja a V. I. Vernadsky által a bioszféráról mint szerves bolygóhéjról alkotott doktrína, amely világszerte elismert és jelenleg is intenzíven fejlődik.

A nooszféra fogalma a világban objektíven előforduló új, a bioszféra új evolúciós állapotba való átmenetének spontán folyamatát tükrözi - a társadalomtudományi gondolkodás és az emberiség munkája hatására kialakuló nooszférába. Ezt a folyamatot, amely a tudományos és technológiai forradalom korszakának kezdetéig nyúlik vissza, előre meghatározta a tudományos és technológiai fejlődés XX. századi megjelenése és erőteljes felgyorsulása a Föld nagy részén.

A bioszféra nooszférába való átmenetének fő társadalmi mozgatórugója a modern időszakban V. I. Vernadsky előrejelzése szerint a tömegek élesen megnövekedett kreatív tevékenysége, a maximális tudományos ismeretek megszerzésére irányuló vágy, a közéletben és a kormányzásban való részvétel. .

A nooszféra felépítésének egyetlen életképes társadalmi-gazdasági és politikai alapja V. I. Vernadsky szerint a tudományos szocializmus.

A nooszféra fogalma feltárja a társadalom és a természet közötti interakció optimális módjait.

A fundamentális nooszféra valódi felépítése az érett szocializmus történelmi korszakában, a nooszféra koncepció lényegére épülve, a gazdaság intenzív fejlődés útjára lépésével, a tudomány alkalmazott értékének erősítésével, a tudomány alkalmazotti értékének kialakításával lehetséges. új típusú tudományos menedzsment.

A nooszféra koncepciója a szabad személyiség harmonikus környezetben való fejlődését helyezi a legmagasabb társadalmi értékként. Így a nooszféra fogalma megfelel a humanizmus eszméinek.

A nooszféra koncepciója, mint létrehozásának és megnyilvánulásának alapvető feltétele, a népek közötti pusztító háborúk hiányát vetíti előre.

A bioszféra általános doktrínájának megalapítója, V. I. Vernadsky többször is hangsúlyozta, hogy a „természet” mindennapi fogalmai a Föld bioszférájának egy részére vagy egészére vonatkozhatnak. Valójában nincs más „természet”, mint a bioszféra – egy bolygóhéj, amely az élő anyag hatására fejlődik ki.

A nooszférikus komplexum természetes összetevője a bioszféra egésze és egyes ökológiai régiói (ökoszisztémák és ezek kombinációi). A bioszféra itt három fő entitásban jelenik meg: 1) a Homo sapiens bölcsője, testi és lelki gazdagodásának elmozdíthatatlan alapja,

2) a társadalom minden gazdasági és társadalmi átalakulásának kivétel nélkül anyagi hordozója, 3) minden természeti erőforrás egyetlen jelenleg ismert forrása. Következésképpen a bioszféra valóságos téridőként szolgál, amely magában foglalja a társadalomtörténeti fejlődés teljes folyamatát. A bioszféra evolúciós törvényeinek és szerveződésének ismeretében rejlik a kulcs a bioszféra emberi munkával és társadalmi gondolkodással való valóban intelligens átalakításához, a nooszféra felépítéséhez.

A modern emberiség olyan hatalmas tudással rendelkezik a világról, tevékenysége során olyan hatékony ismereteket és módszereket használ, amelyekről az elmúlt generációk álmodni sem tudtak. De a lényeg az, hogy a huszadik század második felében, a történelem során először, felmerült az emberre veszélyes környezeti változások problémája.

Az élet, az élő anyag, már az emberiség Földön való megjelenése előtt is aktívan átalakította héját. A mészkő hegyek számtalan kagyló maradványai. A több milliárd tonna fosszilis növényi maradványt számláló szénlelőhelyek szintén az élőlények létfontosságú tevékenységének az eredménye. De a múltban még soha nem fenyegette az élőlények tevékenysége... magát az életet. Ma a bioszféra a saját létét veszélyeztető folyamatok forrása. Az emberiség természetátalakító tevékenysége a bolygó számára a héjára gyakorolt ​​hatás mértékét tekintve összehasonlíthatóvá vált olyan természeti tényezőkkel, mint a geológiai folyamatok, az állati és növényi élet evolúciója és hasonlók. Az emberek a Föld beléből nyernek ki és dolgoznak fel nem több százezer, hanem milliárd tonna ásványi anyagot, de a kitermelt vagyon jelentős része végül emberi tevékenység pazarlásává válik, egyre jobban szennyezve a természeti környezetet – a légkört, a hidroszférát, ill. földfelszín. Gigantikus domborművek és bányák, szemétdombok, utak és lakott területek megváltoztatták a bolygó megjelenését. Évente több tucat növény-, rovar-, állatfaj és több ezer hektárnyi zöld erdő tűnik el a Föld színéről, amelyek minden élőlény számára szükséges oxigént biztosítanak. Így merült fel és tovább romlik az ökológia problémája - a környezet megőrzése az emberi léthez szükséges formában.

Az emberiség belépett a földközeli és távoli űrbe. Ma már nem képzelhető el a Föld-közeli űr több tucat repülő műhold, űrlaboratórium és szondák nélkül. A földlakók által nagy teljesítményű adók segítségével küldött rádiójeleket a Földtől óriási távolságra észlelik. Az űrhajók elérik a Naptól legtávolabbi bolygók környékét. Mindez még nem túl észrevehető, de már eltávolíthatatlan változásokat hozott a világűrben. Az emberi tevékenység kozmoplanetáris tényezővé vált.

Egészen a közelmúltig az emberek nem gondoltak saját hatásukra az őket körülvevő világra: ezek a hatások túl kicsinek tűntek. Az emberiség még a huszadik század első felében is továbbra is szembehelyezkedett a természettel. Igen, ugyanakkor felismerték, hogy az ember a természet része, annak teremtménye, de uralnia kell a természet többi részét. Ne várj szívességet a természettől, hanem erőszakkal vedd el, amire szükséged van, hódítsd meg a körülötted lévő világot – milyen ismerősek voltak ezek a szavak! De a Föld feletti hatalom nemcsak csábító: óriási felelősséget ró arra, aki a kezébe veszi. Ezt a felelősséget az emberiség elfelejtette, hisz a természet erőforrásai végtelenek. Kiderült, hogy nem végtelenek.

Nemrég jött rá a felismerés, hogy a Föld lényegében milyen kicsi, és milyen közel állnak a kimerüléshez számos ásvány nem megújuló készletei. Érezhetővé vált az olajtartalékok hiányának veszélye. A mezőgazdaság bővítésére alkalmas lakatlan terek eltűntek a Föld színéről. Világossá vált, hogy még egyszerű tiszta édesvíz sincs a bolygón.

Az emberek végre elkezdték megérteni, hogy az emberiség technikai tevékenységei olyan következményekhez vezethetnek, olyan változásokhoz vezethetnek a Földön, amelyek hatására a bolygón az élet lehetetlenné válik.

A közgazdaságtan, a tudomány és a technológia fejlődése képes megoldani az emberiség modern globális problémáit, így a környezeti válság problémáját is.

Bevezetés

A bioszféra életünk környezete, ez a minket körülvevő természet, amiről köznyelven beszélünk. Az ember mindenekelőtt a légzésével, funkcióinak megnyilvánulásával elválaszthatatlanul kapcsolódik ehhez a „természethez”, még akkor is, ha városban vagy egy félreeső házban él.

V. I. Vernadszkij.

Bioszféra(görögül biosz - élet, sphaira - golyó, gömb) - a Föld összetett külső héja, amelyet olyan organizmusok laknak, amelyek együtt alkotják a bolygó élőanyagát. Ez a Föld egyik legfontosabb geoszférája, amely az embert körülvevő természeti környezet fő alkotóeleme.

A „bioszféra” kifejezést először Eduard Suess osztrák geológus vezette be a tudományba 1875-ben. A bioszférát úgy értette, mint egy vékony életréteget a föld felszínén. A bioszféra szerepe és jelentősége bolygónk életének kialakulásában olyan nagynak bizonyult, hogy már a 20. század első harmadában. A természettudományban új alapvető tudományos irány alakult ki - a bioszféra doktrínája, amelynek alapítója a nagy orosz tudós, V. I.

Azonban jóval korábban, más néven, különösen „élettér”, „természetkép”, „a Föld élő héja” stb., sok más természettudós foglalkozott a bioszféra kifejezés tartalmával.

Mindezek a kifejezések kezdetben csak a bolygónkon élő élőlények összességét jelentették, bár néha jelezték kapcsolatukat földrajzi, geológiai és kozmikus folyamatokkal, ugyanakkor felhívták a figyelmet az élő természet erőktől való függésére. és szervetlen természetű anyagok. Még maga a „bioszféra” kifejezés szerzője, E. Suess a „The Face of the Earth” című könyvében, amely csaknem harminc évvel a kifejezés bevezetése után (1909) jelent meg, nem vette észre a bioszféra és a bioszféra fordított hatását. úgy határozta meg, mint „térben és időben korlátozott, a Föld felszínén élő organizmusok halmaza”.

A Föld és környezete az egész naprendszer természetes fejlődésének eredményeként jött létre. Körülbelül 4,7 milliárd évvel ezelőtt a Föld bolygó a protoszoláris rendszerben szétszórt gázból és porból alakult ki. Más bolygókhoz hasonlóan a Föld is energiát kap a Naptól, amely elektromágneses sugárzás formájában éri el a földfelszínt. A naphő a Föld éghajlatának egyik fő összetevője, számos geológiai folyamat kialakulásának alapja. Hatalmas hőáramlás érkezik a Föld mélyéről.

A legfrissebb adatok szerint a Föld tömege 6 * 10 21 tonna, térfogata - 1,083 * 10 12 km 3, felszíne - 510,2 millió km 2. Bolygónk mérete, így minden természeti erőforrása korlátozott.

Bolygónk heterogén szerkezetű, és koncentrikus héjakból (geoszférákból) áll - belső és külső. A belsők közé tartozik a mag és a köpeny, a külsők pedig a litoszférát, a hidroszférát, a légkört és a Föld összetett héját - a bioszférát.

Az első biológus, aki egyértelműen rámutatott az élő szervezetek óriási szerepére a földkéreg kialakulásában, J. B. Lamarck (1744-1829) volt. Hangsúlyozta, hogy a földgömb felszínén elhelyezkedő és kérgét képező összes anyag az élő szervezetek tevékenységének köszönhetően jött létre.

A bioszférával kapcsolatos tények és megállapítások fokozatosan halmozódtak fel a botanika, talajtan, növényföldrajz és más túlnyomórészt biológiai tudományok, valamint geológiai tudományágak fejlődésével összefüggésben. Azok a tudáselemek, amelyek a bioszféra egészének megértéséhez szükségessé váltak, kiderült, hogy az ökológia kialakulásához kapcsolódnak, egy olyan tudományhoz, amely az élőlények és a környezet kapcsolatait vizsgálja. A bioszféra egy sajátos természeti rendszer, léte elsősorban az energia- és anyagáramlásban fejeződik ki, élő szervezetek részvételével.

A bioszféra megértéséhez nagyon fontos volt, hogy Pfeffer német fiziológus (1845-1920) három módszert dolgozott ki az élő szervezetek táplálására:

* autotróf – szervezet felépítése szervetlen természetű anyagok felhasználásával;

* heterotróf - a test szerkezete az alacsony molekulatömegű szerves vegyületek felhasználása miatt;

* mixotróf – vegyes típusú szervezetszerkezet (autotróf-heterotróf).

A bioszféra (a mai értelemben) a Föld egyfajta héja, amely tartalmazza az élő szervezetek teljes összességét és a bolygó anyagának azt a részét, amely folyamatos cserében van ezekkel a szervezetekkel.

A bioszféra, mint globális ökoszisztéma, mint minden ökoszisztéma, a következőkből áll abiotikusÉs biotikus alkatrészek.

Abiotikus bemutatott rész:

1. a talaj és az alatta lévő kőzetek olyan mélységig, ahol még mindig vannak élő szervezetek, amelyek cserébe lépnek e kőzetek anyagával és a pórustér fizikai környezetével.

2. Légköri levegővel olyan magasságokba, ahol még lehetségesek az élet megnyilvánulásai.

3. Az óceánok, folyók, tavak stb. vízi környezete.

Biotikus része az összes taxon élő szervezeteiből áll, amelyek a bioszféra legfontosabb funkcióját látják el, amely nélkül maga az élet nem létezhet: az atomok biogén áramlása. Az élő szervezetek ezt az atomáramot légzésük, táplálkozásuk és szaporodásuk révén hajtják végre, biztosítva a cserét a bioszféra minden része között.

Az atomok biogén migrációja a bioszférában két biokémiai elven alapul:

Törekedj a maximális megnyilvánulásra, az élet „mindenütt” való elérésére;

Biztosítani kell az élőlények túlélését, ami növeli magát a biogén migrációt.

· Légkör– a Föld legkönnyebb héja, amely a világűrrel határos; Az atmoszférán keresztül az anyag és az energia kicserélődik a térrel.

A légkör több rétegből áll:

* troposzféra – a Föld felszínével szomszédos alsó réteg (magasság 9-17 km). A légkör gázösszetételének körülbelül 80%-át és az összes vízgőzt tartalmazza;

* sztratoszféra;

* nonoszféra – ott nincs „élő anyag”.

A légkör kémiai összetételének meghatározó elemei: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

· Hidroszféra- a Föld vízhéja. Nagy mobilitása miatt a víz mindenhol behatol a különböző természetes képződményekbe, még a legtisztább légköri vizek is 10-50 mg/l oldható anyagot tartalmaznak.

A hidroszféra kémiai összetételének meghatározó elemei: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C. Egyik vagy másik elem koncentrációja a vízben nem mond semmit arról, hogy mennyire fontos a vízben élő növényi és állati szervezetek számára. azt. Ebben a tekintetben a vezető szerep az N, P, Si-é, amelyeket az élő szervezetek felszívnak. Az óceánvíz fő jellemzője, hogy a fő ionokat állandó arány jellemzi a világ óceánjainak teljes térfogatában.

· Litoszféra– a Föld külső szilárd héja, amely üledékes és magmás kőzetekből áll. Jelenleg a földkéreg a bolygó szilárd testének felső rétege, amely a Mohorovic-féle szeizmikus határ felett helyezkedik el. A litoszféra felszíni rétege, amelyben az élő anyag és az ásványi (szervetlen) kölcsönhatás játszódik le, a talaj. Az élőlények maradványai a bomlás után humuszsá (a talaj termékeny része) alakulnak. A talaj alkotóelemei ásványi anyagok, szerves anyagok, élő szervezetek, víz és gázok.

A litoszféra kémiai összetételének meghatározó elemei: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

II. V. I. Vernadsky tana a bioszféráról

1. A bioszféra főbb anyagtípusainak jellemzői

A modern fogalmak szerint a bioszféra a föld különleges héja, amely tartalmazza az élő szervezetek teljes összességét és a bolygó anyagának azt a részét, amely folyamatos cserében van ezekkel az organizmusokkal.

Ezek az elképzelések V. I. Vernadsky (1863–1945) bioszféráról szóló tanításain alapulnak, amely a huszadik század legnagyobb általánosítása a természettudomány területén. Tanításainak legfontosabb jelentősége csak a század második felében vált teljesen nyilvánvalóvá. Ezt elősegítette az ökológia és mindenekelőtt a globális ökológia fejlődése, ahol a bioszféra alapvető fogalom.

Vernadsky bioszféra-doktrínája szervesen összefügg a földi élet megőrzésének és fejlődésének legfontosabb problémáival szervesen összefüggő alapdoktrína, amely alapvetően új megközelítést jelent a bolygó, mint a múltban fejlődő önszabályozó rendszer kutatásában. jelen és jövő.

V. I. Vernadsky szerint a bioszféra az élőlények halmaza által alkotott anyagot; biogén anyag, amely az élőlények élete során keletkezik (légköri gázok, szén, olaj, tőzeg, mészkő stb.); inert anyag, amely élő szervezetek részvétele nélkül képződik (magmás kőzetek); bioinert anyag, amely az organizmusok létfontosságú tevékenységének és a nem biológiai folyamatoknak (például talaj) együttes eredménye; valamint radioaktív anyagok, kozmikus eredetű anyagok (meteoritok stb.) és szórt atomok. Mind a hét anyagtípus geológiailag rokonságban áll egymással.

A bioszféra inert anyaga.

A bioszféra határait a földi környezet olyan tényezők határozzák meg, amelyek ellehetetlenítik az élő szervezetek létezését. A felső határ körülbelül 20 km-es magasságban halad el a bolygó felszínétől, és egy ózonréteg határolja, amely blokkolja a Nap életromboló, rövid hullámhosszú ultraibolya sugárzását. Így élő szervezetek létezhetnek a troposzférában és az alsó sztratoszférában. A földkéreg hidroszférájában az élőlények behatolnak a Világóceán teljes mélységébe - 10-11 km-ig. A litoszférában az élet 3,5-7,5 km mélységben fordul elő, amelyet a föld belsejének hőmérséklete és a folyékony víz behatolásának állapota határoz meg.

Légkör.

A gázhéj főleg nitrogénből és oxigénből áll. Kis mennyiségben szén-dioxidot (0,03%) és ózont tartalmaz. A légkör állapota nagy hatással van a Föld felszínén és a vízi környezetben zajló fizikai, kémiai és biológiai folyamatokra. A biológiai folyamatok szempontjából a legfontosabbak: az elhalt szerves anyagok légzésére és mineralizációjára használt oxigén, a fotoszintézisben részt vevő szén-dioxid és az ózon, amely megvédi a földfelszínt a kemény ultraibolya sugárzástól. A nitrogén, a szén-dioxid és a vízgőz nagyrészt a vulkáni tevékenység, az oxigén pedig a fotoszintézis eredményeként keletkezett.

Hidroszféra.

A víz a bioszféra nélkülözhetetlen alkotóeleme és az élő szervezetek létezéséhez szükséges egyik tényező. Legnagyobb része (95%) a Világóceánban található, amely a Föld felszínének körülbelül 70% -át foglalja el, és 1300 millió km 3 -t tartalmaz. A felszíni vizek (tavak, folyók) mindössze 0,182 millió km 3 -t tartalmaznak, az élő szervezetekben lévő víz mennyisége pedig mindössze 0,001 millió km 3. A gleccserek jelentős vízkészleteket tartalmaznak (24 millió km 3). Nagy jelentőséggel bírnak a vízben oldott gázok: az oxigén és a szén-dioxid. Mennyiségük a hőmérséklettől és az élő szervezetek jelenlététől függően nagyon változó. A vízben 60-szor több szén-dioxid van, mint a légkörben. A hidroszféra a litoszféra kialakulásával összefüggésben jött létre, amely a Föld geológiai története során nagy mennyiségű vízgőzt bocsátott ki.

Litoszféra.

A litoszférán belül élő szervezetek nagy része a talajrétegben található, amelynek mélysége nem haladja meg a több métert. A talaj magában foglalja a kőzetek pusztulása során keletkező ásványokat és a szerves anyagokat - az élőlények hulladéktermékeit.

Élő szervezetek (élőanyag).

Bár a bioszféra határai meglehetősen szűkek, az élő szervezetek bennük nagyon egyenetlenül oszlanak el. Nagy magasságban és a hidroszféra és a litoszféra mélyén az élőlények viszonylag ritkák. Az élet főként a Föld felszínén, a talajban és az óceán felszínhez közeli rétegében koncentrálódik. Az élő szervezetek össztömege 2,43x10 12 tonnára becsülhető. A szárazföldön élő szervezetek biomasszáját 99,2%-ban zöld növények, 0,8%-ban állatok és mikroorganizmusok teszik ki. Ezzel szemben az óceánban a növények adják a teljes biomasszának 6,3%-át, az állatok és mikroorganizmusok pedig 93,7%-át. Az élet elsősorban a szárazföldre összpontosul. Az óceán teljes biomasszája mindössze 0,03x10 12 tonna, vagyis a Földön élő összes élőlény biomasszájának 0,13%-a.

Fontos mintázat figyelhető meg az élő szervezetek fajösszetétel szerinti megoszlásában. Az összes fajszám 21%-a növény, de a teljes biomasszához való hozzájárulásuk 99%. Az állatok között a fajok 96%-a gerinctelen, és csak 4%-a gerinces, ennek tizede emlős. Az élőanyag tömege a bioszféra inert anyagának mindössze 0,01-0,02%-a, de a geokémiai folyamatokban vezető szerepet tölt be. A szervezet az anyagcseréhez szükséges anyagokat és energiát a környezetből szerzi be. Korlátozott mennyiségű élő anyag újjáteremtődik, átalakul és lebomlik. Évente a növények és állatok létfontosságú tevékenységének köszönhetően a biomassza mintegy 10%-a újratermelődik.

V. I. Vernadsky tanításának lényege az „élő anyag” kivételes szerepének felismerése, amely átalakítja a bolygó megjelenését. Tevékenységének összesített eredménye a geológiai időszakban óriási. Vernadszkij szerint „a Föld felszínén nincs olyan kémiai erő, amely állandóan hat, és ezért végső következményei erősebbek, mint az élő szervezetek összességében”. Az élő szervezetek azok, amelyek felfogják és átalakítják a Nap energiáját, és megteremtik világunk végtelen sokszínűségét.

V. I. Vernadsky tanításainak második legfontosabb aspektusa a bioszféra szerveződéséről kidolgozott elképzelés, amely az élő és élettelen dolgok összehangolt kölcsönhatásában, a szervezet és a környezet kölcsönös alkalmazkodóképességében nyilvánul meg. „Egy szervezet – írta V. I. Vernadsky – olyan környezettel foglalkozik, amelyhez nemcsak alkalmazkodott, hanem alkalmazkodott is hozzá.

Ez a kölcsönhatás elsősorban számos új kultúrnövény- és háziállat-faj létrehozásában tükröződik. Ilyen fajok korábban nem léteztek, emberi segítség nélkül vagy elpusztulnak, vagy vadon élő fajtákká alakulnak. Ezért Vernadsky az élő anyag geokémiai munkáját az állati, növényi birodalom és a kulturális emberiség elválaszthatatlan kapcsolatában egyetlen egész munkájának tekinti.

V. I. Vernadsky szerint a múltban nem tulajdonítottak jelentőséget két fontos tényezőnek, amelyek az élő testeket és létfontosságú tevékenységük termékeit jellemzik:

* Pasteur felfedezte az optikailag aktív vegyületek túlsúlyát, amely a molekulák térszerkezetének diszszimmetriájához kapcsolódik, mint az élő testek jellegzetessége;

* egyértelműen alábecsülték az élő szervezetek hozzájárulását a bioszféra energiájához és az élettelen testekre gyakorolt ​​hatásukat. Végtére is, a bioszféra nemcsak élő anyagokat, hanem különféle élettelen testeket is magában foglal, amelyeket V. I. Vernadsky inertnek nevez (a légkör, kőzetek, ásványok stb.), valamint a heterogén élő és inert testekből (talajok, felszín) keletkezett bioinert testek. vizek stb.). Bár az élő anyag a bioszféra elenyésző részét képezi térfogatát és súlyát tekintve, jelentős szerepet játszik a bolygónk megjelenésének változásával összefüggő geológiai folyamatokban.

Mivel az élő anyag a bioszféra meghatározó alkotóeleme, elmondható, hogy csak a bioszféra integrált rendszerének keretein belül létezhet és fejlődhet. Nem véletlen, hogy V. I. Vernadsky úgy véli, hogy az élő szervezetek a bioszféra függvényei, és anyagilag és energetikailag szorosan kapcsolódnak hozzá, és hatalmas geológiai erőt jelentenek, amely meghatározza azt.

A bioszféra és a benne lezajló biogeokémiai folyamatok létezésének kiinduló alapja bolygónk csillagászati ​​helyzete, és mindenekelőtt a Naptól való távolsága, valamint a Föld tengelyének az ekliptikához, illetve a Föld síkjához viszonyított dőlése. a föld pályája. A Földnek ez a térbeli elhelyezkedése elsősorban a bolygó klímáját határozza meg, ez utóbbi pedig a rajta létező összes élőlény életciklusát. A nap a bioszféra fő energiaforrása, és bolygónkon minden geológiai, kémiai és biológiai folyamat szabályozója. Ezt a szerepet képletesen az energia megmaradásának és átalakulásának törvényének egyik szerzője, Julius Mayer (1814-1878) fejezte ki, aki megjegyezte, hogy az élet egy napsugár teremtménye.

A döntő különbség az élő anyag és az inert anyag között a következő:

* az élő anyagokban a változások és folyamatok sokkal gyorsabban mennek végbe, mint az inert testekben. Ezért az élő anyag változásainak jellemzésére a történelmi idő fogalmát, az inert testeknél pedig a geológiai időt használják. Összehasonlításképpen megjegyezzük, hogy a geológiai idő egy másodperce megközelítőleg százezer éves történelmi időnek felel meg;

* a geológiai idők folyamán az élő anyag ereje és a bioszféra inert anyagára gyakorolt ​​hatása nő. Ez a hatás – mutat rá V.I. Vernadsky, elsősorban „az atomok folyamatos biogén áramlásában az élő anyagból a bioszféra inert anyagába és vissza” nyilvánul meg;

* csak az élő anyagban mennek végbe minőségi változások a szervezetekben a geológiai idők során. E változások folyamatát és mechanizmusait először Charles Darwin (1859) a fajok természetes szelekción keresztül történő eredetének elméletében fejtette ki;

* az élő szervezetek a környezet változásaitól függően változnak, alkalmazkodnak hozzá, és Darwin elmélete szerint ezeknek a változásoknak a fokozatos felhalmozódása az evolúció forrása.

V. I. Vernadsky azt sugallja, hogy az élő anyagnak is megvan a maga evolúciós folyamata, amely a geológiai idők folyamán bekövetkező változásokban nyilvánul meg, függetlenül a környezet változásaitól.

Gondolatának megerősítésére utal az állatok központi idegrendszerének folyamatos növekedésére és annak bioszférában betöltött jelentőségére, valamint magának a bioszférának a sajátos szerveződésére. Véleménye szerint leegyszerűsített modellben ez a szerveződés úgy fejezhető ki, hogy a bioszférában egyetlen pont sem „esik ugyanarra, ugyanarra a pontra a bioszférában, ahol valaha is volt”. Modern szóhasználattal ez a jelenség a változások visszafordíthatatlanságaként írható le, amelyek minden evolúciós és fejlődési folyamat velejárói.

A folyamatos evolúciós folyamat, amelyet új élőlényfajok megjelenése kísér, hatással van a bioszféra egészére, beleértve a természetes bioinert testeket, például a talajokat, a felszín alatti és felszín alatti vizeket stb. Ezt támasztja alá az a tény is, hogy hogy a devoni talajok és folyók teljesen mások, mint a harmadidőszak és különösen a mi korszakunk. Így a fajok evolúciója fokozatosan terjed és átterjed az egész bioszférára.

V.I. Vernadszkij az anyag átalakulási formáiról, az atomok biogén vándorlásának útjairól is alátámasztotta a legfontosabb gondolatokat, i.e. a kémiai elemek vándorlása élő anyag részvételével, a kémiai elemek felhalmozódása, a bioszféra fejlődésének mozgatórugói stb.

Vernadsky tanításainak legfontosabb része a megjelenésével és fejlődésével kapcsolatos elképzelések. A modern bioszféra nem azonnal keletkezett, hanem az abiotikus és biotikus tényezők állandó kölcsönhatásának folyamatában bekövetkezett hosszú távú evolúció eredményeként. Az élet első formáit nyilvánvalóan az anaerob baktériumok képviselték. Az élő anyag teremtő és átalakító szerepe azonban csak a fotoszintetikus autotrófok - cianobaktériumok és kékalgák (prokarióták), majd a valódi algák és szárazföldi növények (eukarióták) megjelenésével kezdett megvalósulni, ami kulcsfontosságú volt a bioszférában. a modern bioszféra kialakulása. Ezen organizmusok tevékenysége a szabad oxigén felhalmozódásához vezetett a bioszférában, amit az evolúció egyik legfontosabb szakaszának tartanak.

Ezzel egyidőben fejlődtek ki a heterotrófok és mindenekelőtt az állatok. Fejlődésük fő dátumai a szárazföld megjelenése és a kontinensek betelepülése (a harmadidőszak elején), végül az ember megjelenése.

V. I. Vernadsky elképzelései a bioszféra fejlődéséről tömör formában a következőképpen fogalmazhatók meg:

1. Először a litoszféra jött létre - a környezet előhírnöke, majd az élet szárazföldi megjelenése után a bioszféra.

2. A Föld teljes geológiai története során soha nem figyeltek meg azoikus geológiai korszakokat (azaz élettől mentes). Következésképpen a modern élőanyag genetikailag rokon az elmúlt geológiai korszakok élőanyagával.

3. Az élő szervezetek jelentik a fő tényezőt a kémiai elemek földkéregben történő migrációjában, „anyagának tömegének legalább 90%-a az életnek köszönhető lényeges tulajdonságaiban”. (V. Vernadszkij)

4. A tevékenység óriási geológiai hatása abból adódik, hogy számuk végtelenül nagy és szinte végtelenül hosszú ideig hatnak.

5. A bioszférában zajló folyamatok kialakulásának fő hajtóereje az élő anyag biokémiai energiája.

V. I. Vernadsky művének megkoronázása a nooszféra, vagyis az elme szférájának doktrínája volt.

Általánosságban elmondható, hogy Vernadsky bioszféra-doktrínája lefektette az alapjait a modern elképzeléseknek az élő és az élettelen természet összekapcsolódásáról és kölcsönhatásáról. A bioszféra doktrínájának gyakorlati jelentősége óriási. Napjainkban ez a racionális környezetgazdálkodás és környezetvédelem természettudományos alapja.

Vernadsky a Föld geológiai történetét elemezve azt állítja, hogy a bioszféra egy új állapotba kerül - a nooszférába egy új geológiai erő, az emberiség tudományos gondolkodása hatására. Vernadszkij műveiben azonban nincs teljes és következetes értelmezése az anyagi nooszféra, mint átalakult bioszféra lényegének. Egyes esetekben jövő időben írt a nooszféráról (még nem érkezett meg), máskor a jelenben (belelépünk), és néha a nooszféra kialakulását a Homo sapiens megjelenésével vagy a az ipari termelés megjelenése. Meg kell jegyezni, hogy amikor Vernadsky mineralógusként az ember geológiai tevékenységéről írt, még nem használta a „nooszféra”, sőt a „bioszféra” fogalmát. A földi nooszféra kialakulásáról a „Tudományos gondolkodás mint bolygójelenség” című, befejezetlen munkájában írt a legrészletesebben, de elsősorban tudománytörténeti szempontból.

Tehát mi a nooszféra: utópia vagy valódi túlélési stratégia? Vernadsky művei lehetővé teszik a feltett kérdés érdemi megválaszolását, mivel számos, a nooszféra kialakulásához és létezéséhez szükséges sajátos feltételt jelzik. Ezeket a feltételeket soroljuk fel:

1. az egész bolygó emberi betelepülése;

2. az országok közötti kommunikációs és csereeszközök drámai átalakulása;

3. a kapcsolatok, köztük a politikai kapcsolatok erősítése a Föld összes országa között;

4. az ember földtani szerepe a bioszférában végbemenő egyéb földtani folyamatokkal szembeni túlsúly kezdete;

5. a bioszféra határainak kiterjesztése és a térhez való hozzáférés;

6. új energiaforrások felfedezése;

7. minden fajhoz és valláshoz tartozó emberek egyenlősége;

8. az emberek szerepének növelése a kül- és belpolitikai kérdések megoldásában;

9. a tudományos gondolkodás és a tudományos kutatás szabadsága a vallási, filozófiai és politikai konstrukciók nyomásától, valamint a szabad tudományos gondolkodás számára kedvező feltételek megteremtése az állami rendszerben;

10. a közoktatás átgondolt rendszere és a dolgozók jólétének növelése. Valódi lehetőség megteremtése az alultápláltság és az éhezés, a szegénység megelőzésére és a betegségek nagymértékű csökkentésére;

11. a Föld elsődleges természetének ésszerű átalakítása annak érdekében, hogy képes legyen kielégíteni a számszerűen növekvő népesség minden anyagi, esztétikai és szellemi szükségletét;

12. a háborúk kizárása a társadalom életéből.

A nooszféra tanának központi témája a bioszféra és az emberiség egysége. Vernadsky műveiben feltárja ennek az egységnek a gyökereit, a bioszféra szerveződésének fontosságát az emberiség fejlődésében. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy megértsük az emberiség történelmi fejlődésének helyét és szerepét a bioszféra evolúciójában, a nooszférába való átmenet mintáit.

Vernadsky nooszféra elméletének egyik kulcsgondolata, hogy az ember nem önellátó élőlény, saját törvényei szerint külön él, együtt él a természetben, és annak része. Ez az egység elsősorban a környezet és az ember funkcionális folytonosságának köszönhető, amelyet Vernadsky biogeokémikusként igyekezett bemutatni. Az emberiség maga is természetes jelenség, és természetes, hogy a bioszféra hatása nemcsak az életkörnyezetre, hanem a gondolkodásmódra is kihat.

1. Vernadsky V.I. Bioszféra és nooszféra. Moszkva - 1989

2. Ruzalin G.I. A modern természettudomány fogalma. Moszkva - 1997

3. Golubev V. S. Evolúció: a geokémiai rendszerektől a nooszféráig. Kijev - 1992

4. Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ökológia egyetemi hallgatóknak. Rostov-on-Don, „Phoenix” - 2001

5. Ökológia. Enciklopédia gyerekeknek, 19. kötet. Moszkva, „Avanta+” - 2001

6. Alekseev V.P. esszék az emberi ökológiáról. Moszkva "Tudomány" - 1993

Nagy eredményeket ért el a természettudományok terén V.I. Vernadszkij. Számos munkája van, és a biogeokémia, egy új tudományterület megalapítója lett. Alapja a bioszféra doktrínája, amely az élő anyag geológiai folyamatokban betöltött szerepén alapul.

A bioszféra lényege

Napjainkban a bioszférának számos fogalma létezik, amelyek közül a legfontosabbat a következőnek tekintik: a bioszféra az összes élő szervezet létezésének környezete. A régió a légkör nagy részét lefedi, és az ózonréteg elején ér véget. A bioszféra magában foglalja a teljes hidroszférát és a litoszféra egy részét is. Görögről lefordítva a szó „labdát” jelent, és ebben a térben él minden élő szervezet.

Vernadsky tudós úgy vélte, hogy a bioszféra a bolygó szervezett szférája, amely érintkezik az élettel. Ő volt az első, aki holisztikus doktrínát alkotott, és feltárta a „bioszféra” fogalmát. Az orosz tudós munkája 1919-ben kezdődött, és már 1926-ban a zseni bemutatta „Bioszféra” című könyvét a világnak.

Vernadsky szerint a bioszféra egy tér, régió, hely, amely élő szervezetekből és azok élőhelyéből áll. Ezenkívül a tudós a bioszférát származékosnak tekintette. Azzal érvelt, hogy ez egy kozmikus természetű bolygójelenség. Ennek a térnek a sajátossága az „élő anyag”, amely a teret benépesíti, és bolygónknak is egyedi megjelenést kölcsönöz. Az élő anyagon a tudós megértette a Föld bolygó összes élő szervezetét. Vernadsky úgy vélte, hogy a bioszféra határait és fejlődését számos tényező befolyásolja:

• élő anyag;
• oxigén;
• szén-dioxid;
• folyékony víz.

Ezt a környezetet, ahol az élet koncentrálódik, korlátozhatja a magas és alacsony levegő hőmérséklet, az ásványi anyagok és a túlzottan sós víz.

A bioszféra összetétele Vernadsky szerint

Kezdetben Vernadsky úgy gondolta, hogy a bioszféra hét különböző anyagból áll, amelyek geológiailag összekapcsolódnak. Ezek a következők:

• élő anyag - ez az elem hatalmas biokémiai energiából áll, amely az élő szervezetek folyamatos születése és halála következtében jön létre;
• bioinert anyag – élő szervezetek által létrehozott és feldolgozott. Ezen elemek közé tartozik a talaj, a fosszilis tüzelőanyagok stb.;
• inert anyag – az élettelen természetre utal;
• tápanyag – élő szervezetek gyűjteménye, például erdő, mező, plankton. Haláluk következtében biogén kőzetek keletkeznek;
• radioaktív anyag;
• kozmikus anyag – kozmikus por és meteoritok elemei;
• szórt atomok.

Kicsit később a tudós arra a következtetésre jutott, hogy a bioszféra élő anyagon alapul, amely élőlények gyűjteményét jelenti, amelyek kölcsönhatásba lépnek a nem élő csontanyaggal. A bioszférában is található egy biogén anyag, amely élő szervezetek segítségével jön létre, és ezek főleg kőzetek és ásványok. Ezenkívül a bioszféra magában foglalja a bioinert anyagokat is, amelyek az élőlények és az inert folyamatok egymáshoz való viszonyának eredményeként jöttek létre.

A bioszféra tulajdonságai

Vernadsky alaposan tanulmányozta a bioszféra tulajdonságait, és arra a következtetésre jutott, hogy a rendszer működésének alapja az anyagok és az energia végtelen körforgása. Ezek a folyamatok csak egy élő szervezet tevékenységének eredményeként lehetségesek. Az élőlények (autotrófok és heterotrófok) létezésük során hozzák létre a szükséges kémiai elemeket. Így az autotrófok segítségével a napfény energiája kémiai vegyületekké alakul át. A heterotrófok pedig felemésztik a keletkezett energiát, és a szerves anyagok ásványi vegyületekké való bomlásához vezetnek. Ez utóbbiak képezik az alapját az autotrófok által új szerves anyagok létrehozásának. Így az anyagok ciklikus körforgása következik be.

A biológiai körforgásnak köszönhető, hogy a bioszféra önfenntartó rendszer. A kémiai elemek keringése alapvető fontosságú az élő szervezetek számára, valamint a légkörben, a hidroszférában és a talajban való létezésük számára.

A bioszféra tanának alapvető rendelkezései

Vernadsky felvázolta a doktrína legfontosabb rendelkezéseit „Bioszféra”, „Az élet területe”, „Bioszféra és tér” című műveiben. A tudós felvázolta a bioszféra határait, beleértve a teljes hidroszférát az óceán mélységeivel együtt, a földfelszínt (a litoszféra felső rétegét) és a légkör egy részét a troposzféra szintjéig. A bioszféra egy integrált rendszer. Ha az egyik eleme meghal, a bioszféra héja összeomlik.

Vernadsky volt az első tudós, aki az „élő anyag” fogalmát használta. Az életet az anyag fejlődésének szakaszaként határozta meg. Az élő szervezetek rendelik alá a bolygón előforduló egyéb folyamatokat.

A bioszférát jellemezve Vernadszkij a következő pontokat fogalmazta meg:

• a bioszféra szervezett rendszer;
• az élő szervezetek a domináns tényező a bolygón, és ezek alakították bolygónk jelenlegi állapotát;
• A földi életet a kozmikus energia befolyásolja

Így Vernadsky lefektette a biogeokémiának és a bioszféra elméleteinek alapjait. Számos kijelentése ma is aktuális. A modern tudósok továbbra is tanulmányozzák a bioszférát, de magabiztosan támaszkodnak Vernadsky tanításaira. A bioszférában az élet mindenhol eloszlik, és mindenhol élnek olyan élő szervezetek, amelyek nem létezhetnek a bioszférán kívül.

Következtetés

A híres orosz tudós munkáit az egész világon terjesztik, és korunkban használják. Vernadszkij tanításainak széleskörű alkalmazása nemcsak az ökológiában, hanem a földrajzban is megfigyelhető. A tudós munkájának köszönhetően az emberiség védelme és gondozása napjaink egyik legégetőbb feladatává vált. Sajnos évről évre egyre több probléma merül fel a környezettel, ami a jövőben veszélyezteti a bioszféra teljes létét. E tekintetben biztosítani kell a rendszer fenntartható fejlődését és minimalizálni kell a környezetre gyakorolt ​​negatív hatások kialakulását.

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete