Концепция биосферы В.И.Вернадского

АНО СПО Колледж Экономики, Страхового дела и Информационных технологий КЭСИ

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

По дисциплине «Естествознание»

на тему «Концепция биосферы В.И.Вернадского»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент:

1 курса группы ЗЭ-101

Лушникова Елизавета Александровна

 

 

Москва

2015г.

Оглавление

 

 

 

Введение

Биосфера — оболочка Земли, заселённая и преобразованная живыми организмами. Биосфера начала формироваться около 3,8 миллиардов лет назад, когда начали зарождаться первые организмы на нашей планете. Она проникает во всю гидросферу, нижнюю часть атмосферы и верхнюю часть литосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов животных, растений, грибов и бактерий. Человек также является частью биосферы, его деятельность превосходит большинство природных процессов и, как сказал Владимир Иванович Вернадский, великий русский ученый и мыслитель, широко известный и высоко чтимый во всем мире: «Человек становится могучей геологической силой».

История науки знает много великих имен, с ними связаны фундаментальные открытия,  однако очень часто это ученые, которые работают в одной области знаний. Реже - мыслители, которые охватывали своим мудрым взором совокупность всех знаний своей эпохи и на столетия вперед могли определить развитие научного мировоззрения. Таковы Аристотель, Леонардо да Винчи, Ломоносов.

В ХХ веке таким универсальным и значимым мыслителем стал В.И. Вернадский.

Он был естествоиспытателем, основоположником геохимии, биогеохимии и учения о биосфере, также радиогеологом, кристаллографом, минерологом, автором трудов по философии естествознания и науковедению. Его ученик, Сауков А.П., выдающийся геохимик, говорил: «минералогию он реформировал, биогеохимию и радиологию создал».

В.И. Вернадский внес большой вклад в метеоритику, почвоведение, создал учение о природных водах, а главное - он разработал учение о биосфере Земли и непредотвратимости ее преобразования в ноосферу, под воздействием всеобщего труда и разума человечества. Эта ноосфера, в представлении Вернадского, будет полностью удовлетворять материальные и духовные потребности. Он писал: «Мы живем в  небывало новую, геологически яркую эпоху. Человек своим  трудом и своим сознательным отношением к жизни  перерабатывает  земную оболочку – геологическую  область жизни, биосферу. Он переводит ее в  новое геологическое состояние: его трудом и сознанием биосфера переходит в ноосферу».

Среди социальных метаний и политических катаклизмов в стране, в которой довелось жить Вернадскому, смыслом и логикой стала наука. Часто Вернадского, а главное справедливо, называют ученым-энциклопедистом. Он знал множество европейских языков и общался с выдающимися учеными своей эпохи, был в курсе всех открытий в области естественных наук. В своих многочисленных трудах, он глубоко продумывал и философски обобщал эти открытия. В книге «Биосфера» В.И. Вернадский впервые показал, что биосфера – закономерный результат развития нашей планеты, ее верхней области земной коры. Живые организмы в биосфере – не случайные гости, а часть закономерной организованности.

 В последние годы жизни  ученый пришел к другому философскому  открытию – идее перехода биосферы  в ноосферу, или сферу разума. В наше время учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере стало основой экологической стратегии человечества, от которой зависит его будущее.

 

Научно – философское мировоззрение В.И. Вернадского о биосфере

 

В связи с усилившимися негативными последствиями воздействия научно-технического прогресса на природную среду, обострением   планетарной экологической ситуации, что ставит под угрозу дальнейшее существование всего живого на земле, в наше время усиливается научный и общественный интерес  к учению В.И. Вернадского о биосфере, к его  фундаментальным трудам.

Как определял Вернадский, биосфера – это область существования на земле  «живого вещества»,  т.е. совокупности всех живых организмов. Она включает в себя нижнюю (тропосферную) часть атмосферы,  всю гидросферу и верхнюю часть  литосферы.

Впервые термин «биосфера» ввел в научный обиход великий натуралист и мыслитель Жан Батист Ламара (1744 – 1829).

В 1875 г. Э. Зюсс ввел это  понятие в науку  повторно. «Биосферу» понимал как особую оболочку земной коры, охваченную жизнью. Советский ученый, академик Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945) заложил основы учения о биосфере. В результате его работ учение о биосфере оформилось как новое научное направление. До появления работ В.И. Вернадского роль живых организмов на Земле представлялась ученым очень скромной. Действительно, казалось бы, какое может быть сравнение последствий их жизнедеятельности с мощью внутренних сил планеты, вздымающих высочайшие горы, разверзающих  океанские пучины, перемещающие целые континенты.

В.И. Вернадский доказал, что как бы слаб ни был каждый организм в отдельности, все они, вместе взятые, на протяжении длительного отрезка времени выступают как мощный геологический фактор, играющий существенную роль в жизни планеты. Геологическая деятельность живых организмов проявляется как следствие следующих их особенностей: они теснейшим образом связаны с окружающей средой и взаимодействуют с ней в процессе обмена веществом и энергией; обмен веществ организмов со средой  осуществляется в процессе биологического круговорота; суммарный эффект   результатов деятельности организмов проявляется на протяжении очень длительных (сотен миллионов лет) отрезков времени.

Биосфера – это очень сложно  устроенная внешняя оболочка Земли, населенная живыми организмами. Она качественно отличается от других ее оболочек.

В пределах биосферы проявляется тесная взаимосвязь и геологическая деятельность всех живых существ: растений, животных, микроорганизмов, а на последнем историческом этапе становления Земли – и человека.

Научно-философские изыскания В.И. Вернадского также были направлены на выявление механизмов взаимодействия «живого вещества» с окружающей неживой природой, биогеохимическим и геохимическими  циклами элементов в биосфере, выявление геохимических полей «устойчивости жизни» или «пределов жизни».

Нарушение  «пределов жизни», которые могут повлечь за собой гибель живых организмов, вызываются как естественными природными (избыток или недостаток химических элементов, геомагнитные поля, радиоактивные излучения, вулканические извержения и др.) так и искусственными антропогенными воздействиями (вредные газовые выбросы, пестициды, удобрения, тяжелые металлы, сточные воды предприятий, твердые отходы, мусор и др.). Так, недостаток некоторых элементов питания в почве, особенно микроэлементов, приводит к резкому снижению продуктивности сельскохозяйственных культур и устойчивости к неблагоприятным  абиотическим и биотическим факторам.

К естественным факторам глобальных воздействий на биосферу следует отнести геофизические и космические факторы (геомагнитные поля, космические излучения).

Периодически возникающие вспышки на Солнце возмущают геомагнитное поле Земли, приводят к магнитным бурям, которые отрицательно влияют на состояние человека. В периоды магнитных бурь или так называемых «неблагоприятных дней» ухудшается состояние  больных людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, гипертонией, возрастает число сосудистых кризов.

Естественные ионизирующие факторы среды также оказывают сильное влияние на биосферу. По мнению ряда исследователей, на планете существуют так называемые радиоактивные провинции, которые характеризуются повышенным содержанием радиоактивных веществ во внешней среде. Такие провинции известны в США,  Франции, Индии, России. Максимальной радиоактивностью характеризуются торфяники болотистой Хибинской тундры, и почти в 3 раза ниже активность пустынного серозема.

Черноземы по этому показателю  занимают промежуточное положение. Растения и животный мир  выполняют функцию первичного звена многочисленных  трофических цепей и определяют включение радионуклидов во все остальные биотические компоненты биосферы.

Содержание естественных радионуклидов в живых организмах   и растениях зависит не только от их концентрации в окружающей среде, но и от их функционального состояния.

Из зерновых культур интенсивно накапливают радионуклиды просо, ячмень, рожь, и в 10 раз меньше рис; из овощных  культур много радионуклидов накапливают фасоль, горох; из корнеплодов – картофель, репа; из овощей – огурцы, помидоры; капуста – мало. Много накапливают грибы, черная смородина. Подобно растениям, животные и человек характеризуются определенным уровнем содержания радиоактивных элементов,   получаемых ими с пищей и непосредственно из среды обитания.

У человека полоний, радий и торий накапливаются   преимущественно  в костной ткани, хотя активность их выше в почках, печени, поджелудочной железе. Довольно больше количества радиоактивных элементов оказываются в роговице глаз.

Огромный ущерб биосфере и мировой экономике наносят   такие стихийные бедствия как ураганы, землетрясения, цунами, снегопады и др.  Ежегодный ущерб от них оценивается в 30 миллиардов долларов, ежегодное число человеческих жертв во всем мире  250 тысяч.

Таковы лишь некоторые естественные факторы глобальных воздействий на биосферу. Как говорится, от них никуда не денешься. Хуже, когда мы встречаемся с искусственно созданными человеком антропогенными биогеохимическими провинциями. Иными словами с загрязнениями окружающей среды, вредными газовыми выбросами, сточными промышленными водами, отходами сельскохозяйственных предприятий, бытовыми отходами. Примеров неразумного, бездумного, часто с непредсказуемыми последствиями обращения с природой, с окружающей средой, увы, великое множество.

Реактивный самолет за один трансатлантический рейс сжигает более 35 тонн атмосферного кислорода - столько же, сколько потребляют для дыхания около 10 тыс. человек в течение года жизни.

Промышленностью и транспортом вводится в атмосферу много вредных веществ. Ученые предсказывают, что к 2070 году концентрация атмосферного углекислого газа может повыситься в 2 раза, что приведет к повышению средней температуры нижнего слоя воздуха на 2,50 и глобальному потеплению климата.

Большой вред биосфере приносят разного рода отходы, городской и бытовой мусор. Если все их распределить по земной поверхности, то они покроют ее в течение 15 лет слоем толщиной 5 метров.

Необходимо сохранять естественные  агробиоценозы, генофонды, увеличивать площади зеленных насаждений. Растения на 1 гектаре сквера или сада за час поглощают углекислого газа столько, сколько за это время   выдохнут более 200 человек.

Учение В.И. Вернадского о биосфере, ее эволюционном развитии, а также переходе биосферы в ноосферу (сферу разума) является современной философией естествознания на прочной диалектической основе. В ноосфере  действуют сложные разносторонние взаимодействия человека, общества с природой, и ход  научной, социальной мысли, практических действий должны быть направлены на устранение или уменьшение влияния неблагоприятных для будущих поколений человечества последствий технического прогресса, на сохранение динамичного равновесия биосферы и приумножение ее природных богатств.

Формирование и гармоничное совершенствование ноосферы является одной из приоритетных задач человечества на современном этапе  цивилизации. Как отмечал В.И. Вернадский, в ноосфере человек впервые становится крупнейшей геологической силой.

«Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было ранее. Перед ним открываются все более и более широкие творческие возможности »

«Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может – должен мыслить  и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи, рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте. Он, как все живое, может мыслить и действовать в планетном аспекте только в области жизни - биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно закономерно связан, и уйти из которой он не может. Его существование есть ее функция. Он несет ее с собой всюду. И он ее неизбежно, закономерно, непрерывно меняет»

   По определениям ученых, возраст Земли равен приблизительно 5 млрд. лет. Наиболее древние следы  живых организмов найдены в  Южной Африке (Восточный Трансвааль), в толще горных пород, возраст  которых равен 3,2 млрд. лет. Эти организмы  напоминали современных нитчатых бактерий.

Ученые даже дали им название – эобактериум изолятум. Таким образом, можно считать, что биосфера Земли возникла около трех миллиардов лет назад.

Наземные организмы появились около 400 млн. лет назад. Это были первые примитивные растения. С появлением на суше живых организмов и возникновением растений начинается важнейший этап в истории развития биосферы. С этого периода началось их быстрое распространение по планете, и в настоящее время Землю населяет огромное количество разнообразнейших растительных и животных организмов.

В.И. Вернадский, изучая историю минералов, законы миграции химических элементов в земной коре, обратил внимание на огромную роль живого вещества в геохимических процессах, происходящих в Земле.

( Геохимические процессы изучает геохимия – наука о химическом составе, о законах распространения и перемещения химических элементов в Земле).

Живые организмы в процессе жизнедеятельности берут из окружающей среды необходимые вещества и выделяют продукты уже иного состава. Таким образом, они активно воздействуют на среду обитания. Они воздействуют также и на водную оболочку планеты. Часть воды, попавшая на растения, разлагается на кислород и водород; водород используется для синтеза органических веществ, а кислород выбрасывает как ненужный продукт.

Признаки влияния жизни заметны в масштабах всей планеты, начиная с верхней границы тропосферы (на высоте 8-16 км) и до нижней границы осадочных отложений в литосфере: (до глубины 2-3 км) и на дне самых глубоких впадин океана.