Научно–философское мировоззрение В.И. Вернадского о биосфере

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 растенияхзависит не только от их концентрации в окружающей среде, но и от ихфункционального 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. 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. Это и есть собственно биосфера. Основная масса организмов сконцентрирована в самом нижнем слое тропосферы и в самом верхнем слое земной коры. Здесь происходит наиболее активное взаимодействия организмов с горными породами, водами и воздухом. В морях и океанах тоже наиболее плотно заселен самый верхний слой воды, примерно до глубины 200 м. Таким образом, область концентрации жизни представляет собой по сравнению с размером Земли очень тонкую пленку на ее поверхности. Здесь совершаются сложнейшие процессы взаимодействия живой и неживой материи. Этот тонкий, наиболее деятельный слой биосферы называют ландшафтной сферой.

Через биосферу постоянно протекает энергия. Только непрерывное поступление энергии Солнца на Землю обеспечивает нормальное функционирование биосферы.

Растения улавливают энергию Солнца в форме видимых лучей и приводят ее в результате фотосинтетических процессов в энергию химических связей, затем она переходит в теплоту и излучается через поверхность тела животных в мировое пространство в форме инфракрасных лучей. Получается поток энергии через биосферу.

Между Землей и космосом происходит непрерывающийся обмен энергией. Однако веществом Земля и космос не обмениваются.

Кислород, углерод, азот и вода в пределах Земли совершают круговорот.

Практически чуть ли не все элементы таблицы Менделеева принимают участие в круговороте веществ. Биосфера представляет собой не однородную тонкую пленку на поверхности Земли, она имеет мозаичное строение.

Это «экосистемы». Участки земной поверхности, относительно однородные по составу растительности, животного населения, микроорганизмов, строению почвенного покрова, горных пород, лежащих непосредственно под почвенным покровом, климатических условий и влажности, составляют экосистему.

Экосистемы Земли-

- холодных Арктических пустынь и тундр

- лесной зоны умеренных широт

- степей и прерий

- пустынь

- саванн и редколесий

- влажно-тропических лесов

- океанов и морей

взаимосвязаны и находятся во взаимодействии, т.е. вся биосфера представляет собой единое целое - одну экосистему.