Учение Вернадского. 2
Содержание
1. УЧЕНИЕ В. И. ВЕРНАДСКОГО О БИОСФЕРЕ
Одним из выдающихся естествоиспытателей, который посвятил себя изучению процессов, протекающих в биосфере, был академик В. И. Вернадский. Он стал основоположником научного направления, названного им биогеохимией, которое легло в основу современного учения о биосфере.
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, перемещающих целые континенты. (4)
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 нашей 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. Таким образом, приоритет в разработке теоретических основ учения о биосфере принадлежит советским ученым.
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. (3)
В 19 веке в России постепенно складывалось представление о единстве человека и природы, о тех проблемах, с которыми неизбежно столкнется человечество при необузданном стремлении всецело подчинить себе природу. Вообще идея цельного знания, основанного на органической полноте жизни, принадлежит русской философии. Она легла в основу направления общественной жизни, получившего название «русский космизм». Именно тогда в научной среде засверкали имена психолога и физиолога И. М. Сеченова, химика Д. И. Менделеева, почвоведа В. В. Докучаева, основоположника космонавтики К. Э. Циолковского. К плеяде этих выдающихся ученых принадлежит и В. И. Вернадский. (8)
Законченное учение о биосфере было создано нашим соотечественником академиком Владимиром Ивановичем Вернадским. Основные идеи В. И. Вернадского в учении о биосфере сложились в начале XX в. Он излагал их в лекциях в Париже. В 1926 г. его идеи о биосфере были сформулированы в книге «Биосфера», состоящей из двух очерков: «Биосфера и космос» и «Область жизни». В этой работе биосфера впервые показана как единая динамическая система, населенная и управляемая жизнью, живым веществом планеты. «Биосфера – организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью». В работах по биосфере ученый показал, что взаимодействие живого вещества с веществом косным есть часть большого механизма земной коры, благодаря которому происходят разнообразные геохимические и биогенные процессы, миграции атомов, осуществляется их участие в геологических и биологических циклах.
В. И. Вернадский впервые показал, что химическое состояние наружной коры нашей планеты всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами, с деятельностью которых связан великий планетарный процесс – миграция химических элементов в биосфере.
Биосфера представляет собой сложнейшую планетарную оболочку жизни, населенную организмами, составляющими в совокупности живое вещество. Это самая крупная (глобальная) экосистема Земли – область системного взаимодействия живого и косного вещества на планете. Совокупная деятельность живых организмов в биосфере проявляется как геохимический фактор планетарного масштаба.
Биосфера по вертикали разделяется на две четко обособленные области: верхнюю, освещенную светом, - фотобиосферу, в которой происходит фотосинтез, и нижнюю, «темную», - меланобиосферу, в которой фотосинтез невозможен. На суше граница между ними проходит по поверхности Земли. (9)
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу до глубинных слоев океана. В. И. Вернадский отмечал, что «пределы биосферы обусловлены, прежде всего, полем существования жизни». На развитие жизни, а, следовательно, и границы биосферы оказывают влияние многие факторы и прежде всего наличие кислорода, углекислого газа, воды в ее жидкой фазе. Ограничивают область распространения жизни и слишком высокие или низкие температуры. Элементы минерального питания также влияют на развитие жизни. К ограничивающему фактору можно отнести и сверхсоленую среду (превышение концентрации солей в морской воде примерно в 10 раз). Лишены жизни подземные воды с концентрацией солей свыше 270 г/л.
В планетарной биосфере выделяют континентальную и океаническую биосферы, которые отличаются геологическими, географическими, биологическими, физическими и другими условиями. Нижний предел распространения живого ограничивается дном океана (глубина около 11 км) или изотермой в 100 град. C в литосфере (по данным сверхглубокого бурения на Кольском полуострове эта цифра составляет около 6 км). Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км. Таким образом, вертикальная мощность океанической биосферы составляет 17 км, сухопутной до 12 км. Вверх, в атмосферу, биосфера простирается не выше наибольших плотностей озонового экрана, что составляет 22-24 км. Следовательно, предел протяженности биосферы на Земле выражается цифрой 33-35км, хотя теоретически он может быть более широким. (1)
Вещественный состав биосферы разнообразен. В. И. Вернадский включает в него семь глубоко разнородных, но геологически не случайных частей:
- живое вещество;
- биогенное вещество – рождаемое и перерабатываемое живыми организмами (горючие ископаемые, известняки и т. д.);
- косное вещество, образуемое без участия живых организмов (твердое, жидкое и газообразное);
- биокосное вещество – косное вещество, преобразованное живыми организмами (вода, почва, кора выветривания, илы);
- вещество радиоактивного распада (элементы и изотопы уранового, ториевого и актиноуранового ряда);
- рассеянные атомы земного вещества и космических излучений;
- вещество космического происхождения в форме метеоритов, космической пыли и др. (2)
Биосфера является результатом сложнейшего механизма геологического и биологического развития косного и биогенного вещества. С одной стороны, это среда жизни, а с другой – результат жизнедеятельности. Главная специфика современной биосферы – это четко направленные потоки энергии и биогенный (связанный с деятельностью живых существ) круговорот веществ . (6)
СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ БИОСФЕРЫ
Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.
Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.
АТМОСФЕРА.
Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород - в результате фотосинтеза.
Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.
Атмосфера имеет несколько слоев:
тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар;
стратосфера;
ноносфера – там “живое вещество” отсутствует
ГИДРОСФЕРА.
Вода является важной составной частью всех компонентов биосферы и одним из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) заключена в Мировом океане, который занимает примерно 70% поверхности Земного шара. Общая масса океанических вод составляет свыше 1300 млн. км 3. Около 24 млн. км 3 воды содержится в ледниках, причем 90% этого объема приходится на ледяной покров Антарктиды. Столько же воды содержится под землей. Поверхностные воды озер составляют приблизительно 0,18 млн. км 3 (из них половина соленые), а рек – 0,002 млн. км 3.
ЛИТОСФЕРА.
Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, сосредоточена в почвенном слое, глубина которого обычно не превышает нескольких метров. Почвы представлены минеральными веществами, образующимися при разрушении горных пород, и органическими веществами – продуктами жизнедеятельности организмов.
БИОТИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ.
Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговоротов химических элементов. Глобальный биотический круговорот осуществляется при участии всех населяющих планету организмов. Он заключается в циркуляции веществ между почвой, атмосферой, гидросферой и живыми организмами. Благодаря биотическому круговороту возможно длительное существование и развитие жизни при ограниченном запасе доступных химических элементов. Используя неорганические вещества, зеленые растения за счет энергии Солнца создают органическое вещество, которое другими живыми существами – гетеротрофами – разрушается, с тем, чтобы продукты этого разрушения могли быть использованы растениями для новых органических синтезов.
Важная роль в глобальном круговороте веществ принадлежит циркуляции воды между океаном, атмосферой и верхними слоями литосферы. Вода испаряется и воздушными течениями переносится на многие километры. Выпадая на поверхность суши в виде осадков, она способствует разрушению горных пород, делая их доступными для растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и уходит вместе с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими частицами в океаны и моря. Подсчитано, что с поверхности Земли за 1 мин испаряется около 1 млрд. т воды. Энергия, затрачиваемая на испарение воды, возвращается в атмосферу. Циркуляция воды между Мировым океаном и сушей представляет собой важнейшее звено в поддержании жизни на Земле и основное условие взаимодействия растений и животных с неживой природой.
ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ
Горизонтальных границ у биосферы нет и речь следует вести только о ее вертикальной размерности.
Верхняя граница распространения жизни в атмосфере определяется, по всей видимости, не столько низкими температурами, сколько губительным действием солнечной радиации. Так, пыльца цветковых и голосеменных растений, споры грибов, мхов, папоротников и лишайников, бактерии и простейшие животные организмы постоянно или с сезонной ритмикой присутствуют в воздухе. Над сушей и акваторией в дожде, снеге, в облаках и туманах кроме пыльцы и спор обнаружены микроорганизмы. Вся воздушная среда представляет собой суспензию жизнеспособных пыльцы, спор и микроорганизмов, содержание которых уменьшается с высотой. Интенсивность радиации, создаваемой космическими лучами, на высоте 9 км в десятки раз больше, чем на уровне моря, а на высотах 15-18 км возрастает уже в сотни раз. Высотное распространение микроорганизмов ограничивается в основном потоком жесткой ультрафиолетовой радиации Солнца, убивающей все живое.
Можно утверждать, что вся тропосфера, высота которой 8-10 км в полярных широтах и 16-18 км у экватора, в большей или меньшей степени заселена живыми организмами, которые находятся в ней либо временно, либо постоянно. Однако верхний предел занесения спор и микроорганизмов, определяющий “поле устойчивости жизни” (живые организмы существуют, но не размножаются), возможен до верхней границы стратосферы.
Таким образом, область распространения живых организмов ограничена в основном тропосферой. Например, верхняя граница полета орлов находится на высоте 7 км; растения в горных системах и насекомые в воздушной среде не распространены выше 6 км; верхняя граница постоянного обитания человека – 5 км, обрабатываемых земель – 4,5 км, леса в горных системах тропиков не растут выше 4 км. (5)
Тропосфера представляет собой воздушную среду, в которой осуществляется только передвижение организмов, нередко при помощи своеобразно приспособленных для этого органов. Настоящего аэропланктона, постоянно обитающего и размножающего в воздушной среде, видимо, нет. В противном случае тропосфера представляла бы собой “кисель”, максимально насыщенный микроорганизмами. Весь цикл своего развития, включая размножение, организмы осуществляют только в литосфере и гидросфере, а также на границе воздушной среды с этими оболочками.
Верхние слои тропосферы и стратосферы, в которые возможно занесение микроорганизмов, а также наиболее холодные и жаркие районы земного шара, где организмы могут существовать лишь в покоящемся состоянии, называются парабиосферой.
В состав биосферы полностью включается гидросфера – озера, реки, моря и океаны. В морях и океанах наибольшая концентрация жизни приурочена к зоне, куда проникает солнечный свет. Обычно ее глубина не превышает 200 м в морях и континентальных пресноводных бассейнах. Именно в фотобиосфере, где возможен фотосинтез, сосредоточены все фотосинтезирующие организмы и продуцируется первичная биологическая продукция.
Афотическая зона (меланобиосфера), начинающаяся с глубины 200 м, характеризуется темнотой и отсутствием фотосинтезирующих растений. Она представляет собой водную среду обитания активно перемещающихся животных. Вместе с тем через нее непрерывным потоком опускаются на дно морей и океанов отмершие растения, выделения и трупы животных.
О нижнем, литосферном, пределе биосферы, ясного представления пока нет. В большинстве работ, посвященных биосфере, указывается, что ее нижний предел на континентах составляет в среднем 2-3 км. Здесь в условиях низких, по сравнению с более глубокими слоями, температуры и давления, но при участии живых организмов (микроорганизмов) и воды, прекращается миграция химических элементов. Микробиологические исследования свидетельствуют о том, что микроорганизмы присутствуют также в пластовых водах, омывающих нефть, хотя сама нефть стерильна.
Под океанами литосферный предел биосферы,
вероятно, распространяется на 0,5-1,0 км
и, возможно, на 3,0 км ниже дна. Однако существует
более обоснованное предположение, что
заселенным микроорганизмами может оказаться
только 200-250-метровый слой донных осадков.
Достоверно установлено, что микрофлора
обитает в донных осадках мощностью от
5 см (Черное море) до 10-12 м (Тихий и Индийский
океаны) и 114 м (Каспийское море). О более
глубоком проникновении жизни в литосферу,
несмотря на интенсивные буровые работы,
достоверной информации нет. Точную массу
и объем биосферы установить очень трудно,
поскольку неизвестно точное положение
ее вертикальных границ. Можно говорить
только о приближенных значениях этих
характеристик. Масса всей биосферы (атмосфера+гидросфера+
Ниже литосферной границы биосферы лежит «область былых биосфер», под которой В. И. Вернадский понимал оболочку Земли, в геологическом прошлом подвергшуюся воздействию жизни. Ученый отмечал, что земная кора, мощностью в несколько десятков км, с осадочными породами и гранитной оболочкой когда-то была на поверхности планеты и входила в состав биосферы. Каменный уголь, нефть, мрамор, доломит, известняк, мел, железная руда и другие горные породы осадочного происхождения – свидетели существования жизни в «былых биосферах». (7)
2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА РФ
Российская экологическая политика проделала сложную эволюцию.
Прообразом экологического регулирования можно считать развитие санитарного законодательства, наибольший вклад в которое одним из первых внес Петр I, установивший ряд прогрессивных санитарно-гигиенических законоположений, основанных на достижениях иностранной и отечественной науки того времени.
Начало активной природоохранной деятельности приходится на конец XIX-начало XX века, совпавшие с массовым наступлением на окружающую среду развивавшейся промышленности. В это время под эгидой Императорского географического общества была создана постоянная природоохранительная комиссия. В ряде городов появились местные общества по охране природы. Некоторые российские исследователи отмечают, что уже тогда в России существовало движение за охрану природы (10)
В советский период экологическое регулирование резко отошло назад. Были практически утрачены четко определенные в законах Российской империи критерии оценки экологических правонарушений.
Сформировавшиеся «снизу» путем гражданских инициатив в 20-е годы ХХ века экологические движения в условиях хозяйственной и политической централизации страны постепенно были сведены на нет. Образованная в 1924 году при поддержке государства первая официальная организация движения - Всероссийское общество охраны природы (ВООП) в условиях нараставшей централизации поставила главной целью содействие реализации государственной природоохранной программы, внедрению государственного планирования. Последовавшая вскоре индустриализация однозначно определила приоритеты не в пользу природоохранных мероприятий.
Экологическое движение вновь обозначилось только к 60-м годам ХХ века. 1960-1970-е годы стали периодом пассивного экологического движения, когда возникали первые неформальные экологические организации, так как экологическая обстановка была в то время чуть ли не единственно политически безопасной сферой деятельности. С 1980-х гг. началась активная фаза экодвижения, связанная, с одной стороны, с международной обстановкой, а с другой стороны, аварией на Чернобыльской АЭС. С 1990-х годов вновь обозначился спад всего мирового экологического движения.
До конца 1980-х годов в СССР практически не существовало законодательства в области экологии и экологической оценки, только в Уголовном кодексе были две статьи, относящиеся к экологическим правонарушениям. В РСФСР действовал закон «Об охране природы РСФСР» 1960 года. Государственные органы проводили природоохранные мероприятия, руководствуясь, к примеру, хозяйственным законодательством. Предпринимавшиеся меры были непоследовательными и часто оставались на бумаге в качестве договоров и соглашений.
Начиная с 1970-х годов, появились некоторые базовые элементы экологической экспертизы. Однако эксперты имели доступ лишь к незначительному числу проектов, не учитывалось мнение населения, а главное - решение экспертизы не было напрямую связано с принятием решения за или против той или иной деятельности.
С середины 1980-х годов государством стали вводиться концепции превентивного регулирования охраны окружающей среды. Был создан научно-технический совет по комплексным проблемам охраны окружающей природной среды и рациональному использованию природных ресурсов (МНТС).
В конце 80-х гг. был издан Указ «О коренной перестройке дела охраны природы в стране» (Постановление ЦК КПСС, Совмина СССР от 07.01.1988 N 32 (ред. от 10.03.1988), который уполномочил образованный Государственный комитет по охране природы проводить государственную экологическую экспертизу планов, программ, новых материалов и технологий. А с 1989 года запрещалось финансирование проектов и программ, не имеющих положительного заключения государственной экологической экспертизы.
Недооценка вопросов сохранения экологического баланса при строительстве промышленных объектов в СССР, форсированное развитие экономики, проблемы командно-административной системы привели к резкому ухудшению медико-санитарной ситуации в РФ, демографическому спаду, росту финансовых затрат на природоохранные мероприятия.
Политические и экономические реформы, начавшиеся в СССР в середине 80-х годов разрушили действовавшие механизмы принятия решений, в том числе в сфере экологии. После распада СССР в России некоторое время продолжало действовать советское природоохранительное законодательство, постепенно вытесняемое новыми нормами права.
В настоящее время основы экологической политики России закреплены в Конституции РФ 1993 года, Федеральных законах «Об охране окружающей среды» 2002 года, «Об экологической экспертизе» 1995 года, Указах Президента РФ «О Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» 1994 года, Экологической доктрине РФ.
Конституция РФ 1993 года закрепила право граждан РФ на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного их здоровью экологическим правонарушением. Правовое регулирование природопользования, охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности обозначено как предмет совместного ведения РФ и ее субъектов.
Федеральным законом «Об охране окружающей среды» 2002 года были определены основные принципы охраны окружающей среды. Среди них названы следующие:
• соблюдение права человека на благоприятную окружающую среду;
• научно обоснованное сочетание экологических, экономических и социальных интересов человека;
• ответственность органов государственной власти за обеспечение благоприятной окружающей среды и экологической безопасности на соответствующих территориях;
• платность природопользования и возмещение вреда окружающей среде;
• обязательность оценки воздействия на окружающую среду при принятии решений об осуществлении хозяйственной и иной деятельности;
• обязательность проведения государственной экологической экспертизы проектов и иной документации, обосновывающих хозяйственную и иную деятельность, которая может оказать негативное воздействие на окружающую среду, создать угрозу жизни, здоровью и имуществу граждан;
• приоритет сохранения естественных экологических систем, природных ландшафтов и природных комплексов;
• сохранение биологического разнообразия;
• запрещение хозяйственной и иной деятельности, последствия воздействия которой непредсказуемы для окружающей среды;
• соблюдение права каждого на получение достоверной информации о состоянии окружающей среды;
• ответственность за нарушение законодательства в области охраны окружающей среды;
• организация и развитие системы экологического образования, воспитание и формирование экологической культуры;
• участие граждан, общественных и иных некоммерческих объединений в решении задач охраны окружающей среды;
• международное сотрудничество Российской Федерации в области охраны окружающей среды.
Экологическая политика в России осуществляется на законодательном, исполнительном и судебном уровнях, а реализуется на федеральном, региональном и муниципальном уровнях государственного управления.
Законотворческую деятельность в области охраны окружающей среды осуществляет Государственная дума. В состав Государственной думы входит Комитет по природным ресурсам, природопользованию и экологии.
Исполнительная ветвь власти в области охраны окружающей природной среды представлена Министерством природных ресурсов РФ, ответственным за осуществление государственной политики в области охраны окружающей среды; Министерством здравоохранения РФ, в состав которого входит ведомство, занимающееся санитарно-эпидемиологическим надзором; Гидрометеорологическая служба РФ, осуществляющая мониторинг состояния окружающей среды; Минатом РФ, занимающийся атомным надзором и устанавливающий порядок обращения с радиоактивными и опасными отходами; Министерство внутренних дел, в том числе занимающееся борьбой с экологическими правонарушениями; Федеральное агентство по образованию, реализующее государственный проект экологизации образования; Министерство сельского хозяйства, Министерство рыбного хозяйства.
Данные органы государственной власти РФ занимаются координацией и реализацией мероприятий по охране окружающей среды; устанавливают порядок осуществления государственного мониторинга окружающей среды, подготавливают и распространяют ежегодный государственный доклад о состоянии окружающей среды; проводят государственную экологическую экспертизу.
За экологические правонарушения устанавливается гражданско- правовая, дисциплинарная, административная и уголовная ответственность в соответствии с законодательством РФ.
Основные полномочия органов государственной власти субъектов Российской Федерации в области охраны окружающей среды определены законом РФ «Об охране окружающей среды». К ним относятся:
• определение основных направлений охраны окружающей среды на территории субъектов Российской Федерации, учитывающих географические, природные, социально-экономические и иные особенности субъекта Российской Федерации;
• реализация федеральной политики в области экологического развития Российской Федерации на территориях субъектов РФ;
• разработка, совершенствование и издание законов и иных нормативных правовых актов субъектов Российской Федерации по вопросам охраны окружающей среды;
• разработка и утверждение нормативных и иных документов в области охраны окружающей среды, устанавливающих требования соответствующих федеральных нормативов и иных нормативных документов в области охраны окружающей среды на территориях субъектов Российской Федерации;
• организация и осуществление в порядке, установленном законодательством Российской Федерации государственного мониторинга окружающей среды;
• организация и проведение экологического страхования на территориях субъектов Российской Федерации;
• формирование и использование средств целевых бюджетных экологических фондов субъектов Российской Федерации;
• организация и развитие системы экологического образования и формирования экологической культуры на территориях субъектов Российской Федерации;
• обеспечение населения достоверной информацией о состоянии окружающей среды на территориях субъектов Российской Федерации и т. д. (11)
ФЕДЕРАЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ
- Федеральный закон Российской Федерации "Об охране атмосферного воздуха" от 4 мая 1999 года N 96-ФЗ
- Федеральный закон Российской Федерации "Об отходах производства и потребления" от 24 июня 1998 года N 89-ФЗ
- Федеральный закон Российской Федерации "Об охране окружающей среды" от 10 января 2002 года № 7-фз
- Федеральный закон Российской Федерации "Об особо охраняемых природных территориях" от 14 марта 1995 года N 33-ФЗ
- Земельный кодекс Российской Федерации от 25 октября 2001 года N 136-ФЗ
- Водный кодекс Российской Федерации от 3 июня 2006 года N 74-ФЗ
- Лесной кодекс Российской Федерации 4 декабря 2006 года N 200-ФЗ
- Федеральный закон Российской Федерации "О введении в действие лесного кодекса российской федерации" от 4 декабря 2006 года N 201-ФЗ
