Влияние глобальных катастроф на развитие биосферы

Оглавление

Ведение

Экологический кризис, связанный  с антропогенным воздействием на биосферу и её необратимым изменением - одна из острейших проблем современного общества. Не следует забывать, что биосфера, зародившись на раннем этапе развития Земли, прошла сложный путь эволюции, поэтому исследование кризисных ситуаций в её истории, в том числе и тех, что произошли задолго до появления человека, даёт возможность решать современные проблемы экологии на высоком естественно - научном уровне. С этой точки зрения актуален ретроспективный анализ истории нашей планеты и её биосферы на основе данных палеонтологии, исторической геологии, палеогеографии, археологии и других естественно - исторических наук.

Изучение эволюции биосферы с позиций катастрофизма Ж. Кювье  и эволюционизма Ч. Дарвина приводит к неоспоримому выводу о существовании  глобальных биологических катастроф  в прошлом. Эволюционно-катастрофический подход, лежащий в основе современной летописи развития биосферы, предусматривает чередование этапов длительного и относительно спокойного развития с кратковременными катастрофическими событиями, сопровождающимися резкой сменой условий существования живых организмов на Земле, перестройкой экосистем и их эволюцией на новом качественном уровне.

При рассмотрении вопроса  природных и искусственных катастроф  на Земле именно в этом контексте  хотелось бы определиться со значимостью  изучения этого вопроса для будущего человечества, ибо именно катастрофы приводят к самым большим бедствиям и разрушениям, имеют огромное влияние на дальнейшее развитие всего живого как и в конкретном регионе, так и на всей планете. Часто это виляние невозможно предсказать, поскольку отголоски отдельно взятой глобальной катастрофы могут проявляться многие сотни лет на другом конце Земли.

Изучение вопроса истории  природных и искусственных (вызванных  участием человека, его деятельностью) катастроф дает нам возможность  определить их роль в развитии планеты, рассмотреть их влияние на окружающую среду и человечество, а впоследствии использовать полученные знания для преодоления нежелательных их последствий и, в отдельных случаях, их предупреждения и пресечения (в случае с искусственными катастрофами).

Цель и задачи исследования вытекают из актуальности и степени научной разработанности проблемы.

Задачи контрольной  работы:

1. Рассмотреть характеристику и состав биосферы
2. Роль катастроф в эволюции биосферы
3. Влияние глобальных катастроф на развитие биосферы

Методологической основой исследования является диалектический метод. В ходе исследования использовались обще - и  частно - научные, а также специальные методы познания. Общими явились методы анализа и синтеза, индукции и дедукции, наблюдения и сравнения.

Данные методы позволили наиболее последовательно и полно рассмотреть вопрос понятия катастрофы, их значения в развитии Земли и общества, разработать комплекс мер по наиболее эффективному их предотвращению.

Эмпирическая база исследования построена на результатах, полученных в ходе научной деятельности человека, мнениях экономистов, экологов, историков по вопросам социально-экологического значения катастроф, причин их происхождения и возможных последствий.

Научная новизна исследования заключается в том, что оно  представляет собой одну из попыток комплексного определения социально-экономических и экологических проблем, которые неизменно сопутствуют катастрофам, определение важнейших проблем, связанных с этим явлением и выработки путей решения в области их предотвращения и минимизации их последствий.

1. Понятие, характеристика и состав биосферы.

В буквальном переводе термин “биосфера” обозначат сферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и тому подобное, его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми  этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э.Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли".

Первым из биологов, который  ясно указал на огромную роль живых  организмов в образовании земной коры, был Ж.Б.Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых организмов.

Факты и положения  о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и  других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды. Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ при участии живых организмов.

Очень важным для понимания  биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845 – 1920) трех способов питания живых организмов:

• автотрофное – построение организма за счет использования веществ неорганической природы;
• гетеротрофное – строение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;
• миксотрофное – смешанный тип построения организма (автотрофно-гетеротрофный).

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 (от греч. bios — жизнь, sphaira — шар) — область системного взаимодействия живого и костного вещества планеты. Она представляет собой глобальную экосистему — совокупность всех биогеоценозов (экосистем) нашей планеты.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

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 – водная оболочка Земли. В следствие высокой  подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ.

 Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора – это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.

Биосфера —  населенная жизнью оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой  в существенных чертах обусловлены  прошлой или современной деятельностью  живых организмов.

История развития представлений  о биосфере отражает изменение взглядов на природу Земли, непосредственно окружающую человека. Остановимся на ее некоторых ключевых моментах.

Истоки учения о биосфере, по всей видимости, следует искать в  первых религиозно-философских воззрениях на природу и место человека в  ней. Природа бытия, которая мыслилась в качестве единой духовной сущности, пронизывающей Вселенную, как философская проблема определилась еще в начале первого тысячелетия до нашей эры в среде индийских жрецов — брахманов. В основе брахманизма лежат представления о творце Вселенной, об одушевленности природы и воплощении всех живых существ.

Гармонию человека и Космоса  проповедовало этико-политическое учение конфуцианство, возникшее в  Древнем Китае в VI в. до н. э. Буддизм, сложившийся тогда в Древней  Индии, связывая жизнедеятельность  личности с внешним миром, считал бытие вечным страданием, а страдание — космической реальностью.

Большое внимание происхождению  Вселенной и природе вещей  уделила древнегреческая философия. Мир земной и Космос были объединены существованием человека, хотя и противопоставлены христианством, которое утверждает бренность земной жизни и бессмертие души с загробным воздаянием в раю.

Первый философ нового времени Н. Кузанекий (1401-1464), церковно-политический деятель и ученый средневековья, стремился охватить все вещи и события в единстве и цельности — в бесконечном «максимуме», который, представляя собой живую иерархию Космоса, не сводится ни к чему конкретному. Развивая его идеи, итальянский философ и поэт Дж. Бруно (1548—1600) отверг средневековые представления о противоположности между Землей и Небом, высказал идею о бесконечности природы и бесконечном множестве миров во Вселенной. Признавая единое начало и мировую душу движущейся силой Вселенной, он пришел к гилозоизму — философскому учению о всеобщей одушевленности материи.

Решающий шаг к признанию  объективного существования мира вне  и независимо от человеческого сознания сделал итальянский поэт, философ  и астроном, один из основателей  естествознания Г. Галилей (1564—1642). В  соответствии с его воззрением мир  бесконечен: во всех процессах, происходящих в природе, ничто не уничтожается и не порождается. Однако, Галилей не был последователен и допускал божественный первотолчок.

Как развивающиеся во времени, а не однажды созданные предстали  Земля и вся Солнечная система у немецкого философа И. Канта (1724—1804) и французского астронома П. Лапласа (1749—1827). Идеи вечного движения и развития утвердились в теории диалектики немецкого философа Г. Гегеля (1770—1831).

В середине XVII в. нидерландский  географ Б. Варениус (1622—1650), выделив «небесный и земные круги», провозгласил, что «земля», включающая наряду с грунтом и минералами растения и животных, вода и атмосфера находятся в состоянии взаимопроникновениям Спустя столетие французский анатом Ф. Вик д'Азир (1748-1794) высказал мысль о жизни, охватывающей внешние оболочки Земли, и о связи живого со всей окружающей средой. В биогеографических и экологических работах XIX в. уже четко просматривается идея не только взаимопроникновения, но и взаимодействия природных явлений, включая осознанную и неосознанную деятельность человека.

Идеи русского космизма были воплощены в учении о биосфере. Замечательный биофизик, много лет  посвятивший изучению солнечно-земных связей, А. Л. Чижевский (1897—1964) подчеркивал  еще в 1915 г., что космический мир и мир земной биосферы связаны воедино. «...Живая клетка представляет собой результат космического, солярного и теллурического воздействий и является тем объектом, который был создан напряжением творческих способностей всей Вселенной. И кто знает, быть может, мы, «дети Солнца», представляем собой лишь слабый отзвук тех вибраций стихийных сил космоса, которые, проходя окрест Земли, слегка коснулись ее, настроив в унисон дотоле дремавшие в ней возможности... Жизнь... в значительно большей степени есть явление космическое, чем земное. Она создана  воздействием творческой динамики космоса на инертный материал Земли. Она живет динамикой этих сил, и каждое биение органического пульса согласовано с биением космического сердца — этой грандиозной совокупности туманностей, звезд, Солнца и планет»

Таким образом, представление  о биосфере, выросшее из понимания  огромного значения живых организмов на Земле, вырабатывалось трудами многих поколений естествоиспытателей, в  нем отражено философское осмысление бытия человека. С течением времени становилось все более ясно, что природные явления, наблюдающиеся у поверхности Земли, в непосредственном окружении человека, имеют качественное своеобразие и их взаимодействие обусловливает образование единого планетарного целого — оболочки, в которой только и возможны жизнь, существование живого вещества.

В 1902 г. географ  Д. Н. Анучин высказал мысль о том, что атмо-, гидро-, лито- и педиосфера (почвенная сфера), а также био- и антропосфера есть результат деятельности различных космических и теллурических (земных) сил. В свою очередь, как писал П. И. Броунов в «Курсе физической географии» (1917), результат взаимодействия четырех сфер (атмо-, гидро-, лито- и биосферы) — самостоятельная оболочка на планете. Выяснилось также, что в этой оболочке существуют сложные образования или тела, которые не могут быть отнесены ни к одной из сфер Земли, ни к совокупности живых организмов, а представляют собой совершенно отличные от них явления и выступают как следствие их совместного влияния (например, почва у В. В. Докучаева, эпигенема у Р. И. Аболина).

Возникла необходимость  уточнить содержание понятия «биосфера», определить ее строение и исследовать  взаимодействие биосферы с окружающей планетнокосмической средой. В первой половине XX в. В. И. Вернадский в своих  трудах («История минералов земной коры», «Биосфера», «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения») разрешил эти проблемы, разработав учение о биосфере.

2. Роль катастроф в эволюции  биосферы

Хотя жизнь человека достаточно коротка, и многие встречается  с одним или несколькими катастрофическими (с точки зрения человека) явлениями. Хроники прошлого является частично перечнем разнообразных несчастий: засух, нашествие саранчи, выпадение града и так далее. Реже и не во всех частях суши случаются разрушительные землетрясения, вулканические извержения, катастрофические наводнения.

Учение о движущих силах изменений в окружающей среде начиналось с "катастрофизма", основателем которого считают француза-палеонтолога Ж. Кювье. Основной их причиной он считал грандиозные непериодические катастрофы. Следующей была эволюционная теория Ч. Дарвина с основательной доказательной базой и логикой рассуждений. ее создания и утверждения надолго исключило из серьезных работ память о роли катастроф в переходе от одних видов в другие в цепи изменений в биосфере. Медленное накопление признаков рассматривается как единственный вариант изменения видов.

Однако на этом прогресс в представлениях ученых о механизмах изменений в биосфере не прекратился, и сейчас наука имеет гораздо  больше знаний о живой и неживой природе. Современные представления является определенным синтезом теорий прошлых веков.

Обобщая, можно сказать, что вся история биосферы обозначена сложным сочетанием спокойных, "малоеволюцийних", довольно длительных периодов с короткими, но бурными стадиями вынужденной, частично или даже полностью катастрофической перестройки состава всей живой оболочки Земли.

Существуют различные  подсчеты количества глобальных экологических катастроф.

Первой глобальной экологической  катастрофой считают момент исчерпания первичной, унаследованной Землей органики, гибель большинства видивредуцентив первого поколения и появление организмивпродуцентив, способных образовывать новую органическое вещество в условиях отсутствия свободного кислорода.

Вторая такая катастрофа заключалась в самоотравления кислородом первого поколения продуцентов и появлению организмов с вдесятеро эффективным питанием на основе использования кислорода.

Дальнейшие крупные  катастрофы одни ученые считают периодическими, объясняя их влиянием космических факторов, другие исследователи склоняются к тому, что они вызваны случайными событиями (падением астероидов и так далее.). Очевидно, правы и те и другие, поскольку, например, в исчезновении динозавров "виноват" астероид, оставил кратер диаметром несколько сотен километров у восточного побережья Мексики, а падение небесных камней и льда, вероятно, периодически усиливалось до катастрофических масштабов.

3. Влияние глобальных  катастроф на развитие биосферы

Прежде чем рассматривать  вопросы, касающиеся истории природных и искусственных катастроф, произошедших на планете Земля, хотелось бы выделить понятие «катастрофы», определить его сущность и значение в дальнейшем развитии биосферы.

В настоящее время  такому явлению, как катастрофа, уделяется  огромное внимание как со стороны научных деятелей, общественных фондов, так и со стороны политиков, экономистов, т.к. эти явления несут за собой огромные разрушения, человеческие жертвы и необходимость принятия мер по восстановлению существующего ранее положения дел.

Анализируя научную литературу, посвященную вопросам происхождения катастроф, их глобального характера и способов их предсказания можно определить, что большинство научных деятелей сходятся к единому определению этого явления.

Катастрофа -- происшествие, возникшее в результате природной или техногенной чрезвычайной ситуации, повлёкшее за собой гибель людей или какие-то другие непоправимые последствия в истории того или иного объекта.

Происходит  от греческого слова переворот. Первоначально  греки называли этим словом развязку или завершение драматического произведения.

В целом, можно  отметить, что несмотря на некоторые  различия в определении понятия  «катастрофа», встречающиеся у некоторых  авторов научных монографий, посвященных  этому вопросу, везде встречаются  некоторые общие признаки, которыми определяют сущность такого явления, как катастрофа. Это, прежде всего, чрезвычайный характер явления, т.е. его сравнительно большие неблагоприятные последствия для биосферы.

Существуют различные  классификации таких чрезвычайных явлений. Наиболее часто за основание классификации выбирают характер возникновения (генезис) катастрофы. Очень часто такие чрезвычайные ситуации характеризуются в отношении их преднамеренности. При таком подходе вся совокупность рассматриваемых ситуаций распадается на два больших типа: преднамеренные и непреднамеренные катастрофы.

В конце плиоцена - начале четвертичного периода начался принципиально новый этап истории биосферы, где доминирующие позиции стал завоёвывать человек. Археологами установлено, что древние гоминиды - предшественники современного человека - появились около 2-2.5 млн. лет назад. Значительно позже (30-60 тыс. лет спустя) появился кроманьонец - первый представитель homo sapiens. В течение позднего палеолита -- начала неолита первобытный человек расселялся по Земле, постепенно осваивая вначале Африканский, затем Евроазиатский континенты, последними были заселены Америка и Австрали.

Наряду с другими  животными наши предшественники  были элементом саморегулирующейся природной системы, в которой их существование определялось возможностями окружающей среды по воспроизводству кормовой базы. Если продукции экосистем становилось недостаточно, то наступал голод, люди вымирали или переселялись на новые территории. Следовательно, древние представители человеческой популяции имели экологические и биологические ограничения на местообитание и рост численности. Поэтому их популяция практически не изменялась и долгое время составляла не более 200 тыс. человек.

Умение добывать огонь  и участвовать в коллективных мероприятиях усиливало охотничьи инстинкты людей в борьбе за выживание. Они совершенствовали способы охоты на крупных растительноядных животных. Особенно эффективной была загонная охота, когда стадо животных гнали к обрыву, где они срывались вниз и разбивались. На этой основе существует гипотеза о массовой гибели „мамонтовой фауны“ в результате деятельности человека-охотника. Если дальнейшие исследования подтвердят эту гипотезу, то можно говорить о первой кризисной ситуации, созданной человеком на начальном этапе антропогенеза, которая в научной литературе получила название «кризиса консументов».

Кризисные ситуации, периодически возникавшие на начальном этапе  антропогенеза, послужили толчком  для нового эволюционного события - земледелия, приуроченного к началу неолита (10-8 тыс. лет назад). С ним связано развитие неолитической, или первой технологической, революции -Экономисты называют этот исторический момент переходом от присваивающей экономики к производящей. По-настоящему революционным в данном событии следует считать то, что человек перешёл на принципиально новые отношения с природой. Впервые природный биологический цикл частично был заменён на искусственный, основанный на выращивании растений. К 5000 г. до н. э. были окультурены многие зерновые: пшеница и ячмень - на Ближнем Востоке, маис - в Центральной Америке, рис - в Китае, картофель - в Южной Америке. Вскоре началось приручение животных и развитие животноводства. Такому прогрессу homo sapiens способствовала одна особенность, выделявшая его среди животного мира,- способность накапливать внегенетическую информацию (благодаря речевому аппарату, а позднее - письменности), передавать её от поколения к поколению и формировать культурное наследие.

Развитие земледелия и животноводства коренным образом изменило условия существования человека. Площадь земли, необходимая для обеспечения питанием одного индивидуума, сократилась примерно в 500 раз для собирателя и в 5000 раз для охотника. Это способствовало увеличению численности людей. К началу новой эры она возросла до 100-200 млн. человек, то есть увеличилась почти в 1000 раз по сравнению с ранним неолитом.

Первая технологическая  революция продолжалась несколько  тысячелетий и перешагнула бронзовый  и железный века. Земледелие и скотоводство позволили людям перейти к осёдлому образу жизни, производить и обмениваться продуктами своего труда. Так возникла торговля, стали образовываться поселения - прообразы будущих городов, началось зарождение цивилизации со всеми присущими ей атрибутами - формированием государств, экономики, науки, искусства.

Наряду с огромным цивилизационным и техническим  прогрессом развитие земледелия создало  и ряд кризисных ситуаций. Максимальное воздействие на биосферу оказала  подсечно-огневая форма земледелия. Так, впервые на больших территориях были разрушены естественные экосистемы и замещены искусственной средой. По разным оценкам, было вырублено от 1/3 до половины всех лесов Земли. В атмосферу выброшены огромные объёмы углерода. Уничтожение лесов привело к снижению транспирации и опустыниванию территорий, развитию эрозии. Наступил упадок сельскохозяйственной цивилизации, с которым совпал распад Римской империи. Этот период известен в истории как «тёмные века» - См.: Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004. С. 1001..

С IX столетия начиналась новая волна вырубки лесов, получившая название «великого корчевания». Вырубка  лесов приводила к снижению продуктивности биосферы. Из-за низкой агротехники  пастбища и пашни не компенсировали продуктивность естественных экосистем. Поэтому уже в середине XIV в. наметился новый экологический кризис, приведший к разорению крестьян, голоду и вымиранию. Этому способствовало похолодание климата, известное как «малый ледниковый период». Отсталая агротехника вместе с холодными зимами и короткими летними сезонами стали причиной неурожаев. Столетняя война и эпидемия чумы усугубили ситуацию. Только в Европе умерло около 25 млн. человек, и потребовалось 150 лет для того, чтобы население континента достигло прежнего уровня. Таким образом, периоды расцвета человеческой цивилизации в ходе первой технологической революции сменялись кризисными ситуациями, приводящими к массовому голоданию и вымиранию людей.

Заключение

Таким образом, на протяжении всей истории развития нашей планеты она переживала различного рода глобальные катастрофы. Однако, до появления человека эти катастрофы являлись природными (космическими), носили естественный характер, и несмотря на то, что приводили к огромным разрушениям земной коры, изменениям климата, были неизбежными, являлись факторами эволюции биосферы.

Приход на землю человека разумного ознаменовался его  разрушительным вмешательством в установившийся окружающий мир, что в конечном итоге  привело к созданию условий для  нового явления - искусственной катастрофе. При этом, анализируя историю этих катастроф на современном этапе можно сделать вывод, что это явление имеет свойство разрастаться в количественном аспекте в геометрической прогрессии. При этом, деятельность человека по своим разрушительным свойствам можно приравнять к падению метеоритов: в обоих случаях происходит изменение климата, видового состава биосферы, вымиранию некоторых видов животного мира, переоформлению строения земной коры и так далее.

В просвещённых кругах растёт понимание назревающей катастрофы. Одним из первых среди выдающихся мыслителей, осознавших всю серьёзность последствий промышленной революции, был В.И. Вернадский, разработавший научную концепцию о биосфере как синтезе знаний о человеке, биологии и наук о природе, тесно связанных исторически. Доминанта учения - его вера в несокрушимую мощь научной мысли как планетарного явления, способной перестроить биосферу в ноосферу - сферу разума.

Многие учёные, общественные и политические деятели восприняли эту идею как философскую доктрину будущего развития мира. Вместе с тем учение о ноосфере остаётся не проработанным даже в своей концептуальной основе. Разрушение природной среды идёт более высокими темпами, чем экологизация сознания, не говоря уже о раскрытии всех закономерностей развития биосферы. Даже в том случае, если разум человека проникнет в тайны биосферы и подчинит своей воле все процессы, происходящие в ней (что маловероятно), остаётся неясным будущее людей. Главным и пока необъяснимым остаётся вопрос: не приведёт ли это к неограниченному господству одного вида над неисчерпаемым многообразием животного мира и сможет ли эволюционировать биосфера в условиях абсолютного антропоцентризма?

Список Литературы:

1.Резанов И.А « Жизнь  и космические катастрофы» - М  . Агар 2003

2.Моиссев Н.Н. Человек и биосфера  –М 1990

3.Афанасьев В.Г Мир живого: Системность  эволюции и управление. – М  : изд. Политическая литература 2006.

4. Осипов В.И. История природных катастроф на Земле//Вестник Российской академии наук. том 74. №11, 2004

5 Будыко М.И., Голицын Г.С., Израэль Ю.А. Глобальные климатические катастрофы. М.: Гидрометеоиздат, 1986..