Биосфера и ноосфера

Содержание

Введение…………………………………………………………………….3

1.Понятие биосферы, её структура и функции……………………...……4

2.Ноосфера – сфера разума…………………………………………….…12

Вывод……………………………………………………………………....17

Список использованных источников………………………………...….18

Введение

В развитие биологии в ХХ веке большой вклад внесли русские  ученые. Русская биологическая школа  имеет славные традиции. Первая научная  модель происхождения жизни создана  А. И. Опариным. В. И. Вернадский был учеником выдающегося почвоведа В. В. Докучаева, который создал учение о почве  как своеобразной оболочке Земли, являющейся единым целым, включающим в себя живые  и неживые компоненты. По существу, учение о биосфере было продолжением и распространением идей Докучаева  на более широкую сферу реальности. Развитие биологии в этом направлении  привело к созданию экологии.

Значение учения о биосфере Вернадского для экологии определяется тем, что биосфера представляет собой  высший уровень взаимодействия живого и неживого и глобальную экосистему. Результаты Вернадского поэтому  справедливы для всех экосистем  и являются обобщением знаний о развитии нашей планеты.

1.Понятие биосферы, ее структура и функции

Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «плёнка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».

Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы, ещё не введя даже самого термина. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году [1].

Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Существует и другое, более широкое  определение: Биосфера — область распространения жизни на космическом теле. При том, что существование жизни на других космических объектах, помимо Земли пока неизвестно, считается, что биосфера может распространяться на них в более скрытых областях, например, в литосферных полостях или в подлёдных океанах. Так, например, рассматривается возможность существования жизни в океане спутника Юпитера Европы.

Биосфера включает в себя верхние  слои литосферы, в которых ещё  живут организмы, гидросферу и нижние слои атмосферы.

Границы биосферы :

• Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км.

Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.

• Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км.

Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

• Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Структура биосферы:

1.Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6·10¹² т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной части всей биосферы (ок. 3·10¹⁸ т), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живые организмы не просто населяют земную кору, а преобразуют облик Земли. Живые организмы населяют земную поверхность очень неравномерно. Их распространение зависит от географической широты [2].

Функции живого вещества. Одна из основных заслуг В.И. Вернадского состоит в том, что он впервые обратил внимание на роль живых организмов как мощного геологического фактора, на то, что живое вещество выполняет в биосфере различные биогеохимические функции. Благодаря этому обеспечиваются круговорот веществ и превращение энергии и, в итоге, целостность, постоянство биосферы, ее устойчивое существование. Важнейшими функциями являются энергетическая, газовая, окислительно-восстановительная, концентрационная.

Энергетическая функция заключается в накоплении и преобразовании растениями энергии Солнца (бактерии-хемоавтотрофы преобразуют энергию химических связей) и передаче ее по пищевым цепям: от продуцентов - к консументам и, далее, - к редуцентам. При этом энергия постепенно рассеивается, но часть ее вместе с остатками организмов переходит в ископаемое состояние, "консервируется" в земной коре, образуя запасы нефти, угля и др.

В осуществлении газовой функции ведущая роль принадлежит зеленым растениям, которые в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород. В то же время, большинство живых организмов (и растения в том числе) в процессе дыхания используют кислород, выделяя в атмосферу углекислый газ. Таким образом, участвуя в обменных процессах, живое вещество поддерживает на определенном уровне газовый состав атмосферы.

Окислительно-восстановительная функция тесно связана с энергетической. Существуют микроорганизмы, которые в процессе жизнедеятельности окисляют или восстанавливают различные соединения, получая при этом энергию для жизненных процессов. Велико их значение для образования многих полезных ископаемых. Например, деятельность железобактерий по окислению железа привела к образованию таких осадочных пород как железные руды; серобактерии, восстанавливая сульфаты, образовали месторождения серы.

Концентрационная функция заключается в способности живых организмов накапливать различные химические элементы. Например, осоки и хвощи содержат много кремния, морская капуста и щавель - йод и кальций. В скелетах позвоночных животных содержится большое количество фосфора, кальция, магния. Осуществление данной функции способствовало образованию залежей известняка, мела, торфа, угля, нефти [11].

2.Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти,карбонатных пород и т. д.

3.Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.

4.Биокосное вещество — вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль.

5.Вещество, находящееся в радиоактивном распаде.

6.Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений.

7.Вещество космического происхождения.

Слои биосферы. Весь слой воздействия жизни на неживую природу называется мегабиосферой, а вместе с артебиосферой — пространством человеческой экспансии в околоземном пространстве — панбиосферой [6].

Аэробиосфера. Субстратом для жизни в атмосфере микроорганизмов (аэробионтов) служат водные капельки — атмосферная влага, источником энергии — солнечная энергия и аэрозоли. Примерно от верхушек деревьев до высоты наиболее частого расположения кучевых облаков простирается тропобиосфера (с тропобионтами; это пространство — более тонкий слой, чем тропосфера). Выше простирается слой крайне разреженной микробиоты — альтобиосфера (с альтобионтами). Выше простирается пространство, куда организмы проникают случайно и не часто и не размножаются — парабиосфера. Выше расположена апобиосфера.

Геобиосфера. Геобиосферу населяют геобионты, субстратом, а отчасти и средой жизни для которых служит земная твердь. Геобиосфера состоит из области жизни на поверхности суши — террабиосферы (с террабионтами), разделяемой на фитосферу (от поверхности земли до верхушек деревьев) и педосферу(почвы и подпочвы; иногда сюда включают всю кору выветривания) и жизнь в глубинах Земли — литобиосферу (с литобионтами, живущими в порах горных пород, главным образом в подземных водах). На больших высотах в горах, где уже невозможна жизнь высших растений, расположена высотная часть террабиосферы — эоловая зона (с эолобионтами). Литобиосфера распадается на слой, где возможна жизнь аэробов — гипотеррабиосферу, и слой, где возможно лишь обитание анаэробов — теллуробиосферу. Жизнь в неактивной форме может проникать глубже — в гипобиосферу. Метабиосфера — все биогенные и биокосные породы. Глубже расположена абиосфера.

В глубинах литосферы есть 2 теоретических  уровня распространения жизни — изотерма 100 °C, ниже которой вода при нормальном атмосферном давлении кипит, и изотерма 460 °C, где при любом давлении вода превращается в пар, то есть в жидком состоянии быть не может.

Гидробиосфера — весь глобальный слой воды (без подземных вод), населённый гидробионтами — распадается на слой континентальных вод — аквабиосферу (с аквабионтами) и область морей и океанов — маринобиосферу (с маринобионтами). Выделяют 3 слоя — относительно ярко освещённую фотосферу, всегда очень сумеречную дисфотосферу (до 1 % солнечной инсоляции) и слой абсолютной темноты — афотосферу.

Между верхней границей гипобиосферы и нижней границей парабиосферы лежит  собственно биосфера — эубиосфера.

Развитие  биосферы наблюдается лишь в живом веществе и связанным с ним биокосном. В косном веществе нашей планеты эволюционный процесс не проявляется [1].

Будущее биосферы. С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных для человечества преждевременных изменений состояния биосферы, некоторые из них связаны с деятельностью человечества.

Некоторые философы, например, Дэвид  Пирс, выступают за модификацию биосферы с целью избавления от страданий  всех живых существ и создание в буквальном смысле рая на Земле (см. одно из значений слова аболиционизм) [8].

Эмпирические  обобщения В.И Вернадского. Первым выводом из учения о биосфере является принцип целостности биосферы. Строение Земли представляет собой согласованную систему. Живой мир — единая система, сцементированная множеством цепочек питания и иных взаимозависимостей. Если даже небольшая часть ее погибнет, разрушится и все остальное. Принцип гармонии биосферы и ее организованности. В биосфере «все учитывается и все приспособляется с той же точностью и с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов веществ и атомов энергии». Роль живого в эволюции Земли. Лик Земли фактически сформирован жизнью. «Все минералы верхних частей земной коры — свободные алюмокремниевые кислоты (глины), карбонаты (известняки и доломиты), гидраты окиси железа и алюминия (бурые железняки и бокситы) и многие сотни других — непрерывно создаются в ней только под влиянием жизни».

Космическая роль биосферы в трансформации энергии. В. И. Вернадский подчеркивал важное значение энергии и называл живые организмы механизмами превращения энергии.

Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере увеличения их количества. Размеры популяции возрастают до тех пор, пока среда может выдержать их дальнейшее увеличение, после чего достигается равновесие. Численность колеблется вблизи равновесного уровня.

Растекание жизни есть проявление ее геохимической энергии. Живое вещество, подобно газу, растекается по земной поверхности в соответствии с правилом инерции. Мелкие организмы размножаются гораздо быстрее, чем крупные. Скорость передачи жизни зависит от плотности живого вещества.

Понятие автотрофности. Автотрофными называются организмы, которые берут все нужные им для жизни химические элементы из окружающей их костной материи и не требуют для построения своего тела готовых соединений другого организма. Поле существования этих автотрофных зеленых организмов определяется областью проникновения солнечных лучей.

Жизнь целиком определяется полем устойчивости зеленой растительности, а пределы жизни — физико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их нерушимостью в определенных условиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организма. Верхний предел жизни обусловливается лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет озоновый щит. Нижний предел связан с достижением высокой температуры.

Биосфера в основных своих чертах представляет один и тот же химический аппарат с самых древних геологических  периодов. Жизнь оставалась в течение  геологического времени постоянной, менялась только ее форма. Само живое  вещество не является случайным созданием.

«Всюдность» жизни в биосфере. Жизнь постепенно, медленно приспосабливаясь, захватила биосферу, и захват этот не закончился. Поле устойчивости жизни есть результат ее приспособленности в ходе времени.

Закон бережливости в использовании живым веществом простых химических тел. Раз вошедший элемент проходит длинный ряд состояний, и организм вводит в себя только необходимое количество элементов.

Постоянство количества живого вещества в биосфере. Количество свободного кислорода в атмосфере того же порядка, что и количество живого вещества. Живое вещество является посредником между Солнцем и Землей и, стало быть, либо его количество должно быть постоянным, либо должны меняться его энергетические характеристики.

Всякая система достигает устойчивого  равновесия, когда ее свободная энергия  равняется или приближается к  нулю, т.е. когда вся возможная  в условиях системы работа произведена.

В. И. Вернадский сформулировал идею автотрофности человека, которая приобрела важное значение в рамках обсуждения проблемы создания искусственных экосистем в космических кораблях. Создание таких искусственных экосистем явится важным этапом развития экологии. В их построении соединяется инженерная цель — создание нового — и экологическая направленность на сохранение имеющегося, творческий подход и разумный консерватизм. Это и будет осуществлением принципа «проектирования вместе с природой».

Пока искусственная экосистема представляет собой очень сложное  и громоздкое построение. То, что  в природе функционирует само собой, человек может воспроизвести  только ценой больших усилий. Но ему придется это делать, если он хочет освоить космос и совершать  длительные полеты. Необходимость создания искусственной экосистемы в космических  кораблях поможет лучше понять экосистемы естественные [7].

2.Ноосфера – сфера разума

Термин «ноосфера» был  предложен в 1927 году французским математиком и философом   Э. Леруа. «Noos» - древнегреческое название человеческого разума [10].

Еще в 20-е гг. XX в. В.И. Вернадский обратил внимание на мощное воздействие  человека на окружающую среду и преобразование современной биосферы. Человечество как элемент биосферы, считал он, неизбежно придет к пониманию  необходимости сохранения всего  живого на Земле и охватит разумным управлением живую оболочку планеты, превратив ее в единую сферу —  ноосферу (сферу разума). Это новое  понятие Вернадский сформулировал  в 1944 г. Он успел лишь в общих чертах наметить основы нового учения, но его  слова и сейчас актуальны и  звучат предостерегающе: «В геологической  истории биосферы перед человеком  открывается огромное будущее, если он поймет это и не будет употреблять  свой разум и свой труд на самоистребление» [12].

Ноосфе́ра (греч. νόος — разум и σφαῖρα — шар) — сфера разума; сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «биосфера», «биотехносфера») [4].

Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в ноосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разумчеловека, устремленная и организованная воля его как существа общественного» [4].

Понятие «ноосфера» было предложено профессором математики Сорбонны Эдуардом Леруа (англ.) русск. (1870—1954), который трактовал её как «мыслящую» оболочку, формирующуюся человеческим сознанием. Э. Леруа подчёркивал, что пришёл к этой идее совместно со своим другом — крупнейшим геологом и палеонтологом-эволюционистом и католическим философом Пьером Тейяром де Шарденом. При этом Леруа и Шарден основывались на лекциях по геохимии, которые в 1922/1923 годах читал в Сорбонне Владимир Иванович Вернадский (1863—1945).

Наиболее полное воплощение теория Леруа нашла в разработке Тейяра де Шардена, который разделял не только идею абиогенеза (оживления материи), но и идею, что конечным пунктом развития ноосферы будет слияние с Богом. Развитие ноосферного учения связано в первую очередь с именем Вернадского.

В основе теории ноосферы Леруа  лежат представления Плотина (205—270) об эманации Единого (непознаваемой Первосущности, отождествляемой с Благом) в Ум и мировую Душу, с последующей трансформацией последних снова в Единое. Согласно Плотину, сначала Единое выделяет из себя мировой Ум (нус), заключающий в себе мир идей, затем Ум производит из себя мировую Душу, которая дробится на отдельные души и творит чувственный мир. Материя возникает как низшая ступень эманации. Достигнув определенной ступени развития, существа чувственного мира начинают осознавать собственную неполноту и стремиться к приобщению, а затем и слиянию с Единым.

Эволюционная модель Леруа  и Тейяра де Шардена повторяет  основные положения неоплатонизма. Разумеется, возникновение Вселенной, появление и развитие жизни на Земле описывается в терминах современной науки, но принципиальная схема концепции соответствует принципам неоплатоников. Человек у Плотина стремится выйти за пределы Души в сферу Разума, чтобы затем, через экстаз, приобщиться к Единому. Согласно Тейяру де Шардену, человек также стремится перейти в сферу разума и раствориться в Боге.

Идеи Плотина были восприняты Леруа в бергсонианском духе. Влияние Анри Бергсона (1859—1941) на создание теории ноосферы заключалось главным образом в выдвинутом им положении о творческой эволюции («L'évolution créatrice», 1907. Русский перевод: «Творческая эволюция», 1914). Подлинная и первоначальная реальность, по Бергсону, — жизнь как метафизически-космический процесс, творческая эволюция; структура её — длительность, постигаемая только посредством интуиции, различные аспекты длительности — материя, сознание, память, дух. Универсум живёт, растёт в процессе творческого сознания и свободно развивается в соответствии с внутренне присущим ему стремлением к жизни — «жизненным порывом» (l'élan vital).

Влияние Бергсона прослеживается и у Тейяра де Шардена. В частности, в «Феномене человека» он несколько раз обращается к бергсоновским категориям порыва (l'élan) и длительности (durée).

Термин антропосфера в 1902 году ввел в научный оборот Д. Н. Анучин.

По  мнению Вернадского, основными предпосылками  создания ноосферы являются:

• расселение человечества по всей поверхности Земли и физическое уничтожение видов, «конкурирующих с человеком»,
• радикальное усовершенствование средств связи и создания единой информационной системы и единой системы контроля над людьми,
• создание и разработка новых источников энергии (атомной, геотермической, «лунной», «ганглиевой»),
• «подъём благосостояния трудящихся» и «победа демократии»,
• установление «равенства всех людей», причём не только равенства перед законом, но и других его форм,
• учреждение единого планетарного марксистско-ленинского государства,
• вовлечение «широких народных масс» в занятие наукой,
• превращение человечества в «геологическую силу».

Академик утверждал, что  эти социальные реформы и катаклизмы сделают «переход к ноосфере»  необратимым.

Вернадский утверждал, что  человечество в ходе своего развития превращается в новую мощную «геологическую силу», своей мыслью и трудом преобразующую  лик планеты. Соответственно, оно  в целях своего сохранения должно будет взять на себя ответственность  за развитие биосферы, превращающейся в ноосферу, а это потребует  от него определённой социальной организации  и новой, экологической и одновременно гуманистической этики. Иногда Вернадский писал о «ноосфере» как о состоявшейся реальности, иногда — как о неотвратимом будущем. «Биосферане раз переходила в новое эволюционное состояние… — отмечал он. — Это переживаем мы и сейчас, за последние 10—20 тысяч лет, когда человек, выработав в социальной среде научную мысль, создаёт в биосфере новую геологическую силу, в ней не бывалую. Биосфера перешла или, вернее, переходит в новое эволюционное состояние — в ноосферу — перерабатывается научной мыслью социального человека» («Научная мысль как планетное явление»). Таким образом, понятие «ноосфера» предстаёт в двух аспектах:

1. ноосфера в стадии становления, развивающаяся стихийно с момента появления человека;
2. ноосфера развитая, сознательно формируемая совместными усилиями людей в интересах всестороннего развития всего человечества и каждого отдельного человека.

Если понятие «живое вещество»  было принято советской наукой, а  понятие «биосфера» иногда встречается  даже в пост-советских научных  текстах, то понятие «ноосфера» вызывает резкие возражения в научных кругах, а в научных публикациях используется крайне редко. Критики учения о «ноосфере» указывают на то, что оно идеалогизированно и носит не научный, а религиозно-философский характер. В частности, биолог Ф. Штильмаркиз Института проблем экологии и эволюции РАН считает: «мысли о Ноосфере как Обществе Разума… уже по самой сути своей глубоко религиозны и пока что остаются утопичными» Штильмарк Ф.Р. К спорам о дикой природе, заповедности и антропоцентризме

Американский историк  природоохраны Д. Винер называет учение о ноосфере «утопической и  научно несостоятельной идеей»[3].

Российский эколог и климатолог А. Поздняков пишет: «В научной среде России «ноосферогенез» рассматривается как учение. Однако если под учением понимать теорию достижения цели, единственно необходимую последовательность практических действий, то это скорее не учение, а недостаточно обоснованные утопические положения о всемогуществе Человека. В основе этого «учения» — обыкновенное человеческое тщеславие, выливающееся в эго- и антропоцентризм…» [5].

На основе учения о «ноосфере» появилось понятие «ноосферизма». Профессор-правовед М. Н. Кузнецов и юрист И.В.Понкин дали заключение «по содержанию религиозно-политической идеологии ноосферизма^], в котором отмечен широчайший размах этой «квазирелигиозной идеологии», указано на тесные связи «ноосферизма» с оккультно-религиозным учением «русского космизма» и с оккультно-религиозными объединениями последователей Рерихов. В то же время, по утверждению авторов заключения, оно не относится напрямую к наследию Вернадского, поскольку «ноосферизм» является манипуляцией идеями Вернадского и его именем [9].

Вывод

Идеи Вернадского намного  опережали то время, в котором  он творил. В полной мере это относится  к учению о биосфере и ее переходе в ноосферу. Только сейчас, в условиях необычайного обострения глобальных проблем  современности, становятся ясны пророческие  слова Вернадского о необходимости  мыслить и действовать в планетном  — биосферном — аспекте. Только сейчас рушатся иллюзии технократизма, покорения природы и выясняется сущностное единство биосферы и человечества. Судьба нашей планеты и судьба человечества — это единая судьба.

Становление этапа ноосферы Вернадский связывает с действием  многих факторов: единством биосферы и человечества, единством человеческого  рода, планетарным характером человеческой деятельности и ее соизмеримостью с  геологическими процессами, развитием  демократических форм человеческого  общежития и стремлением к  миру народов планеты, небывалым  расцветом («взрывом») науки и техники. Обобщая данные явления, ставя в  неразрывную связь дальнейшую эволюцию биосферы с развитием человечества, Вернадский и вводит понятие ноосферы.

Необходимо иметь в  виду, что задача созидания ноосферы — это задача сегодняшнего дня. Ее решение связано с объединением усилий всего человечества, с утверждением новых ценностей сотрудничества и взаимосвязи всех народов мира. В нашей стране идеи ноосферы органично  связаны с революционной перестройкой социалистического общества. Народовластие, демократические принципы общественной жизни, возрождение культуры, науки  и народной жизни, коренной пересмотр  ведомственного подхода к природопользованию и т. п.— все это и есть слагаемые  ноосферы.

Устремленность в будущее, таким образом,— характерная  черта ноосферного учения, которое  в современных условиях необходимо развивать со всех его сторон.

Список использованных источников: