Биосфера және оның тұрақтылығы, оның тұжырымдамасы. В.И. Вернадскийдің биосфера және ноосфера туралы ілімі

Биосфера және оның тұрақтылығы, оның тұжырымдамасы.

В.И. Вернадскийдің  биосфера және ноосфера туралы ілімі

Жоспар:

1. Биосфераның құрылымы және аймақтарға бөлінуі.
2. Тіршілік иелерінің биосферадағы қызметі.
3. Негізгі химиялық элементтердің биогеохимиялық айналымы.
4. Биотехносфера және ноосфера. Адамның биосфераға әсері.

1. Биосфераның құрылымы және аймақтарға бөлінуі.

Қазіргі түсінік бойынша, биосфера – бұл айрықша қабыршық. Тірі организмдердің бүкіл жиынтығынан  тұратын Жер, организмдермен үздіксіз алмасуда болады.

Бұл түсінік биосфера туралы В.И.Вернадскийдің іліміне негізделеді. Ілімнің аса маңыздылығы өткен  ғасырдың екінші жартысында ғана өзін көрсетті. Экологияның дамуы және биосфера негізгі түсінік болып  саналатын оған ең алдымен ғаламдық экологияның дамуы ықпал етті.

Биосфера туралы В.И.Вернадскийдің  ілімі – бұл Жердегі өмірдің  дамуы және оны сақтаудың маңызды  проблемаларымен байланысты ілгері ілімі. В.И.Вернадскийдің түсінігі бойынша, биосфера өзіне тірі заттарды, биогендік, костық, биокостық, сондай-ақ радиоактивті заттар және бытыраңқы атомдарды  енгізеді.

В.И.Вернадский ілімінің маңызы Жер шарының келбетін өзгертетін «тірі заттардың» айрықша ролін  танудан тұрады. В.И.Вернадский бойынша, «жердің үстінгі қабатында неғұрлым тұрақты әрекет ететін химиялық күші жоқ, сондықтанда тұтастай алғанда  тірі организмдерге қарағанда өзінің түпкі зардаптары бойынша аса  зор». Дәл осы тірі организмдер  күннің сәулелі энергиясын ұстайды  және оны басқа түрге айналдырады  және жер бетіндегі әлемнің шексіз алуан түрлілігін жасайды.

Тірі және өлі организмдердің келісімді өзара әрекеті, организм мен ортаның өзара бейімделушілігінен көрінетін биосфераның ұйымдасқандығы туралы ол негіздеп жасаған түсінік  В.И.Вернадский ілімінің екінші ең басты  аспектісі болып саналады. В.И.Вернадский сондай-ақ заттарға айналу формалары, атомдардың биогенді миграция жолдары, яғни тірі заттардың қатысуы кезіндегі  химиялық элементтердің миграциясы, химиялық элементтердің жинақталу, биосфера дамуының қозғалушы факторлары туралы аса маңызды түсінікті негіздеді.

Оның пайда болуы мен  дамуы туралы түсінік В.И.Вернадскийдің  биосфера туралы ілімінің аса маңызды  бөлімі болып саналады. Қазіргі биосфера бірден емес, биотикалық және абиотикалық  факторлардың тұрақты өзара әрекеті  процесінде ұзақ эволюция нәтижесінде  пайда болды.

Биосфера эволюциясы туралы В.И.Вернадский идеясын тұжырымды  түрде былайша беруге болады:

1. Қоршаған ортаның алғашқы жаршысы – литосфера, ал содан соң құрғақтағы өмірдің пайда болуымен биосфера қалыптасты.
2. Жердің бүкіл геологиялық тарихында, өмірді жойған геологиялық дәуірлер байқалған жоқ. Қазіргі тірі заттар генетикалық жағынан өткен геологиялық дәуірлердің тірі заттармен байланысты болады.
3. Тірі организмдер – жер қабатындағы химиялық элементтер миграциясының басты факторы 90% салмағы бойынша оның заттарының массалары өздерінің белгілері бойынша өмірмен байланысты.
4. Организмдер қызметінің геологиялық әсері, олардың санының шексіз зор екендігімен  және олардың іс жүзінде аса үлкен уақыт аралығында әрекет ететіндігімен байланысты.
5. Тірі заттар энергиясы биосферадағы процестер дмауының негізгі қозғаушы факторлары болып саналады.

Тұтастай алғанда  В.И.Вернадскийдің  биосфера туралы ілімі тірі және өлі  табиғаттың өзара байланысы және өзара әрекеті туралы қазіргі  түсініктердің негізін қалады. Биосфера туралы ілімнің тәжірибелік маңызы аса зор.

Табиғаттағы заттардың негізгі  үздіксіз айналымының бірі – биогеохимиялық айналым. Мұнда макро және микроэлементтердің, сондай-ақ қарапайым органикалық  емес заттардың атмосфера, гидросфера және литосфера заттарымен алмасуын білдіретін биогеохимиялық үздіксіз айналым  әрекет етеді. Жекелеген заттардың  айналымын В.И.Вернадский биогеохимиялық циклдер деп атады. Циклдің маңызы келесілерден тұрады: организм жұмқан химиялық элементтер абиотикалық ортаға кете отырып, сонан кейін, белгілі  уақыттан соң, қайтадан тірі организмге түседі. Мұндай элементтер биофильді  элементтер деп аталады. Биосферадағы тірі заттардың аса маңызды функциялары  тұтастай түрде осы циклдермен және айналымдармен қамтамасыз ететін бес  функцияны В.И.Вернадский бөліп көрсетті:

• бірінші функция – газ – Жер атмосферасының негізгі газдары, азот және оттек, биогендік, барлық жер асты газдары өлген органиканың ыдыраған;
• екінші функция – концентрациялық – организмдер өз денелерінде көптеген химиялық элементтерді жинақтайды;
• үшінші функция – тотықтырғыш – қалпына келтіруші;
• төртінші функция – биохимиялық – тірі заттар кеңістігінде көбею, өсу және орналасу;
• бесінші функция – адамның биохимиялық қызметі.

Ноосфера – биосфера дамуының жоғары сатысы. Бұл соның шегінде  ақылды адам қызметі дамудың басты, айқындаушы факторына айналатын  табиғат мен қоғамның өзара әрекет ету аясы. Ноосфера туралы В.И.Вернадскийдің  ілімі, биосфераның және ондағы тірі организмдердің бүкіл алуан түрлілігін жасау мен дамытудағы жер шары процестеріндегі өмірдің, тірі заттардың  геологиялық ролін анықтаудан тұрады. Осы тіршілік иелерінің  ішінен ол аса қуатты геологиялық күш ретінде  адамды бөліп көрсетті. Бұл күш  жердегі оның әрекет етуімен қамтылған, биогеохимиялық және өзге де процестер  барысында әсерін тигізуге қабілетті. Бүкіл орта адамның еңбегі арқасында  өзгереді. Ол оны өзінің түсініктері  және қажеттіліктері бойынша қайта  құруға, жердің бүкіл геологиялық  тарихында қалыптасқан нақты  биосфераны өзгертуге қабілетті.

В.И.Вернадский бойынша ноосфераның  қалыптасуы «біздің жершарындағы кездейсоқ  құбылыс емес», «еркін парасатты  ақылға ие болу», «адамды қоршаған ортада өздерінің салдарынан күрт материалдық  тұрғыда байқалатын табиғат құбылысы».

Адам, В.И.Вернадскийдің пікірі бойынша биосфераның, оның «белгілі бір функциясының» бөлігі болып  саналады. Адамдар қауымдастығының  біртұтас ретінде табиғатқа әсер етуі, өзінің сипаты бойынша тірі заттардың  өзге формаларының әсер етуінен қатаң  түрде өзгешеленеді.

Ноосфера – адам күшінің  табиғи және қажетті салдарлары. Бұл  оның құрылысы мен дамуының танылған және іс жүзінде игерілген заңдарына  сәйкес адамның іс-әрекетімен қайта  жаңарған биосфера.

Басқаша айтқанда, ноосфера – заттар мен энергия алмасуының табиғи процесін қоғам бақылайтын адамды қоршаған орта.

2.  Тіршілік иелерінің биосферадағы қызметі.

Жер кеңістігінде жүретін  табиғи процестерге әсер тигізетін  тіршілік екені туралы 19 және 20 ғасырлар аралығындағы еңбектерінде пікірін  айтумен қатар дәлелдеген орыс ғылымы В.В. Докучаев.

20 ғ-ң 20-шы жылдарында  В.И. Вернадскийдің еңбектерінде  биосфера Жер шарының тірі  организмдер жайлайтын бөлігі, ең  үлкен экожүйе екенін ғылыми  түрде негіздеді және ол бірінші  рет тірі организмдердің геологиялық  ролі туралы биосфера ілімін  ұсынды. Ол еңбектерінде топырақ  түзу процесі ауа райынан басқа  өсімдіктермен жануарлардың жиынтық  әсеріне байланысты екенін көрсетті; тірі организмдердің іс-әрекеті  жер қыртысының кейпін өзгертетін  ең негізгі фактор екенін де  дәлелдеді.

В.И. Вернадский биоссфера  заттегі геологиялық жағынан  кездейсоқ емес әртүрлі 7 бөлшектерден тұратынын айтты: тірі заттек, тіршілік (биогенді) заттегі, өлі (енжар) заттек, биологиялықенжар т.б. Ол ғаламшардағы барлық организмдердің жиынтығын тірі заттек деп атай отырып, оның негізгі қасиеті ретінде жалпы массасын, химиялық құрамын және энергиясын қарастырады. В.И. Вернадскийдің анықтамасы бойынша өлі (енжар) заттек деп түзілуіне тірі организмдер қатыспайтын биосферадағы заттектер жиынтығы айтылады.

Биосферадағы тірі организмдердің қызметі:

      Энергетикалық қызметі

      Биосфераның қалыпты тіршілігі үшін және оның дамуы үшін энергия қажет. Ондай негізгі энергия көзі — Күн. Жасыл өсімдіктер фотосинтез процесі кезінде Күн сәулесін өзіне сіңіріп, мүшелерінде органикалық заттардың қорын жинақтайды. Өсімдіктердегі органикалық заттарды басқа организмдер пайдаланады. Жасыл өсімдіктерде жинақталған энергияның есебінен бүкіл биосферадағы тіршілік қалыпты жүріп отырады.

      Газдық қызметі

      Газдардың тасымалдануы және олардың бір күйден екінші күйге өзгеруі тірі организмдердің қатысуымен жүреді. Газдық қызмет арқылы биосфераның газдық құрамының тұрақтылығы қамтамасыз етіледі. Жер бетіндегі көптеген газдар биогенді жолмен пайда болған. Тірі организмдердің тіршілігі нәтижесінде оттек, азот, көмірқышқыл газы, күкіртті сутек, метан, т.б. газдар тасылмалданады.

      Жинақтау қызметі

      Тірі организмдер коршаған ортадан алған, биогенді элементтерді өз мүшелерінде жинайды. Тірі организмдер құрамында болатын элементтердің коршаған ортада кездесетін элементтерден едәуір айырмашылығы болады. Тірі организмдердің құрамында сутек, көміртек, азот, оттек, натрий, магний, кремний, күкірт, т.б. элементтердің жеңіл атомдары көбірек кездеседі. Мұндай элементтердің тірі организмдерде жинақталуы қоршаған ортаға қарағанда жүздеген, мыңдаған есе көп болады. Осы арқылы биосфераның химиялық құрамының әр түрлі екендігі байқалады.

      Тотығу-тотықсыздану қызметі

      Тірі организмдер топырақ арасында және гидросферада бұл қызметін үнемі атқарып отырады. Тірі организмдер заттарды тотықтыру арқылы оксидтер түзеді, ал кейбір заттарды (көмірсутек, күкіртті темір, т.б.) қалпына келтіреді. Кейбір ұсақ организмдер пайдалы қазбалар (әктәс, боксит, т.б.) түзуге де қатысады.

      Биохимиялық қызметі

      Тірі организмдердің биохимиялық қызметі қоректенуі, тыныс алуы, көбеюі және (өлген организмдердің) ыдырауы мен шіруі кезінде байқалады. Бұл кезде элементтер атомдар түрінде бір орыннан екінші орынға ауысады. Кейде адамның іс-әрекетінің нәтижесінде, биосфераға тән емес әрі биосфераға зиянды әсер ететін зат айналымы байкалады. Мысалы, өнеркәсіп орындарынан, көліктерден улы қоспалар бөлініп ауаны ластайды. Ал қышқыл жаңбырдың да табиғатка зияны мол. Сондықтан да табиғатты мұндай ластанудан корғау шараларына ерекше мән беру кажет.^[

3.  Негізгі химиялық элементтердің биогеохимиялық айналымы.

Биогенді заттектер организмдердің тіршілік әрекеті нәтижесінде пайда болған химиялық қосылыстар, тіршілікпен құрылған және өңделген заттектер. Олар өте күшті потенциалды энергия көзіне жатады, тірі организмдердің тіршілік әрекеті өнімдерінен тұрады немесе олардың шіріген қалдықтар болып табылатын органогенді шөгінді жыныстар.

Биологиялық енжар  заттектер ерекше топтың бірі. Олардың түзілуіне биосферада бір мезгілде  тірі организмдер мен өлі заттектерде жүретін процестер қатысады. Енжар заттектерде жүретін процестерге организмдердің қосатын үлесі зор. Ғаламшардың енжар заттектеріне топырақ, желге мүжілетін топырақ жамылғысы, барлық табиғи сулар жатады. Олардың қасиеттері жер бетіндегі тірі заттектердің әрекеттеріне байланысты болып келеді.

Биомасса, өнімділік  және биосфераның негізгі функциясы. Биосфераның жалпы биомассасы шамамен 2 трлн.т, ал биомассаның әр жылдық өнімі осыдан 10 есе аз келеді. Биосфераның тірі заттегінің 99,5% жер бетіндегі өсімдіктердің биомассасынан құралады.

Фотосинтез дегеніміз заттектер мен энергияны Жерде жинақтайтын негізгі процесс, оның нәтижесінде СО₂ мен Н₂О-дан органикалық заттектер және оттек түзіледі.

Газдық функция. Фотосинтез процесі және дем алу арқылы тірі организмдер қоршаған ортамен оттек пен көмір қышқыл газымен алмасып отырады. Қазіргі кезеңіндегі атмосфераның тұрақты газдық құрамының қалыптасуына және ғаламшардың геохимиялық эволюциясында тотықсызданған ортаның тоттыққанға ауысына негізгі ролді атқарған өсімдіктер. Өсімдіктердің арқасында барлық биоталарға қажетті оттек пен көмір қышқыл газдарының мөлшері оптималды деңгейде ұсталып тұрады.

Концентрациялық функция. Тірі организмдер ауаның көп көлемі мен табиғи ерітінділері өз денелері арқылы өткізіп, химиялы элементтердің және олардың қосылыстарының биогендік миграциясы мен шоғырлануын жүзеге асырып отырады. Бұл жағдайда тек органикалық заттектердің биосинтезіне ғана қажетті емес, сонымен бірге әр түрлі құбылыстардың орын алуына да қатысты. Тірі заттектердің тотығу - тотықсыздану функциясы элементтердің бигендік миграциясымен және заттекттердің шоғырлануымен тығыз байланысты. Табиғатта көптеген заттектер тұрақты және олар қалыпты жағдайда тотығу процесіне ұшырамайды, мысалы, өте маңызды биогенді элементтірінің бірі – молекулалық азот.

4.  Биотехносфера және ноосфера. Адамның биосфераға әсері.

Биосферадағы  биогеохимиялық айналым.   Экожүйедегі органикалық заттектердің синтезі мен ыдырауын сүйенген биогенді элементтердің айналымын заттектердің биотикалық айналым деп тайды. Биогенді элементтердің басқа биотикалық айналымға биотаға өте қажетті минералды және әртүрлі көптеген қосылыстарда да тартылады. Сондықтан, тіршілікпен тығыз байланысты, негізінен көміртек, су, азот, фосфор, күкірт және биогенді катиондар сияқты химиялық заттектердің алмасу циклдерінен тұратын биологиялық бөлігін биогеохимиялық айналым деп атайды.

Теңіз ортасында сульфат - ион хлордан кейін өзін кұрамы бойынша екінші орын алады және автотрофты. аркылы қалпына келтірілетін және аминқышқылы  кұрамьц кіретін күкірттің негізгі  формасы болып саналады. Күкірт айналымы, организмдерде аз құрамды боладі біракта өнімдер негізгі ыдыраудың  жалпы процесінде негіз, болып саналады. Жер бетіндегі экожүйелерде күкірт өсімдіктер өмір сүруін тоқтатқан кезде  топыраққа қайты оралады, оны Н₂S-ке дейін қалпына келтіреті; микроорганизмдер басып алады. Өзге организмдер және оттектің өз әрекеті осы өнімдерді тотықтыруға әкеледі. Түзілген сульфаттарды топырақтағы ерітінділер арқылі, өсімдіктер ерітіп және жүтып қояды - міне, айналым осылаі жалғасады.

Дегенмен күкірт айналымы, азот сияқты, адамньк араласуы арқылы бұзылуы мүмкін. Онын басты себебі, а алдымен, жер астынан қазып алынатын отынды, әсірес: көмірді жағу болып табылады. Күкірт газы (8О₂) фотосинтез процесін бұзады және өсімдіктердің жойылуына әкеледі.

Адам қызметiнiң биосфераға әсерi

      Өткен уақыт, қазiр және келешек. Жер бетiнде миллион жыл бұрын пайда болған адам жинаушы болды. Оның 500га азықтық территориясы болды және тәулiгiне 25-30 км жүрдi. Сол уақытта Жер бетiнде 2 млн адам тiршiлiк еттi.

      Миллион жыл бұрын адам отты пайдалануды үйренiп, қосымша энергия алды. Бұл оның қоңырқай климатқа қоныстануға және аңшылықпен шұғылдануына мүмкiндiк бердi. Отты пайдалану және қару жасау, бiрiншi экологиялық тоқырауға соқтырды, оның себебi аңшылардың орталық белдеудегi үлкен сүтқоректiлердi жою болды. Бұл тоқырау адамдарды жинаушылықтан егiншiлiкке және мал шаруашылығына өтуге мәжбүр еттi.

      Алғашқы егiншiлiк цивилизациясы жеткiлiксiз ылғалдану аудандарында түзiлiп, суғару жүйесiнiң пайда болуына соқтырды.Бұл археологиялық қазбалар көрсеткендей, тигр және Ефрат бассейндерiнде локалды экологиялық апат тудырды, нәтижесiнде топырақ эррозиясы және тұздануынан мемлекеттер жойылды немесе әлсiредi. Мұндай апаттар қазiр де кең тараған: дүние жүзiнде иррогациялық тұздану әсерiнен суғаруға қарағанда көп жерлер iстен шыққан.

      Егiншiлiк ылғалы жеткiлiктi территорияларда, яғни орманды дала және орманды аймақта дамиды, нәтижесiнде ормандарды қарқынды кесу басталады. Ормандарды кесу ылғалдың айналымын қысқартты, оның өзi шөл ауданының кеңейуiне әсер еттi.

Қазiр шөлдер минутына 20 га жылдамдықпен кеңейедi, бұл тұздану  жылдамдығымен бiрдей. Бұл ылғал  айналамен байланысқан аномалиялардың артуына әкеп соқтырады: қуаңшылық, селдену, қатты желдер. Биотаның реттеушi ролi азайды, мұхит құрамының ролi артады. Кейбiр мәлiметтер бойынша, бiздiң құрлықтағы орман ауданы 100 жыл бұрын 30-40%, ал 10 мың жыл бұрын 50-60%-ке қысқарды. Қазiр орман ауданы құрлықтың 23-30% құрайды, ол шөл ауданына, пайдаланудың артуы индустриялды емес кезеңге дейiн де экологиялық апатпен бiрге жүрдi.

Экологиялық тоқырау мен  апааттар бiздiң планетамыздың эволюциясында, оның биосферасында және адамзат  тарихында жаңалық емес. Полеогеография мен полеонтология табиғатта  болатын экологиялық апаттар  мен тоқыраулардың көптеген дәлелдерiн  бередi. Локальды экологиялық апаттар  жиi болады: вулкан атқылауы, орман өрттерi, жер сiлкiнiсi және т.б. Олардың әлемдiк апаттардан ерекшелiгi, организмдердiң түрi жойылмайды, ал олардың саны мен биомассасы тез қалыпқа келедi.

Ертедегi биологиялық апаттар  және бүгiнгi локальды апаттардың геофизикалық себептерi бар, бiрақ биосферадағы табиғи процесстер олардың зардаптарын тез орнына келтiредi.

Соңғы 100 жыл iшiнде тұтыну тез жүрдi – екi қатар, яғни 100 есе. Бұл өндiрiстiк және оны айыстырған ғылыми-техникалық революция кезеңдерi. Қазiргi кезде тұтынуды келесi интегралды көрсеткiшпен көрсетуге болады: Жердiң бiр тұрғынына 20 т шикiзат өндiрiп, өсiрiледi, ол 2 т соңғы өнiмге өндiрiлiп, тұтынылады. Шаруашылық қызмет құрлықтың үштен бiр бөлiгiн қамтыған (шамамен 60 млн шаршы шақырым).

Шикiзаты өңдеу процессiнде  көптеген заттар түзiледi. Адам шамамен 10 млн зат синтездей алады,үлкен  масштабта шамамен 50 мың өндiредi, өте үлкен масштабта – 5 мың  атау өндiредi. 90% шикiзат қалдыққа кетедi . Соңғы өнiмнiң 2 тоннасынан бiр жыл iшiнде 1 т қайтадан шығарылады. Сонымен, соңғы 100 жыл iшiнде антропогендi жасалынған заттарды қоршаған ортаға шығарылудың  әсер механизмi түзiлдi.

Табиғатқа бөтен, қалдықтар, радиоактивтi заттар, жылу шығарылады. Әртүрлi аймақтар мен елдерде қоршаған ортаға антропогендi қысым әртүрлi. Сандық түрде кестеде көрсетiлген мәлiметтерден көрiнедi. Көптеген дамыған елдерде ол рұқсат шегiнен 10 есе көп, Нидерландыда – 400 есе, Ресейде 7 есе артқан.

Кесте. Орташа әлемдiк қысым қатынасы бойынша қоршаған ортаға антропогендi қысым.

В.И. Данилов-Данильян мәлiметi бойынша, 1995.

Экологиялық қысымның өсуi әлеуметтiк  зардаптардан - дүние жүзiнде азық-түлiктің жетпеуi, қаладағы халықтың науқасының өсуi, жаңа аурулардың пайда болуы, халықтың экологиялық миграциясы, халықтың қауiптi экологиялық өндiрiстер салуына байланысты түзiлген локальды экологиялық жанжалдардан көрiнедi. Бiз экологиялық агрессияның көрiнiсiмен кездесемiз – басқа елдерге токсиндi технологиялық процесстер мен қалдықтарды шығару және осы агрессияға қарсы шығатын «жасылдар» ұйымының түзiлуi.

Дамыған елдердiң қоршаған ортаны қорғау және технологияны жетiлдiру саласындағы жетiстiктерiне, энергия  және ресурс сақтау процесiндегi жетiстiктерiне қарамастан тiршiлiкпен қамтамассыз ету жүйесiнде деградация жүруде: атмосфераның газдық құрамы өзгередi, ол жылу эффектiсiнiң күшеюiне, қышқылды жаңбырдың таралуына, озон қабатының жұқаруына әкеп соқтырады. БҰҰ-ның жердiң барлық тұрғындарын таза ауыз суымен қамтамасыз ету керек деген мiндетi шешiлген жоқ; Жердiң үштен бiр бөлiгi оған жетпейдi.

Адам болашақта не болатынын, балалары мен немерелерi және барлық адамзат алдында не күтiп тұрғанын бiлуге ұмтылады. Қазiргi бiлiмi мен болып жатқан құбылыстарды қолдана отырып, болашақты жорамалдауға қазiр де ұмтылуда. Осындай мақсат жағымсыз құбылыстарды болдырмау, қажеттi жұмыстар жасау болып табылады. Экологтардың бұған тiкелей қатысы бар.

Болашақ туралы бiз не бiлемiз? Халықтың санының өсетiнiн, индустриялды дамыған елдерге қазба отынның қоры азаюы мен оның сапасы төмендеуiне байланысты энергияның жаңа түрлерiн iздеу керек болатынын бiлемiз. Көптеген футурологтар қалдықтардың көп мөлшерiн жою, жоғары сапалы энергияны үнемдеу қажет деп санайды. Олардың айтуы бойынша, халықтың энергияны тұтынуының қазiргi деңгейден өсуi индустриялды дамыған елдердiң өмiрiн жақсартпайды, керiсiнше керi әсер тудыруы мүмкiн. Осы сұрақтар бойынша көптеген басылымдар бар. Олардың көпшiлiгi әлемдiк эколого - экономикалық және әлеуметтiк мәселелердiң қатерлi зардабын көрсетедi. Бiрақ кейбiреуi қазiргi тоқырау орталығында орналасқан: адам мен табиғат және байлар мен кедейлер арасында.

Дүниежүзi экологтарының ойы бойынша, егер бiз әлемдiк апаттан сақ болуымыз үшiн, бұл тоқырауларды жоюымыз керек. Оған тек бүкiл дүниежүзiнiң бiртұтастығын қамтамассыз ету керек, ал барлық елдердiң халықтары Жердiң ресурстары шексiз еместiгiн түсiнуi қажет. Авторлар ұстанылатын бағыттарды анықтаудан бастау қажеттiгiн айтады. Әр аймақтың дамуы өз жолымен жүруi қажет, бiрақ ұлттық мүдденi ойлау ғана емес. Сонымен, дүниежүзiнiң моделi, көп деңгейлi дүниежүзiлiк регионалды моделi бар, жоспарлаудың есептi техникалық құрамында негiзделген иiлгiш модель.

Вернадский Владимир Иванович

(12.03.1863 – 6.01.1945)    

 Кеңес минералогы, кристаллограф,  геохимик, биогеохимик, радиогеолог,  СССР ҒА академигi (1912 жылдан), УССР  ҒА академигi (1919 жылдан), оның алғашқы  президентi (1919-1921). Петербургте туылған.  Петербург университетiн бiтiрдi (1885). Ф.Ульяновпен бiрге студенттiк  халықтық үйiрмесiне қатысты. 1886-1888 жылдары Петербург универитетiнiң  Минералогиялық мұражайында жұмыс  жасады. Шет елде жұмыс жасады (1889-1890). 1890 жылдан – приват-доцент, 1898-1911 жылдары Москва универстетiнiң  профессоры. Патша өкiметiнiң реакциялық  саясатына қарсы наразылық белгiсi  ретiнде университеттен кеттi. 1914 жылдан бастап Петербург ҒА  геологиялық және минералогиялық  мұражайдың директоры. СССР ҒА  Ресейдiң табиғи өндiргiш күштерiн  зерттеу Комиссиясының ұйымдастырушысы  мен төрағасы (1915-1930), ол комиссиядан  бiрнеше институттар ашылды. 1917-1921 жылдары Украинада жұмыс жасады. 1919 жылы УССР ҒА алғашқы Химиялық  лабораториясын қалады, кейiн ол  УССР ҒА Жалпы және биорганикалық  химия институты деп өзгердi. 1922-1939 жылдары өзi ұйымдастырған Мемлекеттiк  Радий институтының директоры, 1928-1945 – СССР ҒА геохимиялық мәселелер  Лабораториясының директоры, ол 1947 жылы геохимия және аналитикалық  химия институты болып өзгердi. 1927 жылы СССР ҒА Тiрi заттар  бөлiмiн ұйымдастырды, кейiн 1929 жылы  ол Биохимиялық лаборатория болып  ауысты (1927-1945-директоры).

Вернадскийдiң ғылыми қызығушылығы жан-жақты. Геохимияның негiзiн қалаушы  бола отырып, Жердiң құрамы мен құрылысының  заңдылықтарына алғаш зерттеулер жүргiздi (Жер қыртысы, гидросфера және атмосфера). Жер қыртысындағы химиялық элементтердiң  миграциясын және оның эволюциясындағы  радиоактивтi элементтердiң алатын орнын зерттедi. Геохимиялық процестердегi тiрi заттардың алатын рөлi туралы теорияны жасады (1923). Оның жұмыстары қазiргi геологияның, минералогияның, гидрогеологияның дамуының негiзгi бағыттарын анықтады.

Биология саласында негiзгi зерттеулер жүргiздi. Өмiрiнiң соңғы 20 жылын жануар және өсiмдiк организiмiнiң химиялық құрамын зерттеуге арнады. Тау жыныстарының желдену процесiндегi микроорганизмдердiң алатын орнын, кейбiр организмдердегi бiрнеше элементтердiң концентрациялану құбылысын және олардың пайдалы қазбалар орындарының түзiлуiне қатысуын айтып өттi. Биосфераға анықтама бердi (1926). Биосферадағы тiрi организмдер жиынтығын тiрi зат деп атады.

К.А. Тимирязевтың күн сәулесiнiң өзгеруiнде өсiмдiктiң ролi туралы жұмыстарына сүйене отырып, тiрi зат күн сәулесiн трансформациялап, биорганикалық материяны үздiксiз алмасуға қатыстыруын көрсететiн iлiм жасады. Биосфера iлiмiнiң негiзiн қалаушы, биогеохимияның негiзiн қалаушылардың бiрi. Көп еңбектерi жаратылыстану және ғылым тарихының философиялық мәселелерiне арнады. Кеңес геохимиктерiнiң мектебiн жасады.

Чехославакия (1926) және Париж (1928-ж.бастап) ҒА-ның мүшесi, Югославия ғылыми академиясының және өнерiнiң және де көптеген ғылыми қоғамдардың мүшесi (1928 ж.бастап).

СССР Мемлекеттiк сыйлығының иегерi (1943). СССР ҒА Президиумы сыйлықтар және В.И. Вернадский атындағы (1963) Алтын медалiн тағайындады. Оның атымен (1947) СССР ҒА геохимия және аналитикалық химия институты аталған.

Жаңа бағыттың әдiстемелiк негiзi математика мен есептеуiш техникадағы қазiргi бағыттағы бүкiл жиынтығы болды: Дж. Форрестердiң жүйелiк динамикасы , М. Месаровичтың көпдеңгейлi иерархиялық жүйелер теориясы, В. Леонтьевтiң «нығын-шығу» әдiсi, Л. Конторовичтiң математикалық бағдарлауы және т.б.

Модельдеу нәтижесiнен шығатын келесi негiзгi позицияларды бөлiп қарайды:

-технологиялық прогресс  қалаулы және қажет , бiрақ әлеуметтiк, экономикалық және саяси өзгерiстер де қажет;

- халық пен ресурстар  шектеулi планета да шексiз өспейдi;

- бiзге ортаның сиымдылығы  белгiсiз,яғни жердiң физикалық ортасы мен тiршiлiкке қажеттi жүйе халықтың болашақ өсуiнiң қажетiн өтей алатындығы бiзге белгiсiз;

- болашақ әлемдiк құрылыстық табиғаты белгiсiз;

- цивилизация бiртұтас  жүйе, сондықтан ресурстар қатынасының  шекке жақындауында бiрлестiк  бәсекелестiкке қарағанда өте  бағалы. Қазiргi заманның атақты экологы  Ю. Одумның қозқарасы бойынша, бiз оптимист бола аламыз, егер:

1) адамзат алдыңғы тұрған қиыншылықтарды және мәселелердi көре бiлсек және ғылыми болжамдар үшiн қажет есептердi жүзеге алсақ;

2) барлық мәселелер мен  қиыншылықтарға оларды жою немесе адамға Жер бетiнде тiршiлiк етуге мүмкiншiлiк беретiн жағдайға дейiн деңгейге төмендету.

Қазiр болашақты көре бiлу позициялары былай ерекшеленедi : жаңа технологияларға толық сенiммен қоғамды өзгерту керек деген ойға ауысуға, табиғатқа қожайындықты төмендету, жаңа халықаралық саяси және экономикалық механизмдердi ресурстарды пайдалануды шектеу және тұтынуды қатаң реттеу мақсатында пайдалану. Соңғы позицияға сәйкес, адамзат әлемдiк экожүйенiң бөлiгi ретiнде шектелген ресурстар жағдайында табиғат заңдарының әсерiне де ұшырайды. Бiз , адамзат қоғамы, цивилизация және қоршаған орта арасындағы қарама-қарсылықпен күрделi жағдайдамыз.

 Алғашқы «биосфера»  термині француздың белгілі натуралисті  Жан Батис Ламарктің (1744 – 1829) еңбектерінде кездеседі. Оның  пайымдауынша «биосфера» термині  грекше «биос» - тіршілік, «сфера»  - шар немесе қабық дегенді  білдіреді Олай болса, жер ғаламшардағы  тіршілік аймағы бар қабат  болып саналады.Бұл туралы кейіннен  көптеген зерттеулер шықты, ғылыми  деректер жинақталып, түрлі жаратылыстану  ғылымдарында қолданыла бастады.  Биосфера терминін геология ғылымында  кеңінен австрия ғалымы Э.Зюсс 1875 ж. қолданды.  
      Биосфера жөніндегі алғашқы ғылыми ой – пікірлер 19 және 20 ғасырлардағы шет елдерде шыққан атақты ғалым В.В.Докучаев еңбектеріндеде кездеседі. 
      Биосфера туралы тұтас ілімнің негізін салған көрнекті орыс ғалымы, геохимик В.И.Вернадский (1863 – 1945) болды. Ол Жердің химиялық құрылысын тіршілік химиясымен байланыстыра отырып, жер бетін өзгертудегі тірі ағзалардың ролін ашып берді. В.И.Вернадский оларды «тірі заттар» деп атаған. В.И.Вернадский биосфера туралы ілімін қазіргі дүние жүзінің ғалымдарына толығымен мойындатты.  
      Сонымен, эволюция барысында Жер ғаламшарының айналасындағы тірі ағзалардың тіршілігіне қажетті және қолайлы ерекше қабық немесе биосфер пайда болды. 
      Қазіргі замандағы биосфера өзіне литосфераның жоғарғы жағын және атмосфераның төменгі жағын толығымен, гидросфераны да енгізеді. 
      Гидросфера –жер ғаламшарындағы барлық су айдындарын құрайды.Оған жер бетін алып жатқан мұхиттар мен теңіздер, өзендер мен көлдер, жерүсті және жерасты суларын жатқызады.Гидросферада тірі ағзалар массалары біркелкі орналаспаған.Негізгі масса,фитопланктондар су үстінің (50-80 мертлік қабаттарында) күн сәулесі түсетін ,соның нәтижесінде фотосинтез процесі жүретін қабаттарында кездеседі. Тірі ағзалар сондай- ақ 11 км. тереңдікте де кездеседі (Мариан қазаншұңқырында погонофорлар кездескен). 
      Литосфера – (грекше –«литос» - тас) жер шарындағы құрлықтың беткі қыртысты қатты қабығы. Литосфера қабатында тірі ағзалар 2-3 км.тереңдікте де таралған. 
      Жердің ауа қабаты атмосфера деп аталады.Құрлықтың үстіңгі 100км биіктікке дейінгі бөлігіндн атмосфера қабаты орналасқан. Оның шеті жер бетіндегі тірі ағзалардың тіршілігін Күннің ультракүлгін сәулелерінен қорғайтын ерекше қабат- озон қабатымен шектеседі, оның тіршілік үшін маңыздылығына байланысты «озон қорғаны» деп те атайды. 
      Сонымен, биосфера жердің үш қабатындағы (гирдросфера, литосфера, атмосфера) тірі ағзалар тіршілік етеді (В.И.Вернадский бойынша,тірі денелер). 
Биосферадағы тірі ағзалар биомассаының ең көп тараған аймағы құрлық пен мұхит бетінде, яғни литосфера мен атмосфераның, гидросфераның және атмосфераның, литосфера мен гидросфераның түйіскен шекарасында байқалады. Бұл жерлерде тіршілікке өте қолайлы жағдайлар: температура, ылғалдылық, оттегі және ағзалардың қоректенуіне қажетті заттар және басқада элементтер жеткілікті түрде кездеседі.  
Биосферадағы тірі ағзалардың ең көп шоғырланған аймағын В.И.Вернадский «тіршіліктің беткі қаймағы» деп таған. Атмосфераның жоғарғы қабатына көтерілген сайын және теңіз бен мұхиттардың терең қабатына жақындаған сайын тіршіліктің шоғырлануы азаяды.Биомассаның жиналуы жасыл өсімдік тіршілік әрекетіне тікелей байланысты болады. 
        Жалпы тірі ағзалардың химиялық құрамы атмосфера және литосфера құрамынан көп айырмашылық жасайды.Оның есесіне олардың химиялық құрамында сутегі мен оттегі атомдары көбірек кездеседі, бірақ тірі ағзалар құрамында көміртегі, кальций және азоттың мөлшері басым болады. Тірі ағзалардың құрамында Менделеев кестесіндегі элементтердің бәрі де кездеседі деп айтуға болады. В.И.Вернадскийдің айтуы бойынша тірі ағзалар Әлемдік материяның ең белсенді бөлігін құрайды. Олар биосферадағы күрделі геохимиялық жұмыстарды жүзеге асырып, Жердің беткі қабаттарын түрлі өзгерістерге ұшыратады. 
 
Биосферада екі түрлі зат айналымы жүзеге асырылады: 
Үлкен – геологиялық – тірі және өлі табиғат атомдары арасындағы биогендік миграция. 
Кіші – биологиялық – тірі ағзалар атомдары арасындағы биогендік миграция. 
 
Биосферада кейбір активті химиялық элементтер атомдар күйінде бір ағзадан екіншісіне немесе өлі табиғатқа және қайтадан үздіксіз өтіп отыру нәтижесінде тұрақты болады.  
Соңғы 600 млн.жылда кембрийден бастап, Жер бетіндегі негізгі айналымдар өзгерген жоқ. Биосфераның тұрақтылық жағдайы ең алдымен олардағы тірі табиғат жағдайына, күн энергиясының фиксациясына және атомдардың биогендік миграциясына тікелей байланысты. 
Бірақ бұл тұрақтылықтың да шегі болады, оның бұзылуы үлкен келеңсіз жағдайларға әкеліп соғады. 
Жер бетінде биосфераның тұрақтылығын бұзатын биосфералық емес энергия көздері пайда болды (атомдық, сутектік). 
Қазіргі заманда адамзат баласының өзі де қоршаған ортаға өз өмірлеріне қауіп туғызатын көптеген залалдар келтіріп отыр. Бұл залалдарды әзәрше қалыпқа келтіруге болады. Сондықтанда экология ғылымының да алданда тұрған ең елеулі міндеттердің бірі – биосферадағы болып жатқан процестерді реттеу және бұзылған ортаны қалпына келту жұмыстарын қолға алу. Биосфераның заңдарының негізі орындалуда, бірақ барлық дүние жүзі елдерінің экологтарының қосылуымен үлкен іс тындыруға болады.