§ 1. Учение В. И. Вернадского о биосфере

Читать

§ 1. Учение В. И. Вернадского о биосфере
sh: 1: –format=html: not found

Владимир Иванович

ВЕРНАДСКИЙ

БИОСФЕРА

И

НООСФЕРА

УЧЕНИЕ О БИОСФЕРЕ, МЕЧТА О НООСФЕРЕ

Нет ничего сильнее жажды познания, силы сомнения… И это искание, это стремление — есть основа всякой ученой деятельности… ищешь правды, и я вполне чувствую, что могу умереть, могу сгореть, ища ее, но мне важно найти, и если не найти, то стремиться найти ее, эту правду, как бы горька, призрачна и скверна она ни была!

В. И. Вернадский

(из письма жене Н. Е. Старицкой)

Видения и провидения Вернадского

Принято делить ученых на романтиков и классиков. Первые — генераторы идей, вдохновенные творцы и фантазеры. Вторые — собиратели и обобщатели фактов, создатели обстоятельных трудов.

Владимир Иванович Вернадский — признанный классик естествознания. Он основал новые отрасли знаний: биогеохимию и радиогеологию, был одним из создателей генетической минералогии, геохимии. Никто из ученых XX века не имел соразмерных достижений. Венцом его научного творчества стало учение о биосфере, области жизни на планете. Оно явилось синтезом идей и фактов, относящихся к десяткам наук!

Ученые-романтики проявляют свои таланты в молодые годы. Например, чрезмерно прославленный физик А. Эйнштейн до тридцатилетнего возраста создал фотонную теорию света, теорию броуновского движения, специальную теорию относительности (на основе преобразования К. Лоренца).

В последующие 45 лет жизни у него не было сколько-нибудь значительных открытий, не говоря уж о том, что он был автором физических теорий, а не основателем новых дисциплин или комплексных учений.

Об этом приходится упоминать не для того, чтобы умалить достижения Эйнштейна — человека достойного и талантливого, но для осознания грандиозности результатов научного творчества Вернадского, который вдобавок был замечательным историком знаний и выдающимся организатором научных учреждений.

В молодые годы вспышки озарений испытывают многие мыслители. Это относится не только к поэтам, но также к математикам, физикам. В естествознании так не бывает. Оно требует, помимо всего прочего, обширной эрудиции и способности к синтезу самых разнообразных идей и фактов. Вот почему гениальное учение о биосфере оформилось в сознании Вернадского, когда творцу было уже около шестидесяти лет.

Понять этот феномен помогает, как мне представляется, одно странное событие его жизни: пророческое видение. Это произошло в начале 1920 года, когда он болел сыпным тифом и находился на грани смерти (лечивший его врач умер). Предоставим слово самому Владимиру Ивановичу: «Мне хочется записать странное состояние, пережитое мной во время болезни.

В мечтах и фантазиях, в мыслях и образах мне интенсивно пришлось коснуться моих глубочайших вопросов жизни и пережить как бы картину моей будущей жизни и смерти. … Это было интенсивное переживание мыслью и духом чего-то чуждого окружающему, далекого от происходящего.

Это было до такой степени интенсивно и ярко, что я совершенно не помню своей болезни и выношу из своего лежания красивые образы и создания мысли, счастливые переживания научного вдохновения…

И сам я не уверен, говоря откровенно, что все это плод моей больной фантазии, не имеющей реального основания, что в этом переживании нет чего-нибудь вещего, вроде вещих снов, о которых нам несомненно говорят исторические документы. Вероятно, есть такие подъемы человеческого духа, которые достигают того, что необычно в нашей обычной изодневности.

Кто может сказать, что нет известной логической последовательности жизни после известного поступка? И м. б. в случае принятия решения уехать и добиваться Инст[итута] Жив[ого] Вещ[ества], действительно, возможна та моя судьба, которая мне рисовалась в моих мечтаниях».

В те годы страшной гражданской войны у ученого стали складываться первые соображения о планетном (он не употреблял модного ныне словца «планетарный») значении совокупности живых организмов, населяющих Землю и преображающих ее, живого вещества. Это было предчувствием учения о биосфере, которое складывалось в его подсознании, воплощаясь в яркие образы.

Выздоравливал Вернадский от тяжелой болезни в Крыму. Белая армия терпела сокрушительные поражения, несмотря на иностранную помощь. Началась поспешная эвакуация.

Ученому и его семье было забронировано место на британском военном корабле (об этом позаботилось Королевское общество, в котором состоял Владимир Иванович).

А у него среди видений было одно из наиболее отчетливых: морской берег, светлые здания с хорошо оборудованными лабораториями. Это — руководимый им Институт Живого Вещества, находящийся в США.

Казалось бы, настала пора реализовать свои подсознательные устремления: ехать в Англию, а затем в США. Он — ученый с мировым именем, его новаторские идеи будут поддержаны.

А что ждет его на родине? Победа большевиков (в ней он не сомневался уже в 1919 году, когда ездил в штаб Деникина за ассигнованиями на Украинскую академию наук, создателем и президентом которой он являлся). Разруха и голод.

Гегемония пролетариата и подозрительность к интеллигенции. Отсутствие средств на серьезные научные исследования…

Вернадский пошел наперекор судьбе. Даже предполагая свои видения вещими, он не мог избавиться от привычного духа сомнений. Решил остаться на родине.

(Покинул навсегда Россию сын Георгий, обосновавшийся в США и ставший видным историком.) Институт на берегу Атлантики остался в мечтах.

Владимир Иванович так и не произнес доклад «О будущности человечества» и не написал «Размышлений перед смертью», хотя и то и другое явилось ему в вещем сне.

Однако некоторые его предвидения сбылись. «Умер я между 83—85 годами, почти до конца работая над “Размышлениями”.

Я писал их по-русски». Он умер действительно в таком возрасте, в 1945 году (родился в 1863). Это документально зафиксированное свидетельство о собственной смерти производит мистическое впечатление. Ведь оно сделано за четверть века до события! До конца своих дней он работал над «Размышлениями», хотя и не «…перед смертью», а «…натуралиста» и над воспоминаниями «Пережитое и передуманное».

Не менее точно осознал Владимир Иванович свои научные достижения. В полузабытьи он вдруг ощутил свои незаурядные интеллектуальные силы. До этого, даже став академиком, он сомневался в них.

А тут словно произошло внезапное озарение: «Я ясно стал сознавать, что мне суждено сказать человечеству новое в том учении о живом веществе, которое я создаю, и что это есть мое призвание, моя обязанность, наложенная на меня, которую я должен проводить в жизнь — как пророк, чувствующий внутри себя голос, призывающий его к деятельности. Я почувствовал в себе ДЕМОНА СОКРАТА.

Сейчас я сознаю, что это учение может оказать такое же влияние, как книга Дарвина, и в таком случае я, нисколько не меняясь в своей сущности, попадаю в первые ряды мировых ученых…

Так почва подготовлена была у меня для признания пророческого, вещего значения тех переживаний. Но вместе с тем, старый скепсис остался».

Да, он создал учение не менее (если не более) значительное, чем эволюционное учение Дарвина. Правда, оно не оказало решительного воздействия на общественное сознание. Но это лишь подчеркивает глубину научно-философских прозрений Вернадского.

Например, специальная теория относительности была принята и понята сразу. Популяризационная шумиха вокруг нее объясняется рвением журналистов и занятной парадоксальностью некоторых ее следствий. А учение о биосфере

поначалу оценили очень немногие; за рубежом — французские мыслители Ле Руа и Тейяр де Шарден, которые, прослушав в Париже (1923 г.) лекции Вернадского по геохимии, выдвинули идею ноосферы — области духовной жизни на планете.

Источник: https://www.litmir.me/br/?b=267888&p=1

Учение В.И. Вернадского о биосфере

§ 1. Учение В. И. Вернадского о биосфере

Основоположником современных представлений о биосфере как сфере жизни является выдающийся русский ученый В.И. Вернадский (1863-1945). В старое узкое понятие «биосфера», сформулированное еще в 70-х годах 19 столетия, которое в буквальном смысле рассматривало биосферу лишь как совокупность живых организмов и продуктов их жизнедеятельности, он вложил новое содержание.

Главным в переосмыслении понятия «биосфера», которое было сделано В.И. Вернадским , – это понимание биосферы как сферы единства живого и неживого биологического единства, ее целостности,это означает, что каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи с другими организмами и неживой природой.

Современное естественнонаучное мышление только начинает постигать значение нарисованной им величественной картины мироздания. Научное творчество В.И. Вернадского, созданная им научно-исследовательская программа многоплановы.

Весьма существенны многие аспекты вскрытого В.И. Вернадским взаимодействия живого и неживого вещества. Большое значение имеют обобщающие естественнонаучные идеи В.И.

Вернадского для анализа соотношения и взаимодействия различных форм материи.

Теория биосферы, разработанная В.И. Вернадским, оказывается необходимой, естественнонаучной предпосылкой для создания теоретических основ глобальной экологии. Теория развития биосферы становится важнейшим средством стратегии и тактики научных исследований по проблемам экологии и различным аспектам преобразования окружающей среды.

Наследие В.И. Вернадского сохраняет значение и для разработок в устоявшихся областях фундаментальной науки. Современные исследования вскрывают все новые стороны введенных В.И.

Вернадским представлений о взаимодействии живого и косного вещества. В соответствии с теорией биогеологического единства идеи В.И.

Вернадского о фундаментальном характере взаимосвязи живого вещества с геологическими процессами, происходящими на земной поверхности, получают новое обоснование.

Закономерности взаимодействия живого и косного вещества В.И. Вернадский впервые распространил и на атомарный уровень (распределение определенного спектра изотопов в живом веществе и через него в некоторых частях косного вещества Земли). В.И.

Вернадским была впервые осознана космическая роль биосферы в трансформации лучистой энергии Солнца, ее превращении в действенную (созидательную) энергию Земли.

Живое вещество находится в непрерывном химическом обмене с окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле исключительно космической энергией Солнца.

Совершенствуясь в процессе эволюции и все шире распространяясь по планете, живые организмы производят в ней глубокие изменения путем перераспределения энергии и вещества. Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов в земной коре.

«Лик нашей планеты по существу сформирован жизнью», – такими словами определил В.И. Вернадский исключительную роль живого вещества в эволюции Земли.

Одним из главных аспектов учения В.И. Вернадского является также разработанное им представление об организованности биосферы,ее внутренней гармонии, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого и неживого, взаимной приспособляемости организма и среды, обеспечивающей состояние устойчивого динамического равновесия.

В основе организованности и устойчивого динамического равновесия Биосферы как экологической системы лежат такие функции живого вещества такие как энергетическая, деструктивная, концентрационная и средообразующая.

Энергетическая функциявыполняется прежде всего растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных органических соединений, энергия которых в дальнейшем является источником действенной химической энергии биосферы и всей земной коры.

Внутри экосистемы эта энергия рассеивается, а частично накапливается в отмершем органическом веществе и переходит в ископаемое состояние. Именно так образовались залежи ископаемых, служащие в настоящее время энергетической базой для жизни и работы людей. Растения – главный источник пищи для людей и сельскохозяйственных животных.

Деструктивная функцияживого вещества состоит в разложении горных пород и вовлечении образовавшихся минералов в биотический круговорот. Мертвая органика разлагается до простых неорганических соединений – углекислого газа, воды, сероводорода, метана и др.

, которые вновь используются в начальном звене круговорота. Разлагая минералы, организмы избирательно извлекают и включают в биотический круговорот важнейшие питательные элементы – калий, кальций, натрий, азот, фосфор и др. микроэлементы.

Благодаря деструктивной деятельности организмов создается уникальное свойство – ее плодородие.

Концентрационная функция живых организмов заключается в избирательном накоплении атомов веществ, рассеянных в природе. Способность концентрировать элементы из объектов окружающей среды (почвы, воды, атмосферного воздуха) – это характерная особенность живого вещества.

Например, морские организмы активно концентрируют рассеянные минералы для построения своих скелетов или покровов. Существуют, например, кальциевые организмы – это моллюски, кораллы, мшанки, иглокожие, известковые водоросли и кремниевые – диатомовые водоросли, радиолярии.

Морские организмы способны накапливать микроэлементы, тяжелые металлы, в том числе ядовитые (ртуть, свинец, мышьяк и др.), также радиоактивные элементы (стронций-90, цезий-137, иод-131 и др). Их концентрации в теле беспозвоночных и рыб могут в сотни тысяч раз превосходить содержание в морской воде.

Благодаря концентрационной функции морские организмы очень полезны как источник микроэлементов, и в то же время их употребление в пищу может грозить отравлениями тяжелыми металлами или быть опасными в связи с повышенной радиоактивностью.

И наконец, средообразующая функцияорганизмов состоит в трансформации физико-химических параметров среды (литосферы, гидросферы, атмосферы) в условия, благоприятные для существования организмов. Средообразующие функции живого вещества создали и поддерживают в равновесии баланс веществ и энергии в биосфере, обеспечивая стабильность условий существования организмов, в том числе и человека.

Так в результате средообразующей функции был преобразован газовый состав первичной атмосферы, изменился химический состав вод первичного океана, образовалась толща осадочных пород в литосфере, произошли глобальные изменения климата, на поверхности суши возник плодородный почвенный покров.

Свою планетарную функцию организмы осуществляют за счет весьма быстрого размножения. Расчетная величина биомассы живого вещества, воспроизведенного за время жизни биосферы – это около 3 млрд лет – более чем в 10 раз превышает массу земной коры. На земной поверхности нет химической силы, более постоянно действующей, чем живые организмы, взятые в целом.

Выявление планетарных функций живого вещества закономерным образом привел В.И. Вернадского к осмыслению космических функций живой материи. Согласно его представлениям, живое вещество активно проявляло себя уже в самые начальные периоды геологической активности земли.

Оно реализует свою активность в потоках энергии, химических элементов и соединений во взаимодействии как с косным веществом планеты, так и с космосом.

Живое вещество пронизывается космическими излучениями, многие из которых (и это также позднее было обосновано открытиями многочисленных классов элементарных частиц и типов излучений) являются еще неведомыми для научного знания. В.И.

Вернадский специально подчеркивает, что взаимодействие с космосом не ограничивается только известными современной науки потоками солнечного и космического излучения. «На основании всего эмпирического понимания природы необходимо допустить, что связь космического и земного всегда обоюдная и что необходимость космических сил для проявления земной жизни связана с ее тесной связью с космическими явлениями, с ее космичностью».

Космические излучения могут определенным образом влиять на характер информации, которой обмениваются клетки с помощью слабых электромагнитных полей, и тем самым воздействовать на многие процессы жизнедеятельности в многоклеточных ансамблях.

Итак, форма, структура, в которой существует и развивается живое вещество на нашей планете, – это биосфера. Она должна рассматриваться в соответствии с обобщающим естественнонаучным подходом как единый, целостный планетарный “организм”.

Отдельные части этого «организма» связаны биогеохимическими функциями, (круговые циклы земного углерода, кислорода, азота, фосфора, других биогенных элементов). Вся анатомия, физиология, механизмы регулирования этого «организма» взаимосвязаны.

Они не могут быть в достаточной степени поняты без анализа единого «планетарного организма» живого вещества в целом.

Исходя из принципа целостности биосферы, принципа единства живого и неживого (косного) В.И. Вернадский считал, что жизнь на Земле присутствовала всегда, т.е.

возникла вместе с формированием планеты, и убедительным доказательством этого, по его мнению, является присутствие всех химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева, за исключением радиоактивных элементов, в живом веществе.

Согласно его убеждению, в течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались эпохи, лишенные жизни.

Венцом творчества В.И Вернадского стало учение о ноосфере т.е. сфере разума, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития.

Понятие ноосферы появилось в связи с оценкой роли человека в эволюции биосферы. На протяжении всего периода своего существования имело место воздействие человечества на природу, однако до сравнительно недавнего времени оно было незначительным.

Лишь по мере развития производительных сил общества, роста технической и технологической вооруженности, особенно начиная с 19 в.

, это воздействие быстро усиливалось и в настоящее время по своим разрушительным масштабам превратилось в мощную геологическую силу, способную оказывать влияние на ход биогеохимических и других процессов не только в рамках планеты, но и в околоземном пространстве.

В настоящее время человек способен изменить согласно своим представлениям и потребностям ту биосферу, которая складывалось в течение всей геологической истории Земли. Это означает, что человеческая деятельность превратилась в главный, определяющий фактор развития биосферы, и от того как человечество будет строить свои отношения с природой напрямую зависит его дальнейшая судьба.

Реально просматриваются два альтернативных варианта, один из них – это действительно превращение биосферы в ноосферу, т.е.

в «сферу взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития», либо дальнейшая деградации биосферы в результате усиления техногенной нагрузки, грозящей гибелью человечества уже в недалеком будущем. Третьего не дано.

Истинная значимость учения В.И. Вернадского о биосфере опередила время. Особенно наглядно она проявилась лишь во второй половине 20-го столетия, чему способствовало бурное развитие экологии, и прежде всего глобальной экологии, где биосфера является основополагающим понятием.

Контрольные вопросы:

1. Что такое «понятие»?

2. Что общего и в чем отличие понятий: организм, популяция, сообщество?

3. Статистические и динамические свойства популяций.

4. Из каких компонентов состоит экосистема?

5. Чем отличается биогеоценоз от экосистемы?

6. Классификация экосистем, их свойства.

7. Определение и структура биосферы.

8. Роль фотосинтеза в эволюции биосферы.

9. Перечислите и раскройте свойства биосферы.

10. Трофические уровни экосистем.

11. Экологические пирамиды.

12. Первичная и вторичная продуктивность экосистем.

13. Динамика экосистем: гомеостаз и сукцессия.

14. Что такое экологические факторы?

15. Что такое экологически опасные факторы?

16. Функции живого вещества биосферы.

17. В чем состоит учение о биосфере?

1.3. Основные функциональные законы экологии.

Законы природы – это некие общие, существенные свойства объектов и явлений окружающего мира, отражающие процессы их функционирования и развития.

Эти законы существуют объективно, вне и независимо от сознания людей, и поэтому не могут быть уничтожены или созданы заново. Понятие закона есть одна из ступеней познания человеком единства и связи, взаимозависимости и целостности мировых процессов и явлений.

Современная экология располагает множеством законов (правил, принципов). Среди них встречаются как законы детерминистского типа, жестко регулирующие взаимоотношения между экосистемами и компонентами внутри них, так и вероятностные, т.е.

представляющие собой тенденции, которые действуют не всегда и не во всех без исключения случаях. Есть среди них и такие, которые не претендуют на академическую строгость, но выражают важные экологические закономерности.

К ним, в частности, относятся широко известные законы-афоризмы американского эколога Б. Коммонера.

В данной главе мы рассмотрим функциональные законы экологии, которые раскрывают общие закономерности взаимодействия организмов и экологических факторов.

Любой экологический фактор динамичен, изменчив во времени и пространстве.

Экологические факторы характеризуются как природными изменениями (изменение, например, температуры, освещенности в течение суток) так и изменениями под влиянием антропогенной деятельности человека, что проявляется в изменении режима (абсолютных значений и динамики) экологических факторов, а также – состава факторов, например, при внесении ксенобиотиков в природные системы.

Ксенобиотики чужеродные для организмов вредные соединения (пестициды, препараты бытовой химии, лекарственные вещества и др.), которые, попадая в окружающую среду в значительных количествах, вызывают гибель организмов, а также нарушают нормальное течение природных процессов в биосфере.

Живой организм в природных условиях одновременно подвергается воздействию со стороны не одного, а многих экологических факторов – как биотических, так и абиотических, причем каждый фактор требуется организму в определенных количествах или дозах. Если эти количества соответствуют наследственно закрепленным требованиям организма (т.е. генотипу), то он способен выживать и давать жизнеспособное потомство.

Закономерности влияния факторов на живые организмы определяются функциональными экологическими законами, которых, по данным разных авторов, насчитывается до 6 – 7 десятков, включая правила и принципы. Остановимся лишь на основных, наиболее универсальных из них. Это, например:

– закон минимума (закон Либиха);

– закон независимости факторов;

– закон толерантности (закон Шелфорда);

– закон конкурентного исключения, (принцип исключения Гаузе);

– закон развития экосистем (принцип сукцессионного замещения);

– закон ограниченности природных ресурсов (закон «шагреневой кожи»);

– закон однонаправленности потока энергии;

– закон пирамиды энергий;

– закон биологического усиления;

– закон сохранения устойчивого равновесия экосистем (принцип Ле Шателье – Брауна);

– закон эмерджентсности;

И наконец, экологические законы-афоризмы Б. Коммонера.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/8_136055_uchenie-vi-vernadskogo-o-biosfere.html

Основы учения В.И.Вернадского о биосфере

§ 1. Учение В. И. Вернадского о биосфере

Биосферный уровень организации жизни. Основы учения В.И.Вернадского о биосфере

Биосферный уровень — высшая форма организации жизни на Земле. На этом уровне происходит объединение всех круговоротов веществ и превращения энергии в единый круговорот.

Живое организовано по типу иерархичных систем: переход с одного уровня на другой связан с сохранением функциональных механизмов, действовавших на предыдущем уровне, и с появлением новых структур и функций, новых качеств. Уровень представлен биосферой — областью активной жизни.

Она охватывает аэросферу (нижнюю часть атмосферы), гидробиосферу (гидросферу), террабиосферу (поверхность суши) и литобиосферу (верхнюю часть литосферы).

Биосфера — достаточно тонкий слой: микробная жизнь распространена до высот 22 км над поверхностью, а в океанах наличие жизни обнаружено на глубинах до 10— 11 км ниже уровня моря. В земную кору жизнь проникает меньше, микроорганизмы найдены при бурении до глубин 2 — 3 км.

Случайно живая материя попадает и в слои, лежащие рядом «над» и «под», их называют пара-и метабиосферой соответственно. Но «пленка жизни» покрывает всю Землю, даже в пустынях и льдах обнаружены следы живого. Распределение жизни крайне неравномерно. В почве (верхние слои литосферы), гидросфере и нижних слоях атмосферы — самое большое количество живого вещества.

Разработка учения о биосфере имеет свою историю. Одним из первых естествоиспытателей, смотревших на Землю как на целое, был М.В.Ломоносов. Он писал в работе «О слоях земных», что «чернозем не первообразная и не первозданная материя, но произошел от согнития животных и растущих тел со временем», что бурый уголь, каменный уголь и чернозем — результаты влияния организмов на грунт.

Ломоносов дал общий очерк геологии Земли, доказывал ее древность как планеты. В то время даже окаменелости — ископаемые остатки организмов — далеко не всеми воспринимались как следы некогда бывшей жизни. В 1802 г. Ламарк в «Гидрогеологии» указывал на роль живых организмов в геологических процессах. В книге А.

Гумбольдта «Космос» собрано много материала о влиянии живого на геологические структуры.

Зарождение отечественной агрохимии связано с Д.И.Менделеевым. Он исследовал проблемы питания растений и повышения урожайности

сельскохозяйственных культур. Эффективностью минеральных и органических удобрений занимались А.Н.Энгельгардт и Д.Н.Прянишников. Возникшая в начале XX в. геохимия исходила из принципов эволюции. Почвенным лесообразованием занимался В. А. Обручев, положив начало мерзлотоведению, он изучал тектонику и геологию.

В.В.Докучаев своей работой «Русский чернозем» открыл почвоведение как научную дисциплину, стоящую на стыке геологии, биологии и химии. У него почва — особое природное тело, имеющее огромное значение для сельского хозяйства.

Он дал первую в мире классификацию почв, изложил учение о ландшафтно-географических зонах, разработал планы борьбы с засухой, предусмотрев в них ряд агрономических и лесомелиоративных мер. Вместе с ним работали М. М. Сибирцев и П. А. Костычев.

Сибирцев участвовал во многих экспедициях в южные степи России, написал первый учебник «Почвоведение» (1889). Костычев показал связь свойств почв с жизнедеятельностью растений и микроорганизмов, роль человека в изменении этих связей.

Он установил (1886) решающую роль низших организмов в образовании перегноя (гумуса). Немецкий ученый Г.Гельригер показал опытным путем симбиоз бобовых культур с клубеньковыми бактериями (1888), что оказалось важным в агрономии.

Русский ученый В. Р. Вильямc доказал роль биологических факторов (природных сообществ высших зеленых растений и микроорганизмов) в формировании плодородия почв.

Он первым подчеркнул значение биологического круговорота элементов в формировании не только органической, но и минеральной части почв, разработал научные основы травопольной системы земледелия (1914). Докучаев, преподававший минералогию, определил жизненные интересы В. И.

Вернадского еще в студенческие годы.

Вернадский исследовал эволюцию минералов земной коры (1908), создал геохимическую классификацию химических элементов, разработал учение о миграции атомов в земной коре, заложил основы генетического направления в минералогии, и именно общие проблемы минералогии и геологии привели его к концепции биогеохимии (1917). «Биосфера» Вернадского дает целостную картину механизма формирования земной коры с учетом определяющего влияния жизни.

В.И.Вернадский создал учение о биосфере как об активной оболочке Земли, в которой совокупная деятельность живых организмов — геохимический фактор планетарного масштаба и значения. Термин «биосфера», введенный (1875) Э.Зюссом, относился к совокупности организмов, обитающих на поверхности Земли.

В понятие живых организмов Вернадский включил и человека. Он выделял в биосфере косное (солнечная энергия, горные породы, минералы и т.д.) и биокосное (почвы, поверхностные воды и органические вещества).

Хотя живое вещество по массе и объему составляет незначительную часть биосферы, оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением нашей планеты.

По Вернадскому, биосфера — это живое вещество планеты и преобразованное им косное вещество. Понятие «биосфера» — фундаментальное понятие биогеохимии, а не биологическое и не геологическое. Биосфера организует процессы на Земле и около Земли, в ней происходят биоэнергетические процессы и обмен веществ вследствие жизнедеятельности.

Живой организм — неотъемлемая часть земной коры, могущая изменять ее. Живое вещество — совокупность организмов, участвующих в геохимических процессах. Организмы берут из окружающей среды химические элементы, строят из них тела, возвращают их в ту же среду и в процессе жизни и после своей смерти.

Потому живое вещество связывает биосферу воедино, является системообразующим фактором. Изменения в живом веществе происходят существенно быстрее, чем в косном, поэтому в нем пользуются понятием исторического времени, а в косном — геологического.

В ходе геологических времен растет мощь живого вещества и его воздействия на косное вещество, и только в живом веществе за эти времена происходят качественные изменения. И живое вещество, возможно, имеет свой процесс эволюции, вне зависимости от изменения среды.

Если «жизненный цикл» отдельного организма конечен и его существование не беспредельно, то живое как целое можно считать геологически бессмертным.

Геологически жизнь вечна, поэтому если отдельный индивидуум со временем теряет возможность совершать работу и прекращает свое существование, то сам процесс жизни отличается непрерывным ростом возможности совершать внешнюю работу. Эту идею он выразил в трех принципах, которые назвал биогеохимическими:

  1. — свободная (биогеохимическая) энергия стремится в биосфере к максимальному проявлению;
  2. — при эволюции видов выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают свободную энергию;
  3. — заселение Земли должно быть максимально возможным в течение геологического времени.

Эти принципы выражают закон только живой природы и не противоречат законам термодинамики. Весь поток живого вещества от самых простейших до самых развитых форм, включая разум человека и общественный труд, является той формой движения материи, где действует закон убывания энтропии, тогда как она растет для неорганической материи.

И эти два вида материи связаны в единое целое. Закон возрастания энтропии Вернадский успешно применял для объяснения космической эволюции Земли.

А рождение биосферы рассматривал как планетарно-косми-ческую «особую точку» — качественный скачок, до которого на поверхности нашей планеты преобладали процессы неживой природы, а после которого стали преобладать процессы в живой при-

роде. Под действием лучистой энергии возникает и необратимо развивается органическая жизнь.

Вернадский считал, что жизнь на Земле возникла одновременно с формированием планеты: «Твари Земли являются созданием космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма». Среди множества закономерностей, имеющих место в биологии, геологии, биохимии и геохимии, Вернадский выделил основные эмпирические принципы.

  1. Принцип целостности биосферы обеспечивается самосогласованностью всех процессов в биосфере. Жизнь ограничена узкими пределами — физическими константами, уровнями радиации и пр. Гравитационная постоянная определяет размеры звезд, температуру и давление в них. Если она станет меньше, звезды будут иметь меньшие массы, их температура станет недостаточной для протекания ядерных реакций; если чуть больше, звезды перейдут свою «критическую массу», выйдут из общего круговорота и превратятся в черные дыры. Постоянная электромагнитного взаимодействия определяет химические превращения, отвечает за электронную оболочку атомов и прочность связей в молекулах. Константа слабого взаимодействия, отвечающего за превращения элементарных частиц, при своем изменении «подорвет» весь наш мир. Константа сильного взаимодействия, отвечающего за стабильность ядер атомов, тоже не должна меняться, иначе в звездах реакции пойдут по-другому, могут не образоваться углерод и азот. Да и непонятно, возможна ли будет вообще жизнь нашего типа.
  2. Принцип гармонии биосферы и ее организованности связан с предыдущим. Законы преобразования энергии на Земле, законы движения атомов есть отражение гармонии Космоса, ритмичности движения небесных тел. Основа существования биосферы — положение Земли в Космосе, наклон земной оси к эклиптике, определяющий климат и жизненные циклы всех организмов. Солнце — основной источник энергии биосферы и регулятор биологических процессов. Как отметил еще Ю. Р. Майер, «жизнь есть создание солнечного луча».
  3. Космическая роль биосферы в трансформации энергии — можно рассматривать эту часть живой природы как дальнейшее развитие одного и того же процесса превращения солнечной световой энергии в действенную энергию Земли. Биосфера является одним и тем же космическим аппаратом с самых древнейших геологических времен. Жизнь все это время оставалась постоянной, менялась только ее форма. Само живое вещество не является случайным созданием. Источники энергии геологических явлений — космическая, преимущественно солнечная; планетная, связанная со строением и космической историей Земли; внутренняя энергия материи — радиоактивность. Живое вещество активно трансформирует солнечную энергию в химическое молекулярное движение и в сложность биологических структур.
  4. Растекание жизни — проявление ее геохимической энергии, аналог закона инерции неживой материи. Мелкие организмы размножаются быстрее, чем крупные. Скорость передачи жизни зависит от плотности живого вещества.
  5. Автотрофные организмы все нужное для жизни берут из окружающей их косной материи и не требуют для построения своего тела готовых соединений другого организма. Поле существования зеленых автотрофных организмов определяется прежде всего областью проникновения солнечных лучей.
  6. Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере роста их количества.
  7. Формы нахождения химических элементов: горные породы и минералы, магмы, рассеянные элементы, живое вещество. Земная кора — сложный механизм, где постоянно движутся атомы и молекулы, происходят разнообразные геохимические круговороты, определяемые в значительной мере деятельностью живого вещества. 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.
  8. Жизнь на Земле полностью определяется полем устойчивости зеленой растительности. Пределы жизни определяются физико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их неразрушимостью в определенных условиях среды. Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организмов. Верхний предел жизни обусловлен лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет озоновый слой. Нижний предел связан с достижением высокой температуры. Интервал в 432 °С (от -252 до +180 °С) является предельным тепловым щитом.
  9. Принцип постоянства количества живого вещества в биосфере. Количество свободного кислорода в атмосфере того же порядка, что и количество живого вещества (1,5-1018 кг и 1017—1018 кг). Скорость передачи жизни не может перейти пределы, нарушающие свойства газов. Идет борьба за нужный газ.

10. Всякая система достигает положения устойчивого равнове
сия, когда ее свободная энергия равняется нулю или приближается к нему, т. е. когда вся возможная в условиях системы работа про

изведена. Понятие устойчивого равновесия исключительно важно.

Антропный принцип, выдвинутый Г.М.Идлисом (1958), связан с первым из перечисленных здесь принципов Вернадского и состоит в точном соответствии значений мировых констант с возможностями существования жизни. Удивительная согласованность ряда величин производит впечатление, что может существовать скрытый принцип, упорядочивающий всю Вселенную. К этому

факту обращались очень многие. Сейчас его формулируют в двух вариантах — слабом и сильном. Как выразился известный американский физик Дж. Дайсон: «Если мы приглядимся ко Вселенной и увидим, как много случайностей послужили нам во благо, то кажется почти, что Вселенная знала, что мы появимся».

Это — одна из формулировок слабого принципа, в английской литературе — WAP. Но он не отвечает на многие вопросы, например, почему Вселенная такова, что допустила зарождение жизни.

А, может, не нужно создавать теорий, которые не допускают существование наблюдателя? Сильный принцип — возникновение жизни закономерно во Вселенной, но, может, появление наблюдателя и есть цель эволюции Вселенной?

Геологическую роль живого Вернадский классифицировал по пяти категориям: энергетическая, концентрационная, деструктивная, средообразующая, транспортная. Живые организмы творят миграцию химических элементов в биосфере посредством своего дыхания, питания, обмена веществ, непрерывной сменой поколений. Биогеохимическая энергия живого является источником энергии преобразования геосфер.

Источник: https://allinweb.ru/natural-sciences/23489/

Учение Вернадского о биосфере

§ 1. Учение В. И. Вернадского о биосфере

Большие достижения в естественных науках совершил В.И. Вернадский. У него есть множество работ, и он стал основателем биогеохимии – нового научного направления. В его основе лежит учение о биосфере, которое основывается на роли живого вещества в геологических процессах.

На сегодняшний день существует несколько понятий биосферы, основным среди которых считается следующее: биосфера – это среда существования всех живых организмов.

Область охватывает большую часть атмосферы и заканчивается в начале озонового слоя. Также в биосферу входит вся гидросфера и некоторая часть литосферы.

В переводе с греческого слово означает «шар» и именно в пределах этого пространства обитают все живые организмы.

Ученый Вернадский считал, что биосфера – это организованная сфера планеты, которая находится в контакте с жизнью. Он первый создал целостное учение и раскрыл понятие «биосферы». Работа российского ученого началась в 1919 году, а уже в 1926 гений презентовал миру свою книгу «Биосфера».

Согласно Вернадскому биосфера – это пространство, область, место, которое состоит из живых организмов и среды их обитания. Кроме того, ученый считал биосферу производным. Он утверждал, что она является планетарным явлением, имеющим космический характер.

Особенностью данного пространства является «живое вещество», которое населяет пространство, а также придает уникальный облик нашей планете. Под живым веществом ученый понимал все живые организмы планеты Земля.

Вернадский считал, что на границы и развитие биосферы влияют различные факторы:

  • живое вещество;
  • кислород;
  • углекислый газ;
  • вода в жидком состоянии.

Эту среду, в которой сосредоточена жизнь, могут ограничивать высокие и низкие температуры воздуха, минеральные вещества и чрезмерно соленая вода.

Изначально Вернадский считал, что биосфера состоит из семи разных веществ, связанных между собой геологически. К ним относятся:

  • живое вещество – данный элемент состоит из огромной биохимической энергии, которая создается в результате непрерывного рождения и умирания живых организмов;
  • биокосное вещество – создается и перерабатывается благодаря живым организмам. К данным элементам относится почва, горючие ископаемые и др.;
  • косное вещество – относится к неживой природе;
  • биогенное вещество – совокупность живых организмов, например, лес, поле, планктон. В результате их гибели образуются биогенные породы;
  • радиоактивное вещество;
  • космическое вещество – элементы космической пыли и метеориты;
  • рассеянные атомы.

Чуть позже ученый пришел к выводу, что в основе биосферы лежит живое вещество, под которым понимается совокупность живых существ, взаимодействующих с неживым костным веществом.

Также в биосфере есть биогенное вещество, которое создается с помощью живых организмов, а это преимущественно горные породы и минералы.

Помимо этого, в биосферу входит биокосное вещество, произошедшее вследствие взаимосвязи живых существ и косных процессов.

Вернадский тщательно изучал свойства биосферы и пришел к выводу, что основой функционирования системы является бесконечный круговорот веществ и энергии. Данные процессы возможны только в результате деятельности живого организма. Живые существа (автотрофы и гетеротрофы) создают необходимые химические элементы в процессе своего существования.

Так, с помощью автотрофов происходит преобразование энергии солнечного света в химические соединения. Гетеротрофы, в свою очередь, потребляют созданную энергию и приводят к разрушению органических веществ до минеральных соединений. Последние являются фундаментом для создания новых органических веществ автотрофами.

Таким образом, происходит цикличный круговорот веществ.

Именно благодаря биологическому круговороту биосфера представляет собой самоподдерживающуюся систему. Циркуляция химических элементов является основополагающей для живых организмов и существования их в атмосфере, гидросфере и почве.

Ключевые положения учения Вернадский изложил в работах «Биосфера», «Область жизни», «Биосфера и космос».

Ученый обозначил границы биосферы, включив в нее всю гидросферу вместе с океаническими глубинами, земную поверхность (верхний слой литосферы) и часть атмосферы до уровня тропосферы.

Биосфера является целостной системой. Если один из ее элементов погибнет, то биосферная оболочка разрушится.

Вернадский первый из ученых, кто стал употреблять понятие «живое вещество». Жизнь он определял как фазу развития материи. Именно живые организмы подчиняют себе другие процессы, которые происходят на планете.

Характеризируя биосферу, Вернадский утверждал следующие положения:

  • биосфера является организованной системой;
  • живые организмы являются доминирующим фактором на планете, и они сформировали современное состояние нашей планеты;
  • на земную жизнь оказывает влияние космическая энергия

Таким образом, Вернадский заложил основы биогеохимии и учений о биосфере. Многие его утверждения актуальны на сегодняшний день. Современные ученые продолжают изучать биосферу, но они также уверенно опираются на учение Вернадского. Жизнь в биосфере распространена везде и всюду обитают живые организмы, которые за пределами биосферы существовать не могут.

Работы известного российского ученого распространены по всему миру и используются в наше время. Широкое применение учений Вернадского можно увидеть не только в экологии, но и в географии.

Благодаря работам ученого охрана и забота о человечестве стала одной из самых актуальных задач на сегодняшний день. К сожалению, с каждым годом проблем с окружающей средой становится всё больше, что ставит под угрозу полноценное существование биосферы в будущем.

В связи с этим, необходимо обеспечить устойчивое развитие системы и минимизировать развитие негативных воздействий на окружающую среду.

Источник: https://ECOportal.info/uchenie-vernadskogo-o-biosfere/

Понятие о биосфере

§ 1. Учение В. И. Вернадского о биосфере

Введение………………………………………………………………………….3

  1. Понятие о биосфере………………………………………………………4

  2. Учение В.И.Вернадского о биосфере……………………………………5

  3. Структура биосферы……………………………………………………12

  4. Живое вещество………………………………………………………….14

  5. Функции живого вещества……………………………………………..16

Списокиспользуемой литературы……………………………………………24

Введение

Историянауки знает немало великих имён, скоторыми связаны фундаментальныеоткрытия в области естественных иобщественных наук, однако в подавляющембольшинстве случаев это –учёные,работавшие в одном направлении развитиянаших знаний.

Значительно реже появлялисьмыслители, которые охватывали своиммудрым взором всю совокупность знанийсвоей эпохи и на столетия определялихарактер научного мировоззрения. Такимибыли Аристотель, влияние идей которогозакончилось только в эпоху возрождения.В XVIII в. в России выделилась могучаяфигура М.В.

Ломоносова, который внёскрупный вклад в развитие астрономии,физики, химии, геологии, минералогии,был создателем нового русского языка,поэтом, мастером мозаики и своими трудамиопределил мировоззрение многих поколений.В XX в. такой же по значению величиной вобласти естественных наук стал ВладимирИванович Вернадский.

Он, несомненно,принадлежал к тем немногим в историине только своего народа, но и человечества,кому было по силам охватить могучимумом целостность всей картины мира истать провидцем. Одно из величайшихдостижений естествознания XX в. –учениеВернадского о биосфере.

Изучениебиосферы становится все более важнойи актуальной задачей. Это вызванонепрерывно возрастающим и усложняющимсявоздействием человека на окружающуюсреду. Особенно важно иметь представлениео роли живых организмов – основнойдвижущей силы в биосфере.

Цельмоей работы – раскрыть аспекты биосфернойконцепции.

Длядостижения данной цели я поставилаперед собой такие задачи:

  1. Раскрыть понятие биосферы

  2. Рассмотреть Учение В.И.Вернадского о биосфере

  3. Показать структуру биосферы

  4. Изучить живое вещество

  5. Рассмотреть функции живого вещества

Биосфера—вместилище жизни, сложная, целостнаясистема,динамическое равновесие которойпроявляется множествомпараметров. Само слово «биосфера»произошлоот слов «био» и «сфера» — этообласть активной жизни,охватывающей нижнюю часть атмосферы,верхнюю частьлитосферы и гидросферу.

Вбиосфере живые организмы (живое вещество)и средаих обитания органически связаны междусобой и взаимодействуютдруг с другом, образуя целостнуюдинамическуюсистему. В.И. Вернадский писал: «Биосфера— это среда нашей жизни, это та «природа»,которая насокружает, о которой мы говорим вразговорном языке.

Человек прежде всегосвоим дыханием, проявлением своихфункций, неразрывно связан с этой«природой», хотя бы. он жил в городе илив уединенном домике». «Человек … как ивсе живые организмы, как всякое живоевещество, есть определенная функциябиосферы… составляетопределенную закономерность строениябиосферы».

«Биосфера– область существования живого вещества…Химическое состояние наружной корынашей планеты, биосферы всецело находитсяпод влиянием жизни, определяется живымиорганизмами». (1, с.308)

Биосфера,илибиомасса Земли, — это совокупность всехживых существ в природе, которая имеетсвои границы.Верхний предел биосферы ограниченсильнейшим солнечными космическим излучением, поражающимвсе живое.Нижний предел — высокими температураминедр Земли.

Разработкаучения о биосфере имеет свою историю.Одним из первыхестествоиспытателей, смотревших наЗемлю как на целое, былМ.В.Ломоносов. Он писал в работе «О слояхземных», что «черноземне первообразная и не первозданнаяматерия, но произошелот согнития животных и растущих тел современем», что бурый уголь, каменныйуголь и чернозем — результаты влиянияорганизмов на грунт. (2, с.

557) Ломоносовдал общий очерк геологии Земли,доказывал ее древность как планеты. Вто время даже окаменелости— ископаемые остатки организмов —далеко не всеми воспринималиськак следы некогда бывшей жизни. В 1802 г.Ламарк в «Гидрогеологии»указывал на роль живых организмов вгеологическихпроцессах. В книге А.

Гумбольдта «Космос»собрано много материалао влиянии живого на геологическиеструктуры.

Русскийученый В. Р. Вильямcдоказал роль биологических факторов(природных сообществ высших зеленыхрастений и микроорганизмов) в формированииплодородия почв.

Он первым подчеркнулзначение биологического круговоротаэлементов в формировании не толькоорганической, но и минеральной частипочв, разработал научные основытравопольной системы земледелия (1914).Докучаев, преподававший минералогию,определил жизненныеинтересы В. И.

Вернадского еще встуденческие годы.

Вернадскийисследовал эволюцию минералов земнойкоры (1908), создал геохимическуюклассификацию химических элементов,разработал учение о миграции атомов вземной коре, заложил основы генетическогонаправления в минералогии, и именнообщие проблемы минералогии и геологиипривели его к концепции биогеохимии(1917). «Биосфера» Вернадского даетцелостную картину механизма формированияземной коры с учетом определяющеговлияния жизни.

В.И.Вернадскийсоздал учение о биосфере как об активнойоболочке Земли, в которой совокупнаядеятельность живых организмов —геохимическийфакторпланетарногомасштаба и значения. Термин «биосфера»,введенный (1875) Э.Зюссом, относился ксовокупности организмов, обитающих наповерхности Земли.

В понятие живыхорганизмов Вернадский включил и человека.Он выделял в биосфере косное(солнечнаяэнергия, горные породы, минералы и т.д.)и биокосное(почвы,поверхностные воды и органическиевещества).

Хотя живое вещество по массеи объему составляет незначительнуючасть биосферы, оно играет основнуюроль в геологических процессах, связанныхс изменением нашей планеты.

ПоВернадскому, биосфера — это живоевещество планеты и преобразованное имкосное вещество. Понятие «биосфера» —фундаментальное понятие биогеохимии,а не биологическое и не геологическое.Биосфера организует процессы на Землеи около Земли, в ней происходятбиоэнергетические процессы и обменвеществ вследствие жизнедеятельности.

Живой организм — неотъемлемая частьземной коры, могущая изменять ее. Живоевещество — совокупность организмов,участвующих в геохимических процессах.Организмы берут из окружающей средыхимические элементы, строят из них тела,возвращают их в ту же среду и в процессежизни и после своей смерти.

Потому живоевещество связывает биосферу воедино,является системообразующим фактором.Изменения в живом веществе происходятсущественно быстрее, чем в косном,поэтому в нем пользуются понятиемисторического времени, а в косном —геологического.

В ходе геологическихвремен растет мощь живого вещества иего воздействия на косное вещество, итолько в живом веществе за эти временапроисходят качественные изменения. Иживое вещество, возможно, имеет свойпроцесс эволюции, вне зависимости отизменения среды.

Если«жизненный цикл» отдельного организмаконечен и его существование небеспредельно, то живое как целое можносчитать геологически бессмертным.

Геологически жизнь вечна, поэтому еслиотдельный индивидуум со временем теряетвозможность совершать работу и прекращаетсвое существование, то сам процесс жизниотличается непрерывным ростом возможностисовершать внешнюю работу.

Эту идею онвыразил в трех принципах, которые назвалбиогеохимическими:

  1. — свободная (биогеохимическая) энергия стремится в биосфере к максимальному проявлению;

  2. — при эволюции видов выживают те организмы, которые своей жизнью увеличивают свободную энергию;

  3. — заселение Земли должно быть максимально возможным в течение геологического времени.

Этипринципы выражают закон только живойприроды и не противоречат законамтермодинамики. Весь поток живого веществаот самых простейших до самых развитыхформ, включая разум человека и общественныйтруд, является той формой движенияматерии, где действует закон убыванияэнтропии, тогда как она растет длянеорганической материи. И эти два видаматерии связаны в единое целое.

Законвозрастания энтропии Вернадский успешноприменял для объяснения космическойэволюции Земли. А рождение биосферырассматривал как планетарно-космическую«особую точку» — качественный скачок,до которого на поверхности нашей планетыпреобладали процессы неживой природы,а после которого стали преобладатьпроцессы в живой природе.

Под действиемлучистой энергии возникает и необратиморазвивается органическая жизнь.

Вернадскийсчитал, что жизнь на Земле возниклаодновременно с формированием планеты:«Твари Земли являются созданиемкосмическогопроцесса, необходимой и закономернойчастью стройного космического механизма».(2, с.560) Среди множества закономерностей,имеющихместо в биологии, геологии, биохимии игеохимии, Вернадский выделил основныеэмпирические принципы.

  1. Принцип целостности биосферы обеспечивается самосогласованностью всех процессов в биосфере. Жизнь ограничена узкими пределами — физическими константами, уровнями радиации и пр. Гравитационная постоянная определяет размеры звезд, температуру и давление в них.

    Если она станет меньше, звезды будут иметь меньшие массы, их температура станет недостаточной для протекания ядерных реакций; если чуть больше, звезды перейдут свою «критическую массу», выйдут из общего круговорота и превратятся в черные дыры.

    Постоянная электромагнитного взаимодействия определяет химические превращения, отвечает за электронную оболочку атомов и прочность связей в молекулах. Константа слабого взаимодействия, отвечающего за превращения элементарных частиц, при своем изменении «подорвет» весь наш мир.

    Константа сильного взаимодействия, отвечающего за стабильность ядер атомов, тоже не должна меняться, иначе в звездах реакции пойдут по-другому, могут не образоваться углерод и азот. Да и непонятно, возможна ли будет вообще жизнь нашего типа.

  2. Принцип гармонии биосферы и ее организованности связан с предыдущим. Законы преобразования энергии на Земле, законы движения атомов есть отражение гармонии Космоса, ритмичности движения небесных тел.

    Основа существования биосферы — положение Земли в Космосе, наклон земной оси к эклиптике, определяющий климат и жизненные циклы всех организмов. Солнце — основной источник энергии биосферы и регулятор биологических процессов. Как отметил еще Ю. Р.

    Майер, «жизнь есть создание солнечного луча».

  3. Космическая роль биосферы в трансформации энергии — можно рассматривать эту часть живой природы как дальнейшее развитие одного и того же процесса превращения солнечной световой энергии в действенную энергию Земли. Биосфера является одним и тем же космическим аппаратом с самых древнейших геологических времен.

    Жизнь все это время оставалась постоянной, менялась только ее форма. Само живое вещество не является случайным созданием. Источники энергии геологических явлений — космическая, преимущественно солнечная; планетная, связанная со строением и космической историей Земли; внутренняя энергия материи — радиоактивность.

    Живое вещество активно трансформирует солнечную энергию в химическое молекулярное движение и в сложность биологических структур.

  1. Растекание жизни — проявление ее геохимической энергии, аналог закона инерции неживой материи. Мелкие организмы размножаются быстрее, чем крупные. Скорость передачи жизни зависит от плотности живого вещества.

  2. Автотрофные организмы все нужное для жизни берут из окружающей их косной материи и не требуют для построения своего тела готовых соединений другого организма. Поле существования зеленых автотрофных организмов определяется прежде всего областью проникновения солнечных лучей.

  3. Космическая энергия вызывает давление жизни, которое достигается размножением. Размножение организмов уменьшается по мере роста их количества.

  4. Формы нахождения химических элементов: горные породы и минералы, магмы, рассеянные элементы, живое вещество.

    Земная кора — сложный механизм, где постоянно движутся атомы и молекулы, происходят разнообразные геохимические круговороты, определяемые в значительной мере деятельностью живого вещества.

    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.

  5. Жизнь на Земле полностью определяется полем устойчивости зеленой растительности. Пределы жизни определяются физико-химическими свойствами соединений, строящих организм, их неразрушимостью в определенных условиях среды.

    Максимальное поле жизни определяется крайними пределами выживания организмов. Верхний предел жизни обусловлен лучистой энергией, присутствие которой исключает жизнь и от которой предохраняет озоновый слой. Нижний предел связан с достижением высокой температуры.

    Интервал в 432 °С (от -252 до +180 °С) является предельным тепловым щитом.

  6. Принцип постоянства количества живого вещества в биосфере. Количество свободного кислорода в атмосфере того же порядка, что и количество живого вещества (1,5-1018 кг и 1017—1018 кг). Скорость передачи жизни не может перейти пределы, нарушающие свойства газов. Идет борьба за нужный газ.

10. Всякаясистема достигает положения устойчивогоравновесия,когдаее свободная энергия равняется нулюили приближаетсяк нему, т. е. когда вся возможная в условияхсистемы работа произведена.Понятие устойчивого равновесияисключительно важно.

Антропныйпринцип, выдвинутыйГ.М.Идлисом (1958), связан с первым изперечисленных здесь принципов Вернадскогои состоит в точном соответствии значениймировых констант с возможностямисуществования жизни. Удивительнаясогласованность рядавеличин производит впечатление, чтоможет существовать скрытый принцип,упорядочивающий всю Вселенную.

К этомуфакту обращались очень многие. Сейчасего формулируют в двух вариантах —слабом и сильном. Как выразился известныйамериканский физик Дж. Дайсон: «Если мыприглядимся ко Вселенной и увидим, какмного случайностей послужили нам воблаго, то кажется почти, что Вселеннаязнала, что мы появимся».(2, с.

562) Это —одна из формулировок слабого принципа,в английской литературе — WAP.Но он не отвечает на многие вопросы,например, почемуВселенная такова, что допустила зарождениежизни.

А, может,не нужно создавать теорий, которые недопускают существование наблюдателя?Сильный принцип — возникновение жизнизакономерно во Вселенной, но, может,появление наблюдателя и есть цельэволюции Вселенной?

Геологическуюроль живого Вернадский классифицировалпо пяти категориям: энергетическая,концентрационная, деструктивная,средообразующая, транспортная. Живыеорганизмы творят миграцию химическихэлементов в биосфере посредством своегодыхания, питания, обмена веществ,непрерывной сменой поколений.Биогеохимическая энергия живого являетсяисточником энергии преобразованиягеосфер.

Источник: https://studfile.net/preview/1494708/

������ �.�. ����������� � ��������

§ 1. Учение В. И. Вернадского о биосфере
�����: ���������� ���������� ������� � �����: ����� V. �������� – �����: ����� V. �������� –

������ �.�.

����������� � �������� ������������ ����� ��������� ������������������ ������, ��� ������� � ���� ������������ ������� �. �������, ������������� ����� �.�. ����������, ������ �������� ������������ � ������� �.

��������, ���� � ����������� ����� ����� � ������� ������� ������ ������������� � ���������� ������.

� ������� �.�. ����������� ��������������� ���������� ��������, �� �������, ������� ������ ��������, �������� ��������.

������ ������� �������, ��� ����� � ������� ������� ����� ����� ��������������� � ���������� ������ �������.

��������� ��������. � �������� ����� �������� ��������� �������� ����������: ����� ��������, ������ (�������) ��������, ������� ��������� ��������, ��������� ��������.

����� ��������� �.�. ���������� ������ ������������ ����� ����������, ���������� ���� �������.

��� ������� ����, ������������� ����������� �������, ������ ������������ � ������������� ����� ��������.

�� ��� ������������� ����� ����� ��������, ���������� � ����������� ��������� �������, ������ �� ���������� ������ ������ ����, ���� ������ ������������� �����, ����������� ��� �����.

����� �������� ����� �������������� ��������������, ��� ����� �������, ��������� �������������� ������.

���������� ������ �������� � �������� (��������) – �������� ���������� ��� ���� ������������ � �������� �������. �� ��� ������������� ����� �� ����� ���������� ������ �������� ���� ����������� ����������. ������ �����������, ��� ����������� ����� �������� ����������� ���������� ������ �������� ������� ������������� ����.

��� ������ ��������� �.�. ���������� ������� ����� �������� ��������, � �������� ������� ����� ��������� �� ���������. ���, ��������, ����, ������� ������� � ������� ����, ������������� ���������, ���������.

����� ������ � ������� �������, � ������ �������� ������:

������� ��������� ��������, ������� ���������� ����� ��������� ����������� � ������� ������������� ���� (���������� ������� ����������, �����, �����, ���� ���������, ������� �� – ���������, ��������� ������, ��������, ����������);

��������� ��������, ������� ����������� ������������ � ������ ����������� � ������ ��������� (��������, �����, ���� ��������� ��������, ��������� ��������).

������� �������� ��������� � ��������� ��������������� ����� ���������� � ��������� �����, ��� ������������ �������� ������� ������������� ����� (������������� ������������� �����, ������� ��������, ����������� ���������� ����, ����������� �������, ���������, ����������� ����). �������� ���������� ��� ����������� ����, � ����� ������, ���� � �� ����� ���� �����, ��� ��������� ������, ��������� � �������� ����������������� ����� ����������. ����� ������, �������� – ��� ����� ���������, ���������, ����������, ���������� ����� ���������.

��� ������������� ����� ���������� ���������� ��������� �������: ����������� ���������� ����, ����������� �������, , , ����������� ������������� �����, ������� �������� � ��.

������� ������� �������� ������������ �������� �������, �������������� ����������� ���� (2-4 ��) ���� ����� (). ���� ��������� ���� � �������� ������: �� ����������� ����������� ��� ������ ���������������� ���� ���������� �����. ���� ���� ���������� �� ������� 16 – 20 ��.

������ ������� �������� ��������. � �������, � ��������� ����� ��������� ��� �������� �� ����������������� ����� ��������� �� ������� 3,5-7,5 ��, � � ������� ������ ��������� – �� ������� 10 – 11 ��.

������ ������� �� ���� ������� � ��������� “����� �������” – ��� �.�. ���������� ������ ������������� ������� ������� ������� ������������� ���� (���������� ��������� �����, �����, ������� ������� � ��.). “����� ��������” ������ ��������������� ���������� �������� �������� �����.

������ �������, ��� ����� �������� ������������ � �������� ������������. �������� ��� ����� ���������������� � ���������������� ���� ���� �������� 50-100 � � � ���������������� ����� ���� (10-20 �). ����� ��������� ����� 90% �������� �����.

�� � � ���������������� ���� ������� ������������, ����� ���������� ������ ����������� (������� � ����������, ������ ����), � ����� ���������� ���������� (�������, �����������, ����������� � �������������� �������). ��� ��������� ���������� �������� ����������, �� ������ �.�.

�����������, “���������� ������ ��������”.

��� �� �����, � �������� �������� ��� ��������� ������������ �����������. ���� � ����� ������� �������� �������� ����� ����� �������� � ������ ��������������. �.�.

���������� �������� ���� � “��������� �����”, ����� �������� �������� “�����������” �� ����������� �������; ��� � �������� ��������� ����������� ��� ��������� ������� ��������, ��� ������������� “�������� �����” �� ������� �������.

������� ������ ��������. ���� �� �������� ������ �.�.

����������� ������� � ���, ��� �� ������� ������� �������� �� ���� ����� ���������� ��� ������� �������������� �������, �� ��, ��� ����� �������� ��������� � �������� ��������� ���������������� �������.

��������� ����� �������������� ���������� ������� � ����������� ������� �, � �����, �����������, ����������� ��������, �� ���������� �������������. ���������� ��������� �������� ��������������, �������, ������������-�����������������, ����������������.

�������������� ������� ����������� � ���������� � �������������� ���������� ������� ������ (��������-������������� ����������� ������� ���������� ������) � �������� �� �� ������� �����: �� ����������� – � ����������� �, �����, – � ����������. ��� ���� ������� ���������� ������������, �� ����� �� ������ � ��������� ���������� ��������� � ���������� ���������, “��������������” � ������ ����, ������� ������ �����, ���� � ��.

� ������������� ������� ������� ������� ���� ����������� ������� ���������, ������� � �������� ����������� ��������� ���������� ��� � �������� � ��������� ��������.

� �� �� �����, ����������� ����� ���������� (� �������� � ��� �����) � �������� ������� ���������� ��������, ������� � ��������� ���������� ���.

����� �������, �������� � �������� ���������, ����� �������� ������������ �� ������������ ������ ������� ������ ���������.

������������-������������������������ ����� ������� � ��������������.

���������� ��������������, ������� � �������� ����������������� �������� ��� ��������������� ��������� ����������, ������� ��� ���� ������� ��� ��������� ���������. ������ �� �������� ��� ����������� ������ �������� ����������.

��������, ������������ �������������� �� ��������� ������ ������� � ����������� ����� ��������� ����� ��� �������� ����; ������������, �������������� ��������, ���������� ������������� ����.

����������������������� ����������� � ����������� ����� ���������� ����������� ��������� ���������� ��������.

��������, ����� � ����� �������� ����� �������, ������� ������� � ������ – ��� � �������. � �������� ����������� �������� ���������� ������� ���������� �������, �������, ������.

������������� ������ ������� �������������� ����������� ������� ����������, ����, �����, ����, �����.

�������� ��������. �.�. ���������� � ����� ������� �����������, ��� ������� ������������� � �������� �������� – ��� ������� ������������� ����� �� �����. �������� �������� ���� ������ � ��������� ������������� ���� – ���������� ������ �� �����������, ����������� ������� � �. �.

����� �������� �������������� � ������� ���������� ������ �����������, ���������� ������ ����������� �� ����� ��������, ������������������ �������� ���������� � ������������ � ������������.

�������� ���� ������ � ������������� ������������ � ������� �� ������� �������, �.�. ���������� �������� �������������� �������� ��������: ��� ���������� �������������, ��� ������������ ����� �������, � ���������� � ������� �������������� ��������, ��� ��� ���������� ���������� ��������, ������� �������� ��� ������������ ������������ ������������ �� ����������� �����������.

������ �������� � ����� ������ ������ ������ ������������� ������� �������� �� ��� �������� ��������.

���������� �����������, ��� ������� �������� – ���������� �� ����� ��������� ������������� ����, ������� ����������� ���� ������� �� ���� �������� ������� �����.

��� � 20-� ����� �������� ���� ������ ����� ����������� ������ ��������� ����������� �������� �� �������. ��� ������������� ��������� � �������� � ����� � ��� �������� – ��������� ������ �������� ���������.

�����: ���������� ���������� ������� � �����: ����� V. �������� – �����: ����� V. �������� –
����, ����� �������������� ���������� ��������
2006-03-29

Источник: http://cito-web.yspu.org/link1/metod/met20/node35.html

Учение В. И. Вернадского о биосфере (стр. 1 из 3)

§ 1. Учение В. И. Вернадского о биосфере

Вступление

Биосфера – это среда нашей жизни, это та природа, которая нас окружает, о котором мы говорим в разговорном языке. Человек – прежде всего – своим дыханием, проявлением своих функций, неразрывно связан с этой «природой», хотя бы он жил в городе или в уединенном домике.

В. И. Вернадский.

Биосфера (греч. bios – жизнь, sphaira – шар, сфера) – сложная наружная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека.

Впервые термин «биосфера» был введен в науку геологом из Австрии Эдуардом Зюссом в 1875 г. Он понимал под биосферой тонкую пленку жизни на земной поверхности.

Роль и значение биосферы для развития жизни на нашей планете оказалась на­столько велика, что уже в первой трети XX в.

возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании – уче­ние о биосфере, основоположником которого является великий русский ученый В. И. Вернадский.

Однако задолго до этого под другими названиями, в частности “пространство жизни”, “картина природы”, “живая оболочка Земли” и т.п., содержание термина биосфера 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”.

Земля и окружающая ее среда сформировалась в результа­те закономерного развития всей Солнечной системы. Около 4,7 млрд лет назад из рассеяного в протосолнечной системе газопылеватого вещества образовалась планета Земля.

Как и дру­гие планеты, Земля получает энергию от Солнца, достигаю­щую земной поверхности в виде электромагнитного излучения. Солнечное тепло – одно из главных слагаемых климата Зем­ли, основа для развития многих геологических процессов.

Ог­ромный тепловой поток исходит из глубины Земли.

По новейшим данным, масса Земли составляет 6*1021 т, объ­ем — 1,083*1012 км3, площадь поверхности — 510,2 млн км2. Размеры, а следовательно, и все природные ресурсы нашей планеты ограничены.

Наша планета имеет неоднородное строение и состоит из концентрических оболочек (геосфер) – внутренних и внешних. К внутренним относятся ядро, мантия, а к внешним – лито­сфера, гидросфера, атмосфера и сложная обо­лочка Земли – биосфера.

I. Понятие биосферы

Сущность и структура биосферы

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, являясь глобальной экосистемой, как и любая экосистема, состоит из абиотической и биотической части.

Абиотическая часть представлена:

1. почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них еще есть живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой порового пространства.

2. Атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни.

3. Водной средой океанов, рек, озер и т.п.

Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов. Живые организмы осуществляют этот ток атомов благодаря своему дыханию, питанию и размножению, обеспечивая обмен между всеми частями биосферы.

В основе биогенной миграции атомов в биосфере лежат два биохимических принципа:

– стремиться к максимальному проявлению, к «всюдности» жизни;

– обеспечивать выживание организмов, что увеличивает саму биогенную миграцию.

· 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.

Преобладающие элементы химического состава атмосферы: N2 (78%), O2 (21%), CO2 (0,03%).

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

Преобладающие элементы химического состава гидросферы: Na+, Mg2+, Ca2+, Cl–, S, C. Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней.

В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана.

· 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.

Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

II. Учение В. И. Вернадского о биосфере

1. Характеристика главных типов веществ биосферы

По современным представлениям, биосфера – это особая оболочка земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Эти представления базируются на учении В. И. Вернадского(1863 –1945) о биосфере, являющимся крупнейшим из обобщений в области естествознания в ХХ в. Важнейшая значимость его учения во весь рост проявилась лишь во второй половине века. Этому способствовало развитие экологии и, прежде всего глобальной экологии, где биосфера является основополагающим понятием.

Учение Вернадского о биосфере – это целостное фундаментальное учение, органично связанное с важнейшими проблемами сохранения и развития жизни на Земле, знаменующее собой принципиально новый подход к изучению планеты как развивающейся саморегулирующейся системы в прошлом, настоящем и будущем.

По представлениям В. И. Вернадского, биосфера включает в себя живое вещество, образованное совокупностью организмов; биогенное вещество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (газы атмосферы, каменный уголь, нефть, торф, известняки и др.

); косное вещество, которое формируется без участия живых организмов (магматические горные породы); биокосное вещество, представляющее собой совместный результат жизнедеятельности организмов и небиологических процессов (например, почвы); а также радиоактивное вещество, вещество космического происхождения (метеориты и др.

) и рассеяные атомы. Все эти семь типов веществ геологически связаны между собой.

Источник: https://mirznanii.com/a/327325/uchenie-v-i-vernadskogo-o-biosfere

Book for ucheba
Добавить комментарий