2. Учение В.И.Вернадского о биосфере

«Эволюция видов, приводящая к созданию форм, устойчивых в биосфере, должна идти в направлении, увеличивающем проявление биогенной миграции атомов в биосфере», - этот биогеохимический принцип Вернадского утверждает высокую приспосабливаемость живого вещества, пластичность, изменчивость во времени. Живое вещество «приучалось» полнее использовать химические элементы, вовлекая их в круговорот биогенной миграции. Когда более полумиллиарда лет назад появились морские беспозвоночные, имеющие кальциевый наружный скелет, резко усилилась миграция атомов и некоторых соединений кальция. Скелет позвоночных стал фактором усиления миграции атомов фосфора, фтора. Наземная растительность резко активизировала в каменноугольную эпоху круговорот углерода. В земной коре сохраняются свидетельства вспышек, волн жизни в виде скоплений биогенных карбонатов, горючих сланцев, угля, нефти, писчего мела и других минеральных образований, связанных с деятельностью живого вещества, с проявлением организации биосферы.

В своих работах Вернадский не ограничился общим описанием биосферы и выяснением ее общих закономерностей. Он провел и частные, детальные исследования, выразив в формулах и цифрах активность живого вещества, а также проследив судьбу некоторых химических элементов в биосфере. Он показал место биосферы в системе других геосфер планеты.

Учению Вернадского о биосфере суждено было стать ключевой, центральной концепцией современного естествознания. Центральным же пунктом изучения в теории Вернадского является понятие о живом веществе, т.е. совокупности всех живых организмов. Кроме живого вещества Вернадский выделял еще косное вещество (воздух, вода, минералы), а между живым и косным веществами находятся биокосные вещества (остатки живых организмов, например, навоз).

Отличия живого вещества от косного заключаются в следующем:

1) изменения и процессы в живом веществе происходят быстрее, чем в косных телах, поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического времени, а в неживых телах геологического времени. 1 секунда геологического времени = 100 тысяч лет исторического;

2) в живых организмах существует непрерывный ток атомов: из живых в неживое, и наоборот;

3) только в живых организмах происходят качественные изменения в ходе геологического времени, т.е. эволюция;

4) живые организмы изменяются в зависимости от окружающей среды.

Вернадский выдвинул предположение, что живые организмы сами по себе эволюционируют. Он поставил вопрос: «Есть ли у жизни начало?», на который он отвечает в поддерживаемой им концепции вечной жизни о том, что Земля существует вечно, и поэтому жизнь на ней не имеет начала.

Согласно данной теории биосфера выполняет несколько функций:

1) кислородная, т.к. часть биосферы выделяет кислород;

2) почвообразующая;

3) хемосинтезирующая – синтез органических веществ из неорганических, возможный только в бактериях (например, только бактерии способны аккумулировать азот из воздуха);

4) круговорот веществ (атомов) в природе, в котором участвует вся атмосфера в целом;

5) структурная – некоторые живые организмы способны изменять облик Земли и т.д.

По Вернадскому работа живого вещества в биосфере может быть выражена в двух основных формах:

- химическая или биохимическая (I род геологической деятельности);

- механическая (II род геологической деятельности).

I род геологической деятельности проявляется в обмене веществ внутри живых организмов, в результате которого происходит постоянных кругооборот атомов. При этом большое значение имеет количество пропускаемых веществ через тот или иной живой организм. По некоторым данным установлено, что через организм человека за всю его жизнь проходит около: 75 т воды, 17 т углеводов, 2,5 т белка, 1,5 т жира.

II род геологической деятельности проявляется только в тех экосистемах, где хорошо развит почвенный покров, который позволяет создавать норы, укрытия, т.е. разрыхлять почву.

Вернадский для понимания работы живого вещества в биосфере ввел 3 биогеохимических принципа:

1) биогенная миграция атомов всегда стремится к максимальному значению. Это выражается в способности некоторых живых организмов неограниченно размножаться;

2) эволюция видов в ходе геологического времени ведет к образованию таких организмов, которые увеличивают миграцию атомов;

3) заселение планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества.

С появлением человека, по учению Вернадского, биосфера переходит в качественно новую сферу – ноосферу, т.е. сферу человеческого разума. Для этого должны быть выполнены следующие условия:

1) заселение человеком всей планеты;

2) резкое преобразование средств связи и обмена между странами;

3) усиление связей, в т.ч. политических, между всеми странами;

4) начало преобладания роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в земной коре;

5) расширение границ биосферы и выход в космос;

6) открытие новых источников энергии;

7) равенство людей всех рас и религий;

8) увеличение роли народных масс в решении вопросов внутренней и внешней политики;

9) свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений, а также создание в государстве благоприятных условий для свободного развития научной мысли;

10) продуманная система народного образования и повышения благосостояния трудящихся; создание реальной возможности не допустить голода, нищеты;

11) разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности;

12) исключение войн из жизни общества - это условие В.И.Вернадский считал чрезвычайно важным для создания и существования ноосферы.

Процесс образования ноосферы постепенный, и, вероятно, никогда нельзя будет точно указать год или даже десятилетие, с которого переход биосферы в ноосферу можно будет считать завершённым.

В настоящее время учение о биосфере особенно популярно среди экологов и географов, подчас даже считается, что наиболее полная, всесторонняя концепция биосферы разработана представителями этих наук. При этом иногда забывается, что биосфера охватывает иные, более значительные масштабы пространства (вся приповерхностная часть планеты, а не ее отдельные детали) и времени (вся геологическая история Земли, а не только ее отдельные периоды или современность). В этих масштабах наиболее существенно проявляется геологические закономерности, связывающие воедино деятельность живого вещества, организацию биосферы и динамику геосфер, среди которых земной коре принадлежит особая и очень важная роль аккумулятора и трансформатора солнечной и биохимической энергии. Тем более это важно помнить, анализируя геологическую деятельность человечества, преобразующего биосферу. Для познания биосферы и ноосферы (или техносферы, где проявляется человеческий разум и осуществляются человеком технические преобразования) наиболее оправдан и можно сказать, фундаментален геологический подход, прежде всего геохимический, предложенный Вернадским и лежащий в основе его учения, обобщающего другие более частные концепции биосферы, Не случайно известный американский ученый Дж.Хатчинсон подчеркнул: «Концепция биосферы, которую мы принимаем сейчас, в основном опирается на идеи Вернадского .»Кроме того, Вернадский связал учение о биосфере с деятельностью человека не только геологической, но и вообще с многообразными проявлениями человеческой личности и человеческого общества: «В сущности человек, являясь частью биосферы, только по сравнению с наблюдаемыми на ней явлениями может судить о мироздании. Он висит в тонкой пленке биосферы и лишь мыслью проникает вверх и вниз. Все мы, люди, - неразрывная часть живого вещества, приобщенная к его бессмертию, необходимая часть планеты, и космоса, продолжатели деятельности жизни, дети Солнца». Заключение