Биосфера и ноосфера шпора

• Экономика природопользования
• Закономерности и принципы природопользования
• Экономический механизм природопользования
• Рациональное и нерациональное природопользование
  
• Экологический риск
  
• История развития экологии как науки
  
• Предмет, объект и задачи экологии
  
• Основы экологии
  
• Направления экологии

Биосфера — оболочка Земли, населенная живыми организмами. Включает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. Основоположником учения о биосфере является В.И. Вернадский. Он подчеркивал, что биосфера — результат сложнейшего механизма геологического и биологического развития и взаимодействия косного и биогенного вещества. Живое вещество биосферы — совокупность всех ее живых организмов. Высшую стадию развития биосферы Вернадский назвал ноосферой, когда разумная деятельность человека является определяющим фактором развития жизни. Основа стабильности биосферы -биологическое разнообразие всего живого на Земле — от генов до экосистем.

Понятие и определение биосферы. Структура биосферы

Сложный природный процесс, протекавший и протекающий на Земле, непосредственно связан с взаимодействием трех оболочек планеты: литосферы, гидросферы и атмосферы. Именно эти оболочки и являются той сферой, той областью, где существуют живые организмы. Область существования живых организмов на Земле называется биосферой.

Биосфера (от греч. bios — жизнь и sphaira — шар) — оболочка Земли, населенная живыми организмами, область обитания живых организмов планеты. Именно живые организмы сформировали отложения известняков, залежи угля и нефти, накопили свободный кислород в атмосфере.

Биосфера представляет собой сложнейшую планетарную оболочку жизни, населенную организмами, которые в совокупности составляют живое вещество. Это самая крупная (глобальная) экосистема Земли — область системного взаимодействия живого и косного вещества.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу до глубинных слоев океана (рис. 1).

Ограничивают область распространения жизни слишком высокие или низкие температуры. Нижнюю границу биосферы на материках условно проводят по изотерме 100 °С. При более высокой температуре большинство бактерий существовать не может. В Европе эта изотерма находится на глубине 10-15 км, в молодых альпийских прогибах она поднимается до 1,5-2 км. Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км.

Предел протяженности биосферы — 39-40 км. Однако жизнь в биосфере сконцентрирована в значительно более узких пределах, охватывающих всего несколько десятков метров. По сравнению с диаметром Земли (13 000 км) биосфера — это тонкая пленка на ее поверхности.

Что касается границы биосферы в морях и океанах, то английский натуралист Э. Форбс в 1841 г. по результатам своих наблюдений в Средиземном море категорически заявил, что глубже 540 м жизнь в океанических водах невозможна. Однако уже спустя 20 лет с глубины 2160 м с затонувшего судна был поднят кабель: он оказался весь усеян кораллами, устрицами, двустворчатыми и брюхоногими моллюсками, яйцами кальмаров.

23 января 1960 г. исследователи-океанологи Ж. Пикар и Д. Уолш опустились в батискафе в Марианскую впадину Тихого океана. На глубине 10 525 м они разглядели рыбу и креветку. Так было доказано существование живых организмов в самых глубоких местах океана. Следует только отметить, что плотность организмов в океане крайне неравномерна. Примерно 5/6 его обитателей предпочитают верхние, освещаемые солнцем слои. По мере спуска на глубину количество видов резко уменьшается.

Относительно верхней границы существования жизни следует заметить, что ученые обычно проводят ее на высоте 20-25 км, где находится спасительный для всего живого озоновый экран. Здесь та же ситуация с расселением организмов, что и в океане, только наоборот. Уже на высоте 8-9 км низкие температуры сильно ограничивают существование животных и растений.

Рис. 1. Общая структура оболочек Земли, формирующих биосферу

Биосферу населяют около 2-2,5 млн видов живых существ. Особое место отводится растениям — производителям органического вещества. Их общий сухой вес (вес фитомассы) оценивается примерно в 2,42 х 10 12 т. Это составляет 99 % всего живого вещества на планете. Оставшийся 1 % приходится на гетеротрофные организмы.

Ноосфера означает новое состояние биосферы и всей планеты в целом, при котором сознательная активность человека, человеческого разума становится не только решающим фактором эволюции биосферы, но и важным условием ее сохранения.

Ноосфера — это сфера разумной активности людей по преобразованию окружающей среды. При этом общество выходит на уровень сознательного регулирования развития промышленности, адекватного вмешательства в природные процессы. В состоянии ноосферы потребности общества должны стать соизмеримы с возможностями гео- и биосферы. Расширение ноосферы будет означать наступление ноогенного периода в истории взаимодействия общества и природы.

В в е д е н и е

Учение о биосфере и ноосфере сложилось в результате проведенного В.И. Вернадским глубочайшего анализа всех явлений жизни в их взаимной связи между собою и с косным веществом планеты на всем пути их исторического развития.

Академик Владимир Иванович Вернадский – великий русский ученый, естествоиспытатель и мыслитель, создатель новых научных дисциплин, учения о биосфере, учения о переходе биосферы в ноосферу. С именем В.И. Вернадского связано вхождение в науку революционных научных представлений, намного опередивших свое время и послуживших основой их плодотворного развития в наши дни.

В 1945 году, незадолго до смерти, этот крупнейший ученый внес выдающийся вклад в развитие современной картины мира. В те годы его идеи о превращении биосферы Земли в сознательно организуемую и управляемую человеком ноосферу не были оценены по достоинству. Но со временем, когда предсказанные им явления стали нарастать с головокружительной быстротой, значение учения о ноосфере, об органическом единстве природы и общества, о том, что в условиях возросшего технологического могущества людей природа уже не может существовать и развиваться без сознательного управления ее жизнью со стороны человечества, стало очевидным.

Концепция биосферы – ноосферы представляет итог всего научного творчества ученого, его мировоззрение. Она служит научным фундаментом в разработке ряда современных глобальных проблем, и прежде всего проблем окружающей человека среды и разумного использования природных богатств биосферы.

Особую ценность для философии представляет результат большой работы В.И. Вернадского по соотношению форм движения материи. В учении о биосфере и ноосфере нашли отражение его мысли о воздействии высшей формы движения материи на низшие, о подчинении низших форм более развитым. Формы движения материи, по В.И. Вернадскому, неразрывно связаны с пространством, временем и налагают свой отпечаток на эти коренные условия бытия.

Благодаря работам В.И. Вернадского и дальнейшим исследованиям поставленных им вопросов сегодня каждый ученый, вооруженный геохимическими и космохимическими знаниями, видит эволюцию Земли и Космоса, как исторический процесс развития, который охватывает во взаимосвязи все явления живой и неживой природы. При совместном их рассмотрении возникает особая позиция естествоиспытателя в отношении развития явлений жизни.

В.И. Вернадский дал миру своеобразное философское направление общечеловеческого значения: активно-эволюционную, ноосферную, космическую мысль.

Выбор данной темы обусловлен тем, что меня заинтересовала происходящая в наши дни перестройка картины мира, которая отвечает реально происходящим в мире изменениям.

Основная часть

1. Учение о биосфере

В.И. Вернадский определяет биосферу как одну из геосфер, которая коренным и необратимым образом изменена под влиянием живых существ их современной и ранее протекавшей жизнедеятельности. По Вернадскому к биосфере относятся нижние слои стратосферы, вся тропосфера, верхняя часть литосферы, сложенная осадочными породами и гидросфера. Над земной поверхностью биосфера поднимается до высоты примерно 23 км, а ниже поверхности простирается до глубины 12 км. В различных слоях стратосферы находятся более или менее мощные отложения углей, нефти и газа. В растительном происхождении углей никто не сомневается, однако в отношении нефти и подземного газа есть расхождения; некоторые геологи не считают их органическими по своему происхождению. В.И. Вернадский считал и нефть, и подземные газы результатом жизнедеятельности живых компонентов биосферы. В последнее десятилетие при изучении нефти было выяснено, что в нефти существуют некоторые живые бактерии, таким образом, жизнь проникает в более или менее глубокие слои стратосферы.

Таким образом, понятие биосферы очень объемно в смысле радиальных размеров этой оболочки, очень глубоко в отношении понимания роли жизни во всех частях биосферы в ее широком понимании, а также исторично, так как стратосфера может рассматриваться как результат развития биосферы в течение всего геологического времени.

Каждый живой организм в биосфере – природный объект – есть живое природное тело. Живое вещество биосферы есть совокупность живых организмов в ней живущих.

В.И. Вернадский считал, что земная кора представляет собой в основном остатки былых биосфер, и даже ее гранитно-гнейсовый слой образовался в результате метаморфизма и переплавления пород, некогда возникших под влиянием живого вещества. Лишь базальты и другие основные магматические породы он считал глубинными, не связанными по своему генезису с биосферой.

Именно геологический и космический ракурсы рассмотрения роли живого вещества на планете привели В.И. Вернадского к выводу об огромной мощности биосферы (в несколько километров) и разнородности ее состава.

2. Пределы биосферы

Биосфера – это организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная жизнью. Пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни. Из этих определений вытекают несколько совершенно конкретных понятий, раскрывающих сущность биосферы.

1. Биосфера – не просто одна из существующих оболочек Земли, подобно литосфере, гидросфере, атмосфере. В.И. Вернадский предельно лаконично указывает ее основное отличие – это организованная оболочка. И чтобы понять суть биосферы, нужно понять, как и кем она организована, в чем состоит организованность биосферы.

2. Биосфера имеет определенные пределы; то есть некоторые конечные размеры, в рамках которых она может быть выделена и научно изучена. Следовательно, выявив главную движущую силу развития биосферы – живое вещество ,- необходимо установить те пространственные и временные ограничения (пределы), которые накладываются на деятельность живого вещества.

На протяжении миллиарда лет существования биосферы организованность создается и сохраняется деятельностью живого вещества – совокупности всех живых организмов. Форма же деятельности живого, его биогеохимическая работа в биосфере, заключается в осуществлении необратимых и незамкнутых круговоротов вещества и потоков энергии между основными структурными компонентами биосферной целостности: горными породами, природными водами, газами, почвами, растительностью, животными, микроорганизмами. Этот непрерывающийся процесс круговоротного движения составляет один из краеугольных камней учения о биосфере и носит название биохимической цикличности. Изучение биохимических циклов как незамкнутых круговоротов помогает более глубоко проникнуть в суть процессов организованности биосферной оболочки. Каждое последующее состояние биосферы не повторяет предшествующее. Вовлечение в миграционные циклы приводит к непрерывному обновлению биосферы, способствует ее прогрессивному эволюционному развитию, усложнению живого вещества, возрастанию многообразия живых организмов.

Биосфера и ноосфера

На первый взгляд, с развитием общества зависимость человека от природы уменьшается, но это только на первый взгляд. Человек неразрывно связан с природой, и она оказывает на него постоянное влияние. Колебания температуры, воздействие геомагнитных полей, солнечное излучение оказывают нс только явное физическое, но и неявное психическое воздействие и влияют на поведение людей. При этом ученые констатируют, что становится все больше и больше людей с врожденными генетическими отклонениями, которые появляются вследствие изменений окружающей среды. Возможности современной науки позволяют вмешиваться в генетический аппарат и лечить наследственные заболевания путем "пересадки" отдельных генов, но последствия такого вмешательства в человеческую природу, которые скажутся только многие годы спустя, сейчас трудно прогнозировать. Современная медицина борется не только с генетическими, но и со многими другими заболеваниями. В биологическом плане это означает отсутствие отбора по признаку сопротивляемости той или иной болезни, т.е. болезнь преодолевается, но не с помощью отбраковывания генетического материала, а искусственными медицинскими средствами. Понятно, что уровень развития науки и медицины – социальный фактор, и весьма действенный, но он не отменяет действия биологических факторов.

Единство человека и природы выражается в понятии биосферы – сферы всего живого. Структура, состав и энергия биосферы определяются прошлой и настоящей деятельностью всех живых организмов, в том числе и человека. В современном представлении о биосфере подчеркивается взаимозависимость и взаимовлияние живой и неживой природы, биосфера – это живые организмы и среда их обитания. Изменения биосферы случались уже не раз, что сопровождалось гибелью одних видов растений и животных и появлением других. Человечество – часть биосферы, оно влияет на ее развитие и при этом само встроено в общий биологический процесс.

Верхняя граница биосферы располагается примерно в 30 км над поверхностью Земли, нижняя – до 10 м в земной коре. При этом некоторые живые организмы обнаружены на глубине до 11 км. Температурные интервалы, в которых может существовать жизнь, также ограничены: от – 252° до + 180° С. Живые существа на поверхности Земли защищены от ультрафиолетовых лучей озоновым слоем.

Термин "биосфера" впервые употребил в начале XIX в. Жан Батист Ламарк. Но научным это понятие стало в 1875 г., когда австрийский ученый Эдуард Зюсс назвал биосферой все живые организмы, обитающие на поверхности Земли. Связь живой и неживой природы он трактовал односторонне, отмечая зависимость живых организмов от химических, физических, геологических и прочих факторов, но не учитывая обратное воздействие живого на неживое.

Представление о биосфере изменил русский ученый и философ Владимир Иванович Вернадский [1] . Он считал, что живое и неживое постоянно взаимодействуют, в процессе жизнедеятельности организмы получают из окружающей среды необходимые химические вещества, а после смерти возвращают их обратно. Русский ученый акцентировал активное влияние живых организмов на косную материю. По его мнению, живое вещество составляет незначительную по объему и весу часть биосферы, при этом оно является ее главным компонентом. Живые организмы – та геохимическая сила, которая играет ведущую роль в формировании облика нашей планеты. Вернадский подчеркивал целостность и гармоничность биосферы: "Можно говорить о всей жизни, о всем живом веществе, как о едином целом в механизме биосферы. . Все учитывается и все приспособляется с той же точностью, с той же механичностью и с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов вещества и атомов энергии".

Человечество, наряду с растениями и животными, является частью живого вещества. Однако в отличие от других элементов биосферы человечество оказывает интенсивное влияние не только на неживую материю, но и на само живое вещество, создавая новые виды растений и животных. С появлением на нашей планете одаренного разумом живого существа планета переходит в новую стадию своей истории, становится ноосферой.

Слово "ноосфера" происходит от греческого noos – "разум". Ноосфера – это сфера разума, сфера взаимодействия человека и природы, в которой главным фактором эволюции становится разумная деятельность. Человек охватил своей деятельностью всю планету, одержал победу над другими биологическими видами, открыл новые виды энергии, и все это стало новым фактором эволюции и обеспечило появление ноосферы.

Учение Вернадского о ноосфере, которое создавалось в 30-е гг. XX в., так и не сложилось в законченную теорию, русский ученый даже само понятие ноосферы употреблял в разных смыслах. В его понимании ноосфера – это:

• – новое геологическое явление, суть которого заключается в возможности человека преобразовывать Землю своим трудом и мыслью;
• – область проявления научной мысли, когда "эволюционный процесс получает особое геологическое значение благодаря тому, что он создал новую геологическую силу – научную мысль социального человечества";
• – главный фактор преобразования и дальнейшей эволюции биосферы, когда "человек своей деятельностью создает новую живую природу".

Последнее определение приобрело новый смысл и особую актуальность спустя десятилетия, после возникновения молекулярной биологии, развития генной инженерии, опытов с клонированием и проч.

Концепцию ноосферы развивал еще один русский ученый Александр Леонидович Чижевский. По его мнению, ноосфера – это не только земное, но и космическое явление, а человек как частица ноосферы – космическое существо. Ноосфера представляет собой единство живого, разумного и космического. Для доказательства этой идеи Чижевский использовал данные собственных наблюдений. Обобщив огромный материал, он обратил внимание на определенную синхронность между солнечной активностью – образованием солнечных пятен, и боевыми действиями на фронтах Первой мировой войны. Чижевский выдвинул идею космических ритмов, от которых зависят не только биологические, но и социальные процессы на Земле. Согласно подсчетам, которые провел русский ученый, в период минимальной солнечной активности происходит до 5% всех значительных социальных действий, а в период максимальной – до 60%. Спустя десятилетия идеи Чижевского по-прежнему актуальны, более того, они служат основанием для теоретических и практических исследований в биологии и медицине.

Концепция ноосферы получила развитие в работах французского ученого и философа Пьера Тейяра де Шардена. По его мнению, ноосфера – одна из стадий эволюции мира, на которой проявляется "целеустремленное сознание". Целеустремленное сознание – это разум и воля человека, действия которых позволяют постепенно сгладить противоречия между человеком и природой и контролировать направление будущей эволюции планеты. По утверждению Шардена, возникновение разума означает трансформацию, затрагивающую состояние всей планеты.

Концепции ноосферы, при всех их достоинствах, умозрительны, некоторые положения ноосферных теорий откровенно утопичны, поскольку сводят человека только к одному, хотя и существенному модусу – разумному. Но при этом идея ноосферы выражает реальные процессы, которые происходят на пашей планете, теории ноосферного развития показывают, как сильно человечество влияет на природу, и как высока ответственность каждого человека за то, что он делает.

Развитие концепции биосферы привело к созданию новой науки – экологии. Слово "экология" происходит от греческого oikos – "местопребывание", "жилище" и logos – "учение". Буквальный смысл термина "экология" – учение о жилище, учение о доме. Экология – наука, изучающая взаимодействие живых организмов друг с другом и со средой обитания, т.е. всю совокупность связей и взаимодействий в биосфере и способы сохранения равновесия в этой системе. Термин "экология" ввел в 1866 г. немецкий биолог Эрнст Геккель.

Наукой экология стала в начале XX в., в 1913 г. в Швейцарии прошло первое международное совещание по вопросам охраны окружающей среды. Однако всерьез об экологической угрозе и возможностях экологической науки заговорили только в 70-е гг. XX в. Первыми внимание к экологической проблеме привлекли участники Римского клуба, которые в 1968 г. собрались для обсуждения глобальных проблем, стоящих перед человечеством. В 1972 г. состоялась первая конференция Организации Объединенных Наций, посвященная проблемам окружающей среды, на которой был признан факт глобального экологического кризиса. После этого не только специалисты, но и широкая публика заговорили об экологической угрозе, что, в свою очередь, повлекло изменение статуса экологической науки и ее стремительное развитие. Из несамостоятельной дисциплины в рамках биологии экология превратилась в комплекс междисциплинарных исследований с ярко выраженной мировоззренческой составляющей. Экология вышла за пределы не только биологии, но и в целом науки. В экологии множество разделов, которые могут рассматриваться как вполне самостоятельные направления исследований: глобальная, социальная, медицинская, историческая, этическая, промышленная экология. Идеи и принципы этой науки имеют мировоззренческий характер, поэтому экология связана нс только с науками о человеке и о культуре, но и с философией. Способы решения экологической и вытекающих из нее демографической и медико-биологической проблем являются центральной темой современной экологии.

В ходе эволюции человек от первоначального потребления природных богатств перешел к активному вмешательству в живую природу и ее преобразованию. Человек создал искусственную среду обитания: предметы материальной и духовной культуры, искусственные экологические системы, технику и т.п. Сейчас человечество уже уничтожило около 70% естественных экологических систем. Понятно, что такая активная деятельность влияет на состояние биосферы, рост искусственной среды приводит к разрушению естественной. И живая природа не остается пассивной, ее ответная реакция подчас трудно поддается прогнозированию.

Человек, конечно, не может отказаться от своей деятельности, которая является основой его существования, он и дальше будет влиять на процессы в биосфере. Поэтому экологи говорят о необходимости гармонизации отношений био-, ноо- и техносфер. По мере нарастания экологических проблем приходит осознание того, что воздействие на природу не может оставаться стихийным и бесконтрольным, иначе человечество погибнет как биологический вид. Освобождаясь от природы, человек оказывается все более тесно с ней связанным, а рост экологических проблем подталкивает к осознанию этого обстоятельства.

Изучение биосферы и ноосферы связанное с жизнью в целом, с живой оболочкой Земли, многопланово. В наше время в той или иной степени развиваются концепции, связанные с исследованием жизни на Земле в целом.

Концепция биосферы

Концепция биосферы в терминологическом отношении восходит к австрийскому геологу Э. Зюссу, который в 1875 году и предложил термин биосфера (Biosphare) по аналогии с литосферой, гидросферой и атмосферой.

Биосфера представляет собой область земной коры, преобразующая космические излучения в различные виды земной энергии.

Понятие биосферы следует рассматривать как тело, включающее два типа вещества: живое и косное. Совокупность живых организмов составляет живое вещество биосферы.

Жизнь на Земле не случайное явление

Жизнь нельзя рассматривать как случайное явление на земной поверхности, так как в земной коре она выполняет важнейшую функцию – обеспечивает определённое химическое равновесие.

Вернадский представил это растекание жизни в формулах и числах. Так, скорость передачи жизни для каждого вида имеет своё значение и она обеспечивается особенностями механизма размножения, а также размерами и свойствами планеты. Живые существа характеризуются геометрической прогрессией размножения, которая ограничивается внешними факторами. Темп размножения также находится в отрицательной зависимости от размера организмов.

Учитывая эти соображения скорость передачи жизни можно выразить зависимостью между:

• площадью поверхности Земли
• показателем прогрессии размножения данного вида
• количество особей данного вида при максимально возможной плотности его населения.

По подсчётам Вернадского скорость передачи жизни колеблется в пределах от 0,09 см/с для индийского слона до 33100 см/с для бактерий.

Бактерии за один час могут распространиться на 1190 километров.
Энергию жизни в биосфере также можно подсчитать количественно.

Человечество также входит в состав и понятие биосферы. В последнее время человеческая деятельность начинает охватывать всю планету, т.е. человечество выступает как геологическая сила, преобразующая лик Земли. По мысли Вернадского появление человечества на Земле и сколько людей всего жило на Земле не является случайным, поэтому необходимо осознать его функцию в биосфере.

Концепция ноосферы

По мнению Вернадского, функцией человечества является перевод биосферы с помощью научной мысли и человеческого труда в новое состояние – ноосферу.

Ученому представляются эти настроения и эти суждения следствием недостаточно глубокого проникновения в окружающую связь – биосфера и ноосфера.

Сейчас научная мысль живёт под резким влиянием ещё не изжитых философских и религиозных навыков, не отвечающих реальности современного знания. В этом контексте он научную мысль противопоставлял философской и религиозной мысли, с чем невозможно согласиться в современный 21 век.

Приведу длинную цитату, характеризующую представление Вернадского о способе перехода и зависимость – биосфера в ноосфера:

Итак, понятие ноосферы создаётся при помощи машин, поэтому сетование некоторых критиков Вернадского, что вместо ноосферы создаётся техносфера, не аргументировано. Надо заметить, что некоторые мыслители рассматривают термины биосфера и ноосфера, техносфера как синонимы, что не похоже на представления Вернадского.

Часто критика представлений Вернадского обусловлена тем, что сам термин и понятие ноосферы трактуется в его буквальном смысле – как сфера разума.

Ноосфера – стадия развития где определяющим фактором является РАЗУМ.

С этой точки зрения ожидается, что биосфера и ноосфера должна представлять некую разумную оболочку, разрешающую проблемы человечества, способствующую достижению всеобщей гармонии.

Вернадский же трактовал ноосферу как земную оболочку в геологическом смысле направленную на более широкое вовлечение в биосферный оборот косного вещества.

Но также трактовка ноосферы как естественной стадии развития биосферы и научной мысли как движущей силы этого процесса уязвима для критики.

Так, Вернадский рассматривал человечество как единое образование, которое ведёт себя в геологическом процессе как целое по отношению ко всему живому населению Земли. Он аргументировал одинаковые формы познания и целостность человечества способностью всех народов к перениманию технических новинок вроде телефона, радио, самолётов.

Итак, переход биосферы в ноосферу Вернадский представлял как естественный и детерминированный процесс. И тут следует напомнить, что программа написания книг по данной тематике пришла к нему во время болезни сыпным тифом в начале 1920 года. В своих ярких озарениях или видениях учёный видел также создание Института живого вещества в США. Хотя Вернадский после болезни проработал почти всё время в СССР, а не в США, и были некоторые изменения в программе, но её суть – превращение биосферы в ноосферу, очевидно, осталась без изменений.

Это говорит о том, что в учении Вернадского о биосфере и ноосфере не было никаких различий между западным капитализмом и советским социализмом – они были вовлечены в один и тот процесс глобализации. Современный процесс глобализации усилил воздействие различных факторов мирового значения.

1. Понятие о биосфере и живом веществе

2. Переход от биосферы к ноосфере

3. Основные положения учения о ноосфере. Единство биосферы и человека

Деятельность человека – закономерный этап эволюции биосферы, условие ее неизбежной трансформации в ноосферу, решающий фактор которой – преобразующая роль науки и социально организованного труда человека. В частности, в биосфере солнечная энергия трансформируется в биохимическую, энергию живого вещества, которую использует человек с целью удовлетворения материальных и духовных потребностей. При этом возникает высшая, качественно новая форма движения материи – социальная, порождающая новый источник и форму энергии – ноосферную и биосоциальную энергию. Последняя, через механизм общественного производства, формирует общественную культуру и общественного человека, в котором должны органично сочетаться частные интересы (интересы личности и членов ее семьи) с коллективными, общественными и общепланетарными интересами.

Цель работы: изучить биосферу и ноосферу, их понятие, сходство и отличие.

– рассмотреть понятие о биосфере и живом веществе;

– рассмотреть переход от биосферы к ноосфере;

– рассмотреть основные положения учения о ноосфере и единство биосферы и человека.

Примерно 3,5–4,0 млрд. лет тому назад, после остывания отдельных участков поверхности земли в местах соприкосновения их с пространством Вселенной, на фоне активных физико-химических процессов зародилась жизнь.

Очевиднее всего, древние атмосфера и литосфера не могли ни породить, ни сохранить первые формы жизни. Только водная среда, обладающая чудесными качествами: буферностью и пластичностью, смогла стать колыбелью и плотью будущих организмов, сохранивших сквозь тысячелетия ее изначальные свойства.

Возникнув в гидросфере архейской эры из органического вещества неживого происхождения, занесенного на Землю, по мнению Т. Янкаускаса (2000 г.) кометами, живые организмы преобразили ее и постепенно через продукты своей жизнедеятельности начали изменять атмосферу. Возникновение жизни на Земле явление сколь случайное, столь и неизбежное.

Активное преобразование атмосферы и отдельных участков литосферы началось в девоне. К концу юрского периода сформировались огромные массивы продуцентов и основные классы консументов, что привело к стабилизации структуры и химического состава атмосферы, а также к формированию пригодного для жизни верхнего слоя литосферы.

Физико-химический, косный контакт Земли со Вселенной постепенно начинал преобразовываться в биокосный, на первом этапе не структурированный.

Практически полное преобладание и единство водного пространства Земли и безусловное единство атмосферы способствовали быстрому распространению жизненных форм и, что не менее важно, последствий их жизнедеятельности.

Момент, когда все три оболочки Земли оказались задействованы жизненными процессами и приобрели организованность и структуру, стремящуюся сохранить и развить живое, можно считать моментом образования особой геологической оболочки – биосферы, обеспечивающей активный информационно-энергетический контакт планеты с иными структурами Вселенной.

В последующие геологические периоды шли процессы планетарной организации жизни – дифференциация, структурирование и стабилизация основных компонентов биосферы с постепенным расширением границ жизни и усилением роли живого.

Учитывая особую важность биосферы для человечества Земли чрезвычайно важно познать основные законы ее существования. Основы учения и биосфере были заложены русским ученым В.И. Вернадским (1926 г.). Ему удалось открыть завесу над такими тайнами природы, к пониманию которых человечество только-только подходит.

В современном представлении биосфера – это специфическая оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой обусловлены совместной деятельностью живых организмов в прошедшее и настоящее время.

В процессе эволюции определились следующие ее черты[1] :

– наличие особой формы организации материи – живого вещества;

– устойчивое динамичное равновесие и упорядоченность (организованность) структуры;

- активное однонаправленное использование внешнего источника энергии – солнечного излучения;

– активное использование воды как основного субстрата и основного компонента живых организмов;

– негомогенное и недисперстное состояние веществ, находящихся в твердом, жидком и газообразном состоянии с наличием поверхности раздела между ними;

- биогенная миграция (круговорот) основных химических элементов;

– повсеместное распространение и задействование углерода;

– узкий диапазон колебаний основных физических параметров, обеспечивающий жизнедеятельность и сохранность белковых форм.

Биосферу в соответствии с законом незаменимости (биосферы) нельзя заменить ничем иным, т. к. она для всех существующих ныне видов на Земле единственная среда обитания.

Особое внимание В.И. Вернадский уделял разработке представлений о живом веществе. Он предлагал «выразить живые организмы как нечто целое и единое, имеющее определенный химический состав (массу), энергию, тесно связанное с окружающей средой биогенным потоком атомов и являющееся в связи с этим мощной геологической силой, преобразующей планету. Живое вещество – совокупность всех живых организмов, существующих в настоящее время в биосфере. Оно – продукт биосферы и ее главный компонент.

Основные свойства живого вещества Земли[2] :

– основной элементарных химический состав живого вещества представлен группой биогенных атомов (N, Р, Са, К и др). Кроме того, в ее состав входят практически все элементы экотопа;

– молекулярный состав живого вещества характеризуется наличием воды и соединений, устойчивых только в составе живой материи – белков, жиров, углеводов, ферментов и т.п.);

– скорость химических реакций по сравнению с аналогичными в неживой природе огромна;

– чрезвычайно высокая степень насыщенности энергетическими и информационными субстанциями;

– способность к произвольному движению и, у некоторых видов, к активному целенаправленному перемещению;

– стремление наиболее полно использовать окружающую среду и захватывать участки, не задействованные прежде;

– разнообразие химических, физиологических и морфологических вариантов;

– живое вещество способно самоорганизовываться и размножаться;

– любой живой организм и его основной компонент – клетка – обладает совокупностью свойств живого вещества в целом;

– взаимодействие живого, биогенного, косного, биокосного и иных веществ Земли и Вселенной осуществляется за счет прямых контактов и полевых взаимодействий. Вещество имеет массу покоя, а поле, порожденное им, – массу движения (Казначеев В.П., Деряба Н.Р., 1993).

Живое вещество биосферы коренным образом отличается от неживого. Но провести четкую границу между ними непосредственно в естественных условиях не всегда возможно, настолько глубоко жизнь проникла в геологические оболочки Земли и преобразовала их.

Все сформировавшееся многообразие видов живых существ, относящееся в разным систематическим группам, имеет вместе с ним по закону Вернадского о физико-химическом единстве живого вещества сходный химический состав, осуществляет жизнедеятельность по одним и тем же законам природы и однозначно реагирует на те или иные изменения экологических параметров окружающей среды, в т.ч. на ее загрязнение.

Различие может быть количественным, но не качественным. Биосфера по своей сути является экосистемой и функционирует по всем законам, характерным для экосистем всех рангов. В то же время она представляет из себя единое и единственное на Земле целое из множества экологических систем, т.е. глобальную экосистему, отличающуюся по принципу Берталанфи наличием определенных закономерностей существования, соответствующих ее статусу.

В механизме взаимодействия биотической и абиотической части биосферы управляющей системой будет биотическая, т. к. именно она обусловливает в конечном итоге состояние биосферы и облик Земли в целом.

В самой же биотической системе (биоценозе) управляющей подсистемой будет совокупность консументов, определяющих степень задействования продуцентов. Закономерно, что управляющие система и подсистема организованы (по правилу Эшби) более сложно, чем управляемая.

2. Переход от биосферы к ноосфере

В отличие от него И.В. Вернадский рассматривает возникновение сознания как закономерный результат эволюции биосферы, но, однажды возникнув, оно затем начинает оказывать всё возрастающее влияние на биосферу благодаря трудовой деятельности человека.

Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше.

Первоначальные представления о направленности эволюционного процесса в сторону возникновения мыслящих существ и признание геологической роли человечества высказывались многими учёными и до Вернадского. Так, уже в XVIII в. французский естествоиспытатель Ж. Бюффон высказал идею о царстве человека, которая в XIX в. была развита основателем современной геологии Жаном Луи Агассисом (1807–1873 гг.). Хотя эти идеи и опирались на признание всё возрастающей роли человечества в изменении лика Земли, но не были связаны с принципом направленности эволюции живого вещества биосферы.

Этот принцип в качестве эмпирического обобщения выдвинул американский учёный Джеймс Дана (1813–1895 гг.), который ещё до появления труда Ч. Дарвина впервые чётко заявил, что эволюция живого вещества идет в определённом направлении. Его последователь Ле Конт, основываясь на принципе направленности эволюции, назвал эру, связанную с появлением на Земле человека, психозойской. Ближе к нашему времени известный русский геолог Алексей Петрович Павлов (1854–1929 гг.) говорил об антропогенной эре в эволюции биосферы.

Хорошо сознавая, что труд представляет собой целесообразную деятельность, Вернадский указывал, что ноосфера, или сфера разума, будет всё больше и больше определять не только прогресс общества, но и эволюцию биосферы в целом, а через неё и процессы, совершающиеся на Земле. Недаром он рассматривает мысль как планетарное явление.

Эволюционный процесс получает особое геологическое значение благодаря тому, что он создал новую геологическую силу – научную мысль социального человечества… Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние – в ноосферу[3] .

Каким же образом человеческая деятельность влияет на процессы в биосфере, как она способствует её эволюции?

Прежде всего, следует отметить, что биологическая эволюция присуща лишь живому организму (веществу) биосферы, т.е. различным видам растений и животных и, разумеется, человеку в той мере, в какой он развивался до возникновения цивилизации и превращения в человека разумного. В дальнейшем эволюция биологического развития человека переходит в эволюцию социальную.

Эволюция живого вещества биосферы приводит к возникновению новых видов растений и животных, связанных с окружающей средой посредством питания и дыхания, обменом веществ. Такой обмен приводит к миграции, движению атомов от живого вещества к неживому, в особенности к биогенному, в котором живые элементы объединены с неживыми. А всё это во многом меняет характер взаимодействия живого вещества биосферы не только с её неживой частью, но и с остальными сферами оболочки Земли.

В период перехода от биосферы к ноосфере на сцену выступает такой мощный геохимический фактор, как постоянно увеличивающееся количество зелёного живого вещества в биосфере, получаемого посредством расширения посевных площадей и интенсификации земледелия. В результате искусственного отбора новых сортов растений и пород животных значительно ускоряются процессы эволюции, быстрее возникают новые виды. А это в свою очередь в ещё большей степени способствует ускорению процессов обмена между живым и костным веществом в биосфере.

По-видимому, постепенный переход к ноосфере начался ещё сотни тысяч лет назад, когда человек овладел огнём и стал изготовлять первые, несовершенные ещё орудия производства и охоты. Благодаря этому он получил огромное преимущество перед животными, но с геологической точки зрения гораздо более важным был длительный процесс приручения диких стадных животных и создание новых сортов культурных растений. Как известно, именно этот процесс положил начало скотоводству и земледелию, которые исторически привели к первому наиболее значительному разделению общественного труда и систематическому обмену его продуктами между различными племенами. В.И. Вернадский указывает[4] :

Человек этим путём стал менять окружающий его мир и создавать для себя новую, не бывшую никогда на Планете живую природу. Огромное значение этого проявилось ещё и в другом – в том, что он избавился от голода новым путём, лишь в слабой степени известным животным – сознательным, творческим обеспечением от голода и, следовательно, нашёл возможность неограниченного проявления своего размножения.

Что же касается борьбы с животными, то человек одержал в ней победу по существу с изобретением огнестрельного оружия, и поэтому теперь он должен предпринимать особые меры, чтобы не допустить истребления всех диких животных. Еще большие усилия необходимы для сохранения самой биосферы в связи с многократно возросшими техногенными нагрузками на неё. В связи с этим возникает общая для всего человечества глобальная проблема сохранения окружающей среды и прежде всего живой природы.

3. Основные положения учения о ноосфере. Единство биосферы и человека

Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Вернадский в своих работах раскрывает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии человечества. Это позволяет понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу.

Одной из ключевых идей, лежащих в основе теории Вернадского о ноосфере, является то, что человек не является самодостаточным живым существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри природы и является частью ее. Это единство обусловлено, прежде всего, функциональной неразрывностью окружающей среды и человека, которую пытался показать Вернадский как биогеохимик. Человечество само по себе есть природное явление и естественно, что влияние биосферы сказывается не только на среде жизни, но и на образе мысли.

Результат всех вышеперечисленных изменений в биосфере планеты дал повод французскому геологу Тейяр де Шардену заключить, что биосфера в настоящий момент быстро геологически переходит в новое состояние – в ноосферу, то есть такое состояние, в котором человеческий разум и направляемая им работа представляют собой новую мощную геологическую силу. Это совпало, видимо не случайно, с тем моментом, когда человек заселил всю планету, все человечество экономически объединилось в единое целое и научная мысль всего человечества слилась воедино, благодаря успехам в технике связи.

1. Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы, в определенном ее пространстве-времени;

2. Человек во всех его проявлениях представляет собой часть биосферы;

Многое из того, о чем писал Вернадский, становится достоянием сегодняшнего дня. Современны и понятны нам его мысли о целостности, неделимости цивилизации, о единстве биосферы и человечества. Переломный момент в истории человечества, о чем сегодня говорят ученые, политики, публицисты, был увиден Вернадским.

Вернадский предвосхитил неизбежность ноосферы, подготавливаемой как эволюцией биосферы, так и историческим развитием человечества. С точки зрения ноосферного подхода по-иному видятся и современные болевые точки развития мировой цивилизации. Варварское отношение к биосфере, угроза мировой экологической катастрофы, производство средств массового уничтожения – все это должно иметь преходящее значение. Вопрос о коренном повороте к истокам жизни, к организованности биосферы в современных условиях должен звучать как набат, призыв к тому, чтобы мыслить и действовать, в биосферном – планетном аспекте.

По современным представлениям, биосфера – это своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с ними. Возникновение биосферы теснейшим образом связано с появлением жизни на Земле.

Учение о ноосфере связывается с человеком не случайно. Ее нельзя охарактеризовать набором объективных признаков, присущих природе определенного периода. Главное и, пожалуй, самое существенное для ноосферы – принципиально новый тип связи природы и человека. Поэтому можно сказать, что ее формирование предполагает глубокие преобразования в самом человеке и прежде всего в сфере его сознания.

С другой стороны понятие ноосферы обретает свой особый смысл лишь в соотношении с аналогичными понятиями биосфера и техносфера. Эти понятия не означают наименования периодов в истории планеты, сменяющих друг друга. Конечно, определенные хронологические периоды отделяют возникновение биосферы от времени становления техносферы, но суть их отношения к временной последовательности не сводится. Сложность исторической ситуации для современного человека состоит в том, что он вовлечен во все типы связей с природой, стоящие за этими именованиями. Поэтому нельзя избежать хотя бы самой общей их характеристики: биосфера, техносфера и ноосфера относятся в настоящее время к условиям существования человека.

Список литературы

2. Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. – СПб.: ДЕАН, 1999. – 460 с.

3. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. – М.: Наука, 1965. – 130 с.

4. Кашмилов М.М. Эволюция биосферы. – М.: Альфа, 2003. – 130 с.

5. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология. – СПб.: Химия, 1997. – 380 с.

[1] Стадницкий Г.В.,Родионов А.И. Экология.-СПб.: Химия, 1997. - С.30-39.

[2] Бродский А.К. Краткий курс общей экологии. - СПб.: ДЕАН,1999. - С. 213-220.

[3] Кашмилов М.М. Эволюция биосферы. – М.: Альфа, 2003. – С. 63

[4] Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. - М.: Наука, 1965. — С.35.