Predavanje 5

1. Splošni koncept biosfere. Nauki V.I. Vernadsky o biosferi.

Biosfera(iz grščine. bios -življenje, krogla -žoga) - to je kompleksna zunanja lupina Zemlje, območje porazdelitve življenja, ki vključuje vse žive organizme in vse elemente nežive narave, ki tvorijo življenjski prostor živega.

Izraz "biosfera" je bil prvič uporabljen v začetku 19. stoletja. Jean-Baptiste Lamarck, 1875 pa avst.znanstvenik Eduard Suess dal geološki pomen v delu "Obličje zemlje". Pod biosfero je razumel sfero živih organizmov oziroma sfero, ki jo zaseda življenje, biosfero je definiral kot »tanek film življenja« na površju Zemlje, ki v veliki meri določa videz planeta.

Sodobne ideje o biosferi kot področju življenja na planetarni ravni, ki združuje celoten sklop bioloških sistemov in njihovega habitata, so povezane z delom izjemnega ruskega znanstvenika Vladimir Ivanovič Vernadski in predvsem s svojim temeljnim delom Biosfera, objavljenim leta 1926. To delo poglobljeno analizira kompleksen odnos med živimi organizmi in neživo naravo Zemlje.

Doktrina biosfere je postala največja posplošitev v kompleksu zemeljskih znanosti (geologija, geografija, geokemija, biologija). Ko je začel svojo znanstveno dejavnost (kot geolog) s preučevanjem sedimentnih kamnin zemeljske skorje, je V.I. Vernadsky je razkril ogromno vlogo živih organizmov v kompleksnih geokemičnih procesih našega planeta.

Njegovo delo je bilo nekoliko pred časom. Šele v drugi polovici 20. stoletja, v ozadju poslabšanja okoljska vprašanja, se je njegov nauk o biosferi močno razširil.

V učenju V.I. Vernadsky je prvi razkril vlogo živih organizmov v procesih na planetarni ravni, pokazalo se je, da so živi organizmi in njihovi presnovni produkti najmočnejša geološka sila, ki igra primarno vlogo v mehanizmih uničenja kamnin, kroženju snovi, spremembe vodnih in zračnih lupin planeta, evolucija zgornje plasti litosfera.

2. Najpomembnejše znanstvene določbe in načela učenja V.I. Vernadsky o biosferi.

Nauki V.I. Vernadskega o biosferi je holistična temeljna doktrina, organsko povezana z najpomembnejšimi problemi ohranjanja in razvoja življenja na Zemlji, ki označuje bistveno nov pristop k preučevanju planeta kot razvijajočega se samoregulirajočega sistema v preteklosti, sedanjost in prihodnost.

V doktrini biosfere je naslednje glavno pristopi:

* energija (povezava biosferskih pojavov s kozmičnim sevanjem (predvsem sončnim) in radioaktivnimi procesi v drobovju Zemlje);

* biogeokemični (vloga živih bitij pri porazdelitvi atomov v biosferi);

* informacijski (načela organizacije in upravljanja v divjadi);

* prostor-čas (nastanek in razvoj različnih struktur biosfere);

* noosferski ( globalni vidikičlovekov vpliv na okolje).

Najpomembnejši znanstveni določbe:

· Živa snov je planetarni pojav in je ni mogoče ločiti od biosfere, katere geološka funkcija je. Znotraj biosfere najdemo bodisi živo snov bodisi sledove njene biokemične dejavnosti povsod. Gorske sedimentne kamnine (apnenec, glina, šota itd.) in njihovi metamorfni derivati ​​(marmor, skrilavec, premog itd.), naravne vode in atmosferski plini (kisik, dušik, ogljikov dioksid) v bistvu ustvarja živa snov planeta. Plasti zemeljske skorje, trenutno brez žive snovi, vendar jih je obdelal v geološki preteklosti, V.I. Vernadsky pripisal "nekdanji biosferi".

· Kozmična sevanja, ki prihajajo iz vseh nebesnih teles, pokrivajo biosfero, prodirajo vanjo in vse v njej, zato je treba biosfero obravnavati kot področje transformacije kozmične energije.

Biosfera je planetarni pojav kozmične narave.

Doktrina biosfere temelji na naslednjem načela:

1. Načelo integritete trdi, da biosfera, vse življenje, vsa živa snov obstaja kot ena sama celota. Življenje je nujen in naraven del harmoničnega kozmičnega mehanizma.

2. Načelo harmonije Biosfera je v svoji organiziranosti, harmoniji, neločljivi povezanosti živih in neživih komponent v njej.

3. Načelo pomena vloge živega v evoluciji Zemlje trdi, da na zemeljsko površje ni kemične sile, ki bi bila nenehno dejavnejša in močnejša v svojih končnih učinkih kot organizmi kot celota. Videz Zemlje kot nebesnega telesa pravzaprav kroji življenje.

4. Glavna prostorska vloga biosfere je preoblikovati sončna energija v aktivno energijo zemlje. Vernadsky je poudarjal pomen energije in žive organizme imenoval mehanizme pretvorbe energije.

5. Načelo pritiska življenja. Kozmična energija povzroča pritisk življenja, ki se doseže z razmnoževanjem. Razmnoževanje organizmov se zmanjša, ko se njihovo število poveča. Število populacij narašča, dokler okolje zdrži njihovo nadaljnje povečevanje, nato pa je doseženo ravnovesje. Število niha okoli ravnotežne ravni.

6. Načelo širjenja življenja.Širjenje življenja je manifestacija njegove geokemične energije. Živa snov se kot plin širi po zemeljski površini v skladu s pravilom vztrajnosti. Majhni organizmi se razmnožujejo veliko hitreje kot veliki. Hitrost prenosa življenja je odvisna od gostote žive snovi.

7. Načelo avtotrofije. Avtotrofi se imenujejo organizmi, ki vse kemične elemente, ki jih potrebujejo za življenje, črpajo iz inertne snovi, ki jih obdaja, in za izgradnjo svojega telesa ne potrebujejo že pripravljenih spojin drugega organizma. Polje obstoja teh zelenih avtotrofnih organizmov je določeno z območjem prodora sončne svetlobe.

8. Načelo polja življenja.Življenje je v celoti določeno s poljem stabilnosti zelene vegetacije, meje življenja pa fizikalno-kemijske lastnosti spojin, ki gradijo telo, njihova neuničljivost v določenih okoljskih razmerah. Maksimalno polje življenja določajo skrajne meje preživetja organizmov. Zgornja mejaživljenje določa sevalna energija, katere prisotnost izključuje življenje in pred katero ščiti ozonski ščit. spodnja meja povezana z doseganjem visoka temperatura. Interval 433 0 С (od –252 0 С do +180 0 С) je mejno toplotno polje.

9. Načelo trajnosti življenja. Biosfera v svojih glavnih značilnostih predstavlja isti kemični aparat iz najstarejših geoloških obdobij. Življenje je v geološkem času ostalo konstantno, spreminjala se je le njegova oblika. Samo Živo bitje ni naključna stvaritev.

10. Načelo vseprisotnosti življenja v biosferi (načelo vseprisotnosti življenja). Življenje je postopoma, počasi se prilagajalo, zajelo biosfero in to zajetje se ni končalo. Polje stabilnosti življenja je rezultat prilagajanja skozi čas.

11. Princip iskanja živih elementov. Oblike iskanja živih elementov: a) kamnine in minerali; b) magma; c) razpršeni elementi; d) živa snov. Zakon varčnosti pri uporabi enostavnih kemičnih teles s strani žive snovi pravi: enkrat vstopi element skozi dolg niz stanj, organizem vstopi vase šele zahtevani znesek elementi.

12. Načelo konstantnosti količine žive snovi v biosferi.Živa snov je posrednik med Soncem in Zemljo, zato: ali mora biti njena količina konstantna ali pa se morajo njene energijske lastnosti spreminjati.

13. Načelo stabilnega ravnovesja. Vsak sistem doseže stabilno ravnotežje, ko je njegova prosta energija enaka ali se približa ničli, to je, ko je opravljeno vse delo, ki je možno v pogojih sistema.

Vsak živ organizem, ki živi na našem ogromnem planetu, se dnevno prehranjuje, uporablja vodo, da se v telesu odvijajo reakcije, potrebne za življenje. Vse, kar obdaja človeka, je območje življenja za vse organizme, ki živijo na Zemlji, kar potrjuje teorijo Vernadskega o biosferi.

V stiku z

Izvori doktrine biosferskih procesov

Zgodba sodobni pogledi o oblikovanju koncepta biosfere in načel njenega obstoja razdeljen na dve stopnji. Številni sodobni ateistični in agnostični pogledi na vesolje kot tako in izvor življenja nasploh so neposredno povezani s trenutkom utrjevanja hipotez o kozmični naravi vsega življenja na planetu. Kdo je ustvaril glavne določbe doktrine biosfer e in kakšna je zgodovina njegovega izraza, bomo povedali naprej:

• najprej splošni pojmi o življenjskem prostoru bioloških sistemov in posameznih organizmov je širši javnosti predstavil nadarjeni francoski naravoslovec J.B. Lamarck.
• 1863 Francoski raziskovalec Reyut je z imenom »biosfera« označil področje širjenja življenja na površju.
• 1875 Celostni koncept biosfere kot enotnosti raznolikih funkcij narave za vzdrževanje je prvi uvedel avstrijski geolog Eduard Suess kot uradni izraz – definicije celota vsega življenja, ki naseljuje naš planet.
• 1926 Ukrajinski znanstvenik V.I. Vernadsky izdal monumentalno razprava"Biosfera". To je revolucionarna knjiga, kjer so opredeljena osnovna načela progresivne smeri uporabne znanosti. Na kratko, doktrina Vernadskega o biosferi je nova znanost o naravi in ​​človekovem bivanju v njej kot enoten sistem postati temelj številnih znanstvenih disciplin in splošno sprejetih tokov na področju uporabnih in teoretičnih znanosti.

Delo znanstvenika sega v različne ravni oblikovanja naprednih znanstvenih pogledov na področju klasičnih znanstvenih disciplin.

Prvič je razglasil načela novih znanstvenih smeri, ki so danes splošno priznane in se uporabljajo v najširšem možnem obsegu. Elementi radiogeologije, biogeokemije, doktrine biosfere in noosfere, znanosti o znanosti so postali osnova, na kateri se oblikuje trenutni koncept vesolja.

Zahvaljujoč izjemnemu znanstveniku je bil prvič prikazan pravi format življenja, razloženo je bilo, iz katerih glavnih sestavin je sestavljena biosfera.

Znanstveniki so prvič eksperimentalno ugotovili in praktično potrdili vlogo žive snovi v biosferi. Interakcijski mehanizmi so pomemben del izvajanih obsežnih procesov geokemična in biogena izmenjava, migracija na atomski ravni, ki atomom omogoča sodelovanje v geoloških, kemičnih, fizikalno bioloških ciklih.

Značilnosti biološke snovi

Vernadsky je nekoč naredil neizbrisen vtis na svetovno znanstveno skupnost. Bil je tisti, ki je kljub številnim predhodnikom teoretično uspel ovržejo temelje teologije. Religija je tista, ki trenutek nastanka življenja na planetu obravnava kot rezultat delovanja Boga - višjega uma. V IN. Vernadsky in skupina znanstvenikov v tej smeri so postavili hipotezo, da so živo celico na popolnoma nenaseljen planet prinesla kozmična telesa - meteoriti, s kozmičnim prahom, prinesli pa so jo tudi predstavniki tujih civilizacij. Oblikovani so bili tudi glavni znaki žive snovi po Vernadskem in njihova razlika od nežive komponente:

• visoka stopnja aktivnosti;
• pomembna hitrost prehajanja reakcij;
• hiter metabolizem;
• živi organizmi imajo lastnost aktivnega in pasivnega gibanja.

Pomembno! Vsako živo bitje se ne giblje le pod vplivom gravitacijskih sil na pasiven način, temveč tudi proti smeri vodnih ali zračnih tokov, pri čemer premaguje upor teh mas, naravnih ovir reliefa ali pokrajinskih značilnosti.

Po hipotezi znanstvenika so živo celico pripeljali na popolnoma nenaseljen planet.

Funkcije in meje biosfere

Bistveno nov pristop k preučevanju obsežnih bioloških procesov v njihovi harmonični kombinaciji z vitalno aktivnostjo mikroorganizmov vse do celične ravni je omogočil opredelitev in opis glavne funkcije žive snovi v biosferi:

• Energija je sestavljena iz kopičenja in preoblikovanja energijskega potenciala.
• Plin. Kot sposobnost spreminjanja in ohranjanja potrebnega sestava plina okolju za udobno bivanje.
• Redox. Kot priložnost za intenziviranje vseh procesov, ki se dogajajo v vesolju.
• Koncentracija je sposobnost živega tkiva, da kopiči različne atome v lastnem telesu.
• Uničenje - sposobnost razgradnje ostankov organske narave in inertne komponente na komponente.
• Prenos snovi in ​​koncentrirane energije kot rezultat aktivnega gibanja določajo transportne značilnosti.
• Zaradi oblikovanja okolja se vpliva na stanje parametrov fizikalno-kemijske smeri.
• Informacijske funkcije so kopičenje, fiksiranje v strukturah, odgovornih za dednost, podatkov o značilnostih prednikov.

Funkcije biosfere

Po teoriji akademika Vernadskega je glavna sestavina biosfere celoten kompleks živih organizmov, ki so aktivna bitja na določeni ravni biološkega sistema. Živo snov odlikujejo določene lastnosti. To je celična organizacija, metabolizem, vzdrževanje hemostaze. Imajo funkcije gibanja, razdražljivosti, rasti, razvoja, razmnoževanja, prilagajanja. Po teoriji slavnega ukrajinskega raziskovalca, ki je naredil revolucijo v svetovnem nazoru, narava medsebojno deluje tri vrste žive snovi:

Glavni gonilni dejavnik v procesih biološke izmenjave je gibanje biokemične energije žive snovi. V skladu s stališči učenja Vernadskega je biosfera rezultat skupnega geološkega in biološkega razvoja, ki ima dvojni pomen. Biosfera je predvsem habitat in aktivno življenje, in drugič, rezultat teh procesov.

Pomembno! Zgornja meja v atmosferi se giblje od 10 km na polih do 20-23 km na ostalem zemeljskem površju. Meja biosfere v litosferi se nahaja na precejšnji globini od 5 do 7 km v jamah in globokih prelomih.

Nauki Vernadskega

O osnovnih načelih teorije Vernadskega

Po mnenju akademika je bil izvor življenja sinhronizirano z nastankom planeta kot celovit biofizikalni kompleks. Kakšna je približna starost obstoječe biosfere, koliko časa živi naš planet. Potrdil je prisotnost številnih medsebojnih povezav in zakonitih procesov na področju različne industrije- biologija, geologija, biokemija, geokemija. Harmonično združujejo in sledijo glavnim določbam teorije biosfere Vernadskega.

1. večina pomembno načelo je celovitost in konsistentnost biosfere, ki ga določajo številne fizikalne konstante gravitacije in elektromagnetnih polj.
2. Harmonija in povezanost biosferskih procesov, transformacija energij, gibanje atomov kot odraz kozmične harmonije, ritem gibanja planetov, osnova za biosfero je položaj našega planeta v vesolju.
3. Funkcije kozmosa pri transformaciji in transformaciji energij. Vira energijskih pojavov v geologiji sta sončno sevanje in notranje radioaktivno ozadje.
4. Načelo širjenja življenjskih procesov, podobno kot se inercija manifestira v neživih predmetih. Manjši ko je organizem, intenzivneje se nagiba k razmnoževanju.
5. Stopnja razvoja in porazdelitve avtotrofov je odvisna od tega, kako globoko prodre sončna svetloba, ki jo potrebujejo za fotosintezo.
6. Intenzivnejša kot je energija, bolj aktivno je razmnoževanje, ki se z rastjo kvantitativnega kazalnika zmanjšuje.
7. Načelo varčevanja z energijo, ko je kemični element ob prvem pojavu podvržen različnim spremembam, da živim organizmom zagotovi potrebno količino elementov.
8. Polje odpornosti zelenih rastlin določajo fizikalno-kemijske lastnosti spojin, iz katerih so zgrajeni organizmi, njihova odpornost na določene okoljske razmere, tvorba omejujočega toplotnega ščita.
9. Stalno razmerje med atmosferskim kisikom in prostornino žive biomase je odvisno od načelo stabilnosti kazalnikov energetske bilance.

Biosfera Vernadskega

Biosfera - Vernadski

Zaključek

Briljantni raziskovalec Vernadsky je ustvaril nauk o biosferi in s tem prispeval globalni prispevek k moderno naravoslovje. Zahvaljujoč naukom Vernadskega moderna znanost temelji na temeljni naravi biološke celovitosti naravnih procesov, ki se dogajajo na planetu. Evolucija vrst omogoča preživetje in razmnoževanje tistih organizmov, ki povečajo biogene geokemične energetske indikatorje.

Ena največjih in najzanimivejših posplošitev V.I. Vernadskega na področju naravoslovja je bila doktrina, ki jo je razvil o biosferi Zemlje in neizogibnosti njenega preoblikovanja v sfero delovanja človeškega uma - noosfero.

V IN. Vernadsky je bil najbolj natančna oseba v vprašanjih znanstvene etike. Zato v svojih različnih delih navaja, da izraz "biosfera" ne pripada njemu, saj ga je v začetku prejšnjega stoletja prvič uporabil Jean-Baptiste Lamarck. Določen geološki pomen ji je leta 1875 vložil avstrijski znanstvenik Eduard Suess. Vendar pa celotne doktrine, povezane s tem izrazom, ni ustvaril Lamarck, ne Suess, ampak naš rojak Vladimir Ivanovič Vernadski.

Njegove glavne ideje o tem problemu so se oblikovale na samem začetku dvajsetih let 20. stoletja med njegovimi predavanji v Parizu in so bile objavljene leta 1926 v knjigi Biosphere, ki jo sestavljata dva eseja. Prvi od njih ima naslov "Biosfera v vesolju", drugi - "Območje življenja". Po tem je različne vidike doktrine biosfere obravnaval V.I. Vernadskega v številnih člankih in v obsežni monografiji "Kemična struktura zemeljske biosfere in njenega okolja", ki je bila objavljena šele 20 let po njegovi smrti.

Dotaknili se bomo le nekaterih najosnovnejših določb teorije biosfere Vernadskega.

Najprej je Vernadsky določil prostor, ki ga pokriva zemeljska biosfera: to je celotna hidrosfera do največjih globin oceana, zgornji del litosfere celin do globine 2-3 km (na takšnih globinah živijo mikroorganizme še vedno najdemo v podtalnici) in spodnjem delu ozračja, vsaj do vrha troposfere. V zgodnjih delih V.I. Vernadsky je biosfero opredelil kot območje Zemlje, ki ga preplavi življenje, potem pa je ta izraz opustil, saj je besedo "življenje" mogoče razumeti v različnih vidikih. V znanost je uvedel integralni koncept "žive snovi" in začel imenovati biosfero območje obstoja "žive snovi" na Zemlji. Zbral in analiziral je vse obstoječe podatke, da bi določil skupno težo te snovi in ​​prišel do zaključka, da se zdaj na našem planetu giblje od 1020 do 1021 g, to je od 1 do 10 tisoč bilijonov ton.

V IN. Vernadsky je skrbno preučeval energijsko bilanco razni planeti sončnega sistema, predvsem pa vprašanje količine toplotne elektromagnetne energije, ki jo Zemlja prejme od Sonca. Po njegovih izračunih se je izkazalo, da je enako 170 x 1012 kW.Nadalje je biosfero obravnaval kot območje za transformacijo te kozmične energije, ugotovil vzorce porazdelitve "žive snovi" v biosferi, študiral kvantitativne vzorce razmnoževanja različnih taksonomskih skupin organizmov in geokemično energijo »žive snovi«, kjer se je zatekel k izpeljavi matematičnih formul za procese, ki jih je preučeval. Nekateri čisto biološki zaključki V.I. Vernadskega. Tako je po podrobni študiji vloge plinov v življenjskih procesih prišel do zaključka, da v svetu organizmov, v biosferi, poteka hud boj za obstoj - ne samo za hrano, ampak tudi za potreben plin. , in ta zadnji boj je glavni, saj ravno on uravnava razmnoževanje. Dihanje določa največjo možno geokemično energijo življenja na hektar.

Veliko pozornosti v svojih delih o biosferi V.I. Vernadsky je bil pozoren na zeleno "živo snov" rastlin, saj le ta naredi organizem avtotrofen, le ta je sposobna zajeti sevalno energijo Sonca in jo uporabiti za ustvarjanje primarnih organskih spojin. Ob upoštevanju prostorninskih in energijskih koeficientov razne skupine rastlinstvo, V.I. Vernadsky je prišel do zaključka, da so "zeleni protisti oceana glavni transformatorji sončne energije v kemično energijo našega planeta", ta rezultat pa zaradi visoke stopnje razmnoževanja doseže zelena organska snov morja. Povedati je treba, da so poznejši izračuni, konec 70. let, pokazali, da je vloga zelenega planktona oceanov V.I. Vernadsky nekoliko precenil. V moderni dobi tri četrtine primarnih organskih spojin ustvari avtotrofna vegetacija celin, le eno četrtino pa planktonske in bentoške alge morij in oceanov.

Za razlago velike skupne energije biosfere je V.I. Vernadsky je naredil zanimive izračune. Izkazalo se je, da je celotna površina Zemlje nekaj manj kot 0,0001% površine Sonca, vendar je zeleno območje njene transformacijske naprave, tj. površina listov dreves, stebel, trav in površina zelenih alg, daje že številke povsem drugega reda. V različnih obdobjih leta se giblje od 0,86 do 4,2% sončne površine.

Proizvedeno v najbolj Zadnja leta Biofiziki iz Krasnojarska, izračuni z uporabo najnovejše opreme in satelitskih informacij potrjujejo vrstni red številk, ki jih je pred več kot pol stoletja izračunal V. I. Vernadsky.

Upoštevati je mogoče količino energije, ki jo vsebuje "živa snov" našega planeta. Po izračunih znanega švedskega znanstvenika Svanteja Arrheniusa vsebuje samo zelena vegetacija celin v obliki svojih gorljivih spojin 1,6-1017 velikih kalorij. V IN. Vernadsky je menil, da je za celotno biosfero ta vrednost večja in dosega 1018 ali celo 1019 velikih kalorij. Hkrati le 0,02 - 0,03 % sončne energije, ki doseže zemeljsko površje, zajame zelena snov biosfere, kar riše privlačne možnosti za njeno popolnejšo uporabo.

Pomemben del energije "žive snovi" gre v biosferi za tvorbo novih vadoznih mineralov, ki jih zunaj biosfere ne poznamo, del pa se zakoplje v obliki same organske snovi, ki na koncu tvori nahajališča rjavega in črnega premoga, nafte skrilavec, nafta in plin. »Tukaj imamo opravka,« piše V. I. Vernadsky, »z novim procesom – s počasnim prodiranjem sevalne energije Sonca, ki je dosegla površino Zemlje, na planet. Na ta način »živa snov« spreminja biosfero in zemeljsko skorjo. V njem nenehno pušča del tistih, ki so šli skozenj. kemični elementi, ki ustvarja ogromne debeline neznanega poleg svojih vadoznih mineralov ali prodira v inertno snov biosfere z najfinejšim prahom svojih ostankov.

V IN. Vernadsky je menil, da je zemeljska skorja v glavnem ostanki nekdanjih biosfer in celo njena granitno-gnajsova plast je nastala kot posledica metamorfizma in pretaljevanja kamnin, ki so nekoč nastale pod vplivom "žive snovi". Za globoke je imel samo bazalte in druge osnovne magmatske kamnine, ki po svoji genezi niso povezane z biosfero.

Najnovejše vesoljske raziskave V.I. Vernadskega. Na Luni ni bilo življenja in ni bilo granita. Lunina "morja" so preplavljena z bazaltom, lunine "kontinente" pa sestavljajo anortoziti, to je magmatske kamnine bazične sestave. Izkazalo se je, da so tudi kamnine površine Venere, katerih sestavo smo prvič izvedeli pred nekaj leti ... V.I. Vernadsky do oblik prisotnosti različnih kemičnih elementov v biosferi, delitev "žive snovi" biosfere glede na vire hrane organizmov na avto-, hetero- in miksotrofne, preučevanje področja življenjske stabilnosti. v hidrosferi in na kopnem geokemični cikli zgostitve življenja in »živi filmi« hidrosfere.

V prejšnjih delih dvajsetih let prejšnjega stoletja je V.I. Vernadsky je menil, da sta prostornina in teža "žive snovi" biosfere nespremenjena skozi celotno biološko zgodovino Zemlje. Domneval je, da med biološka evolucija spreminjale so se le oblike manifestacije življenja. Že takrat in tudi v še prejšnjih delih je veliko pisal o velikih spremembah v biosferi pod vplivom človekovega delovanja, o antropogenih dejavnikih v geoloških procesih, ta pojav je imel za novega, nadgrajenega na stacionarnem obstoju biosfera. V kasnejših delih (od sredine 30-ih) V.I. Vernadsky je revidiral svoje stališče in prišel do zaključka, da je biosfera glede na maso "žive snovi", njeno energijo in stopnjo organiziranosti v geološka zgodovina Zemlja se je ves čas razvijala, spreminjala, da je bil vpliv človekove dejavnosti naravna stopnja tega razvoja in da se mora biosfera pod njegovim vplivom neizogibno korenito spremeniti in preiti v novo stanje, ki ga ni več imenoval biosfera, ampak noosfera - sfera, ki je nastala pod vplivom človeškega uma.

Lahko rečemo, da je nauk o prehodu biosfere v noosfero vrhunec V.I. Vernadskega. Pri razvoju te doktrine je uporabil in sintetiziral ne le geološko in biološko, ampak tudi družbenozgodovinsko gradivo.

V IN. Vernadsky je začel uporabljati koncept "noosfere" šele od sredine tridesetih let prejšnjega stoletja in v strogo materialističnem smislu. V.I. Vernadskega, noosfera ni abstraktno področje uma, kot sta ta izraz razlagala njena avtorja, Francoza P. Teilhard de Chardin in E. Leroy, temveč zgodovinsko neizogibna stopnja v razvoju biosfere. Že leta 1926 je v članku »Misli o sodobnem pomenu zgodovine znanja« zapisal: »Biosfera, ki je nastala skozi ves geološki čas, vzpostavljena v svojem ravnovesju, se začne vse globlje spreminjati pod vplivom vpliv znanstvene misli človeštva.«

To biosfero Zemlje, ki jo je spremenila znanstvena misel in preoblikovala za potrebe številčno rastočega človeštva, je kasneje poimenoval noosfera.

To je zelo pomembno poudariti, ker se je v referenčnih knjigah, enciklopedijah in popularni literaturi pojavilo veliko napačnih definicij tega izraza, ki so popolnoma v nasprotju s pogledi V.I. Vernadskega.

V. I. Vernadsky je prišel do splošne ideje, na kateri temelji nauk o noosferi, v svojih prvih delih konec prejšnjega stoletja. Oblikovala se je v obliki določenega koncepta ustvarjalne narave človeškega uma, ne samo refleksije zunanji svet temveč tudi z delom aktivno vplivati ​​na pogoje obstoja ljudi.

Od začetka dvajsetega stoletja je V.I. Vernadsky je začel podrobno preučevati vprašanje geološke dejavnosti človeštva. Ko je takrat proučeval, najprej v okviru genetske mineralogije in geokemije, kasneje pa tudi biogeokemije, različne geokemične procese, ki se dogajajo na našem planetu, se vedno z zanj značilno doslednostjo in globino obrača k razjasnitvi vloge človeka v teh procesih. V delih, kot so "Zgodovina mineralov zemeljske skorje", "Živa snov v kemiji morja", "Živa snov v zemeljski skorji", "Biosfera", "Avtotrofija človeštva", je krog njegovih Končno so bile določene ideje, ki so bile temelj doktrine, ki jo je kasneje razvil o noosferi.

Začetek razvoja te doktrine že v 30-ih letih je V.I. Vernadsky je najprej poskušal odgovoriti na vprašanje, kakšni so resnični pogoji oziroma predpogoji za nastanek noosfere, ki so že nastali ali se ustvarjajo v zgodovinskem razvoju človeštva. Po njegovem mnenju so ti predpogoji naslednji. Človeštvo je postalo eno. Svetovna zgodovina kako splošni postopek zajela celotno Zemlja. Osamljeni, kulturnozgodovinski habitati, ki so malo odvisni drug od drugega, so tako rekoč dokončani. Zdaj "ni koščka Zemlje, kjer človek ne bi mogel živeti, če bi ga potreboval." Plavajoče postaje v ledu Arktičnega oceana in postaje na površju Antarktike so najboljši dokaz za upravičenost te ideje.

Po V. I. Vernadskem je noosfera enotna organizirana celota, katere vsi deli so harmonično povezani na različnih ravneh in delujejo usklajeno drug z drugim. Nujen pogoj To je hitro, zanesljivo, premagovanje največjih razdalj med temi deli, nenehna materialna izmenjava med njimi, celovita izmenjava informacij. Ta pogoj, je opozoril V. I. Vernadsky, je v bistvu že ustvarjen, čeprav možnosti za njegovo nadaljnje izboljšanje še zdaleč niso izčrpane.

V svojih zaključkih je izhajal iz dejstva, da ustvarjanje noosfere predpostavlja tako korenito preoblikovanje človekove narave okoli sebe, da ne more storiti brez ogromnih količin energije. »Čisto ob koncu prejšnjega stoletja so ga nepričakovano odkrili nova oblika energija, katere obstoj so le redki umi predvidevali - atomska energija, ki pripada bližnji prihodnosti in bo človeštvu dala še večjo moč, katere razsežnosti zdaj komaj slutimo. Napisano je bilo že v 30. letih! In zdaj že vidimo, kako je človeštvo obvladalo atomsko energijo, kako se njena uporaba v miroljubne namene vsako leto širi.

Noosfera je ustvarjena z razumom in delom ljudstvo. Zato je eden najpomembnejših pogojev za ta proces dvig blaginje delovnega ljudstva. Čeprav je ta naloga, zastavljena v svetovnem merilu, še daleč od rešitve, za to že obstajajo potencialne priložnosti.

Noosfera, ki zajema ves planet kot celoto, po svoji naravi ne more biti privilegij katerega koli naroda. Vernadsky je zapisal, da je "zamisel o enakosti vsega človeštva in enakih pravicah črne, rumene in bele rase globoko zakoreninjena v splošni in znanstveni zavesti sveta." Ni daleč čas, ko bosta sramotna pojava neokolonializma in nacionalnega zatiranja za vedno izginila z našega planeta in bo v življenju družbe končno zavladalo novo obdobje, za katerega ne bo značilno zatiranje šibkejših s strani močnejših. , temveč z »miroljubno povezanostjo vsega človeštva na podlagi gospodarskega in kulturnega življenja«.

Noosfera je po Vernadskem nova geološka lupina Zemlje, ustvarjena na znanstveni podlagi. Noosfera je rezultat delovanja največjih revolucionarnih preobrazb, združenih v en sam tok, tako na področju znanosti kot v družbenih odnosih.

V začetku 20. stoletja je akademik Vladimir Ivanovič Vernadski (1863-1945) razvil teorijo, ki jo je poimenoval biogeokemija in je bila osnova sodobne teorije o biosferi. Probleme skupne evolucije človeka in biosfere je izpostavil s stališča razvoja Zemlje kot vesoljskega telesa. Že takrat je Vladimir Ivanovič poskušal razumeti in razkriti vlogo človeka v naravoslovnem procesu.

Raziskave V.I.Vernadskega so pripeljale do spoznanja o vlogi življenja in žive snovi v geoloških procesih. Videz Zemlje, njena atmosfera, sedimentne kamnine, pokrajine - vse to je posledica življenja. Vernadsky je človeku dodelil posebno vlogo pri oblikovanju obraza našega planeta. Delovanje človeštva je predstavil kot spontan naravni proces, katerega izvori se izgubijo v globinah človeške zgodovine.

Leta 1926 je Vernadsky v Leningradu izdal knjigo z naslovom "Biosfera", ki je zaznamovala rojstvo nove znanosti o naravi, o odnosu človeka z njo. V tej knjigi je biosfera prvič prikazana kot ena sama dinamični sistem naseljuje in vlada življenje, živa substanca planeta. "Biosfera je organizirana, določena lupina zemeljske skorje, povezana z življenjem." V svojih delih o biosferi je znanstvenik pokazal, da je živa snov v interakciji z inertno snovjo del velikega mehanizma zemeljske skorje, zaradi katerega potekajo različni geokemični in biogeni procesi, migracija atomov in sodelujejo pri geoloških in bioloških ciklov.

VI Vernadsky je pokazal, da je kemično stanje zunanje skorje našega planeta v celoti pod vplivom življenja in ga določajo živi organizmi, z dejavnostjo katerih je povezan veliki planetarni proces - migracija kemičnih elementov v biosferi. Razvoj vrst, ugotavlja znanstvenik, ki vodi do nastanka življenjskih oblik, je v biosferi stabilen in bi moral iti v smeri povečanja biogene migracije atomov.

Biosfera je najkompleksnejša planetarna lupina življenja, njegova zunanja lupina naseljena z organizmi, ki skupaj sestavljajo živo snov. Vključuje - spodnji del atmosfere, celotno hidrosfero in zgornji del Zemljine litosfere, kjer živijo živi organizmi. Lupina Zemlje, v kateri se združena aktivnost živih organizmov kaže kot geokemični dejavnik na planetarni ravni. Biosfera je največji (globalni) ekosistem Zemlje - območje sistemske interakcije med živo in inertno snovjo na planetu.

V. I. Vernadsky je določil materialno sestavo biosfere, kjer je vključil sedem globoko heterogenih naravnih, vendar geološko ne naključnih delov:

1) živa snov;

2) biogena snov (gorljivi minerali, apnenec itd., tj. snov, ki jo ustvarijo in predelajo živi organizmi);

3) inertna snov (nastane brez sodelovanja živih organizmov - trdna, tekoča in plinasta);

4) bioinertna snov (ustvarjena skupaj s procesi anorganske narave in živih organizmov - voda, prst, preperevalna skorja, mulji);

5) snov radioaktivnega razpada (elementi in izotopi serije urana, torija in aktinouranija);

6) razpršeni atomi zemeljske snovi in ​​kozmično sevanje;

7) snov kozmičnega izvora v obliki meteoritov, kozmičnega prahu itd.

Biosfero je treba predstavljati kot zapleten mehanizem geološki in biološki razvoj ter interakcija inertne in biogene snovi. Biosfera je po eni strani okolje življenja, po drugi pa rezultat življenjske dejavnosti. Glavna posebnost sodobne biosfere so jasno usmerjeni energijski tokovi in ​​biogensko (z dejavnostjo živih bitij povezano) kroženje snovi.

Z razvojem doktrine biosfere je Vernadsky prišel do zaključka, da je glavni transformator kozmične energije zelena snov rastlin. Samo zelene rastline so sposobne prestreči energijo sončnega sevanja in ustvariti primarne organske spojine. Da bi pojasnil veliko skupno energijo biosfere, je Vernadsky naredil izračune, ki so resnično pokazali ogromen pomen fotosintetskih rastlin pri ustvarjanju celotne organske mase. Znanstvenik je izračunal, da je površina Zemlje manjša od ene desettisočinke površine Sonca. Skupna površina transformacijskega aparata zelenih rastlin, odvisno od letnega časa, je že od 0,86 do 4,2% površine Sonca. Razlika je gromozanska. Ta potencial zelene energije je osnova ohranjanja in vzdrževanja vsega življenja na našem planetu.

Živa snov biosfere

Ena osrednjih povezav koncepta biosfere je doktrina žive snovi. V. I. Vernadsky je analiziral problem migracije atomov in prišel do zaključka, da "organske spojine, neodvisne od žive snovi, ne obstajajo nikjer." Kasneje oblikuje koncept žive snovi: "Živa snov biosfere je celota njenih živih organizmov ... Celoto organizmov, zmanjšano na njihovo težo, kemično sestavo in energijo, bom imenoval živa snov."

Živa snov - celota živih organizmov biosfere, številčno izražena v elementarnih kemična sestava, masa in energija.

Glavni namen žive snovi in ​​njen sestavni atribut je kopičenje proste energije v biosferi. Običajna biogeokemična energija žive snovi nastaja predvsem z razmnoževanjem.

V 30. letih je V.I. Vernadsky loči človeštvo od skupne mase žive snovi kot njen poseben del. Ta ločitev človeka od vsega živega je postala možna iz treh razlogov. Prvič, človeštvo ni proizvajalec, ampak porabnik biogeokemične energije. Drugič, množica človeštva, glede na demografske podatke, ni stalna količina žive snovi. In tretjič, za njegove geokemične funkcije ni značilna masa, temveč proizvodna dejavnost.

Kaj značilnosti neločljivo povezana z živo snovjo? Najprej gre za ogromno proste energije. Med evolucijo vrst se biogena migracija atomov, t.j. energija žive snovi biosfere se je mnogokrat povečala in še naprej raste, ker živa snov predeluje energijo sončnega sevanja. Za živo snov je značilna tudi visoka hitrost kemijskih reakcij v primerjavi z neživo snovjo, kjer so podobni procesi tisoč in milijonkrat počasnejši. Na primer, nekatere gosenice lahko na dan predelajo 200-krat več hrane, kot tehtajo same, ena sinica pa na dan poje toliko gosenic, kolikor tehta sama.

Za živo snov je značilno, da so kemične spojine, ki jo sestavljajo, med katerimi so najpomembnejše beljakovine, obstojne le v živih organizmih. Po zaključku življenjskega procesa izvirno življenje organska snov razpadejo na kemične sestavine.

Živa snov obstaja na planetu v obliki neprekinjenega menjavanja generacij, zaradi česar je na novo nastala genetsko povezana z živo snovjo preteklih obdobij. To je glavna strukturna enota biosfere, ki določa vse druge procese na površini zemeljske skorje. Za živo snov je značilen evolucijski proces. Genetske informacije katerega koli organizma so šifrirane v vsaki njegovi celici. Hkrati pa so te celice prvotno usojene, da so same, z izjemo jajčeca, iz katerega se razvije celoten organizem.

V.I.Vernadsky je kroženje posameznih snovi imenoval biogeokemični cikli. Ti cikli in cikli zagotavljajo bistvene funkciježiva snov nasploh. Znanstvenik je identificiral pet takih funkcij.

plinska funkcija. Izvajajo jo zelene rastline, ki med fotosintezo sproščajo kisik, ter vse rastline in živali, ki zaradi dihanja sproščajo ogljikov dioksid. Obstaja tudi cikel dušika, povezan z aktivnostjo mikroorganizmov.

koncentracijska funkcija. Kaže se v sposobnosti živih organizmov, da v svojih telesih kopičijo številne kemične elemente (na prvem mestu je ogljik, med kovinami je kalcij).

redoks funkcijo. Izraža se v kemičnih transformacijah snovi v procesu vitalne dejavnosti organizmov. Posledično nastajajo soli, oksidi in nove snovi. Ta funkcija je povezana z nastajanjem železovih in manganovih rud, apnencev itd.

Biokemična funkcijacija. Opredeljuje se kot razmnoževanje, rast in gibanje žive snovi v prostoru. Vse to vodi do kroženja kemičnih elementov v naravi, njihove biogene migracije.

Funkcija človekove biogeokemične dejavnosti. Človek v svojem gospodarska dejavnost razvija in uporablja za svoje potrebe veliko število snovi zemeljske skorje, vklj. kot so premog, plin, nafta, šota, skrilavci, številne rude.

Podobne informacije.

Bistvo učenja V. I. Vernadskega je v priznavanju izključne vloge »žive snovi«, ki preoblikuje obraz planeta. Skupni rezultat njegovih dejavnosti v geološkem obdobju je ogromen. Po Vernadskem "na zemeljskem površju ni kemične sile, ki bi delovala bolj nenehno in zato močnejša v svojih končnih posledicah kot živi organizmi kot celota." Živi organizmi so tisti, ki zajemajo in transformirajo sončno energijo ter ustvarjajo neskončno raznolikost našega sveta.

Drugi najpomembnejši vidik učenja V. I. Vernadskega je njegova ideja o organizaciji biosfere, ki se kaže v usklajenem medsebojnem delovanju živih in neživih bitij, medsebojni prilagodljivosti organizma in okolja. "Organizem," je zapisal V. I. Vernadsky, "se ukvarja z okoljem, na katerega ni le prilagojen, ampak je prilagojeno njemu."

Ta interakcija se odraža predvsem v nastanku številnih novih vrst kulturnih rastlin in domačih živali. Takšne vrste prej niso obstajale in brez človekove pomoči umrejo ali se spremenijo v divje pasme. Zato Vernadsky obravnava geokemično delo žive snovi v neločljivi povezavi živalskega, rastlinskega kraljestva in kulturnega človeštva kot delo ene same celote.

V. I. Vernadsky nakazuje, da ima lahko tudi živa snov svoj evolucijski proces, ki se kaže v spremembah s potekom geološkega časa, ne glede na spremembe v okolju.

Da bi potrdil svojo idejo, se sklicuje na nenehno rast osrednjega živčnega sistema živali in njegov pomen v biosferi, pa tudi na posebno organizacijo same biosfere. Po njegovem mnenju je to organizacijo mogoče v poenostavljenem modelu izraziti tako, da niti ena točka v biosferi ne »pade na isto mesto, na isto točko v biosferi, kot je bila kadarkoli prej«. , lahko ta pojav opišemo kot nepovratnost sprememb, ki so neločljivo povezane s katerim koli procesom evolucije in razvoja.

Neprekinjen proces evolucije, ki ga spremlja nastanek novih vrst organizmov, vpliva na celotno biosfero kot celoto, vključno z naravnimi bio-inertnimi telesi, na primer tlemi, zemljo in podzemno vodo itd. To potrjuje dejstvo, da so devonska tla in reke popolnoma drugačna od terciarne in še bolj naše dobe. Tako se razvoj vrst postopoma širi in prehaja na celotno biosfero.

V. I. Vernadsky je utemeljil tudi najpomembnejše ideje o oblikah preoblikovanja snovi, načinih biogene migracije atomov, to je migracije kemičnih elementov s sodelovanjem žive snovi, kopičenja kemičnih elementov, gonilnih dejavnikov v razvoj biosfere itd.