Биосфера и человек

В Мировом океане биомасса в 1000 раз меньше, чем на суше, хотя он и занимает 2/3 поверхности планеты. Здесь биомасса сосредоточена главным образом в поверхностном слое до 100 м глубиной. Это область развития планктона (микроскопических водорослей и беспозвоночных – основы большей части пищевых цепей). На дне растут прикрепленные водоросли, здесь же обитают и различные морские животные. Организм

ы, живущие на грунте и в грунте водоемов, образуют бентос.

На Земле ежегодно производится и разрушается 1012 т живого вещества из общего запаса 1013 т. Такой интенсивный круговорот веществ, создавший биосферу и определяющий ее устойчивость и целостность, связан с жизнедеятельностью всей биомассы планеты. В отличие от мертвой материи живое вещество способно к аккумулированию энергии, к размножению и обладает огромной скоростью реакций. Как писал В. И. Вернадский, на земле нет силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной па своим последствиям, чем живые организмы, взятые в целом.

Жизнь на Земле невозможна без круговорота веществ. Аккумуляция и минерализация происходит в биогеоценозах. Основной круговорот углерода состоит в превращении СО2 в живое вещество (фотосинтез, хемосинтез), из которого при разложении бактериями и дыхании вновь образуется СО2. Неполное разложение живого вещества приводит к образованию гумуса (сложная смесь органических веществ, обеспечивающая плодородие почвы), торфа, угля, нефти.

Круговорот азота связан с превращением в нитраты молекулярного азота атмосферы за счет деятельности азотфиксирующих и нитрифицирующих бактерий и энергии грозовых разрядов. Нитраты усваиваются растениями. В составе их белков азот попадает к животным, а после отмирания растений и смерти животных — в почву. Здесь гнилостные бактерии разлагают органические остатки до аммиака, который затем окисляется хемо-синтезирующими бактериями в азотную кислоту. Аналогично могут быть прослежены круговороты фосфора, серы и других биогенных элементов. Накопление химических элементов в живых организмах и освобождение их в результате разложения мертвых — характерная особенность биогенной миграции.

Источник энергии, от которого зависит жизнь на Земле, — Солнце. В процессе фотосинтеза солнечная энергия трансформируется в химическую.

В живом веществе Земли запасено 4,19-1018 Дж энергии, при этом ежегодно создается и тратится 4,19-10 Дж. В конечном счете солнечная энергия обеспечивает все процессы круговорота веществ и частично консервируется в нефти, каменном угле, торфе. Так как биосфера получает энергию извне — от Солнца, ее называют открытой системой.

Все живое на Земле, включая человека, приспособлено к условиям биосферы и не может существовать вне ее.

В.И. Вернадский "О биосфере и живом веществе"

В трудах В. И. Вернадского можно встретить различные определения понятия "биосфера", и , как считает академик Б. С. Соколов, ученый не дал (не ставил своей целью) какого-либо энциклопедически точного определения. Он как бы раскрывал содержание понятия биосфера с разных сторон, соотносил с другими, - уже утвердившимися в науке понятиями. Но смысл несколько отличающихся определений сохраняется близким, практически одним и тем же.

Биосфера, по В. И. Вернадскому, это "организованная, определенная оболочка земной коры, сопряженная с жизнью". "Пределы биосферы обусловлены, прежде всего, полем существования жизни. Из этих на первый взгляд общих определений вытекают несколько совершенно конкретных понятий, раскрывающих сущность биосферы.

Первое. Биосфера — не просто одна из существующих оболочек Земли, подобно литосфере, гидросфере или 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.

Второе. 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.

Третье. Пределы биосферы связываются с полем существования живого. Но любое поле может сохраняться и поддерживаться лишь при условии сохранения определенных физических или химических параметров, показателей его состояния. Значит, должны быть установлены некоторые необходимые и достаточные параметры для физического сохранения "полей жизни" в биосфере и самой биосферы.

На все эти вопросы даются ясные ответы в учении о биосфере. Конечно, жизнь идет вперед, развивается и наше научное представление о мире, но вот что мы должны отметить: далее развивать плодотворно научную мысль вне концепции биосферы становится невозможным. Это с одной стороны, а с другой — развитие научных исследований, особенно комплексных, в наши дни прямо или косвенно связано с идеями В. И. Вернадского о биосфере и переходе ее в ноосферу. В этом, по-видимому, и состоит смысл тех немногих фундаментальных открытий науки, которые меняют систему сложившихся ранее взглядов и становятся новым научным мировоззрением.

Перелистаем страницы "Биосферы". Попытаемся отыскать те "ключевые слова" — основные понятия, которые лежат в фундаменте стройного здания учения о биосфере.

Одно из главнейших ключевых слов нам уже знакомо: живое вещество, движущая сила биосферы. Другое, а может быть, для самой биосферы и основополагающее — ее организованность. Быть живым — значит быть организованным, отмечал В. И. Вернадский, и в этом состоит суть понятия биосферы как организованной оболочки Земли. 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 (новое понятие, введенное В. И. Вернадским), заключается в осуществлении необратимых и незамкнутых круговоротов вещества и потоков энергии между структурными основными компонентами биосферной целостности: горными породами, природными водами, газами, почвами, растительностью, животными, микроорганизмами. Этот непрекращающийся процесс круговоротного движения составляет один из краеугольных камней учения о биосфере и носит название биогеохимической цикличности.

В свою очередь, изучение биогеохимических циклов как незамкнутых круговоротов помогает более глубоко проникнуть в суть процессов организованности биосферной оболочки. В силу постоянного выхода части биосферного вещества из круговорота за пределы современной биосферы в глубокие слои земной коры, организованность представляет собой, по словам В. И. Вернадского и Бауэра, создателя "Теоретической биологии", "устойчивое неравновесие". Каждое последующее состояние биосферы не повторяет предшествующее; вовлечение в миграционные циклы одних вещественно-энергетических потоков и выход из биогеохимических циклов других приводит к непрерывному обновлению биосферы, способствует ее прогрессивному эволюционному развитию, ее пульсации, усложнению живого вещества, возрастанию многообразия живых организмов.

 Скачать реферат