Биосфера и космическая энергия
В.И.Вернадский писал о биосфере: «Биосфера — область жизни — с точки зрения характера её пространства является мозаичной: она составлена из участков разного пространства» [Вернадский, 1954, с.57].
И далее: «Живое вещество более или менее непрерывно распределено по земной поверхности, оно образует на ней тонкий, но сплошной покров, в котором сконцентрирована свободная космическая энергия, выработанная им из энергии Солнца. Этот слой есть земная оболочка, которую знаменитый австрийский эколог Э.Зюсс … назвал биосферой и которая представляет одну из самых характерных черт организованности нашей планеты» [там же, с.58].
Здесь необходимо рассмотреть три положения, высказанные В.И.Вернадским.
Первое — о пространственном распространении биосферы. Биосфера составлена из участков разного пространства, то есть живые организмы обитают в литосфере, атмосфере, гидросфере и почве. В этом смысле биосфера мозаична. Но вместе с тем она образует сплошной покров или сплошную оболочку, то есть определённое пространство, обволакивающее земной шар и проникающее в различные сферы. Особенностью этой оболочки является концентрация в ней энергии, выработанной живым веществом из космической энергии.
Здесь мы подходим ко второму положению В.И.Вернадского — об источниках энергии, вырабатываемой организмами, которое он более полно выражает в своей другой работе:
«По существу биосфера может быть рассматриваема как область земной коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию — электрическую, химическую, механическую, тепловую и т.д. Космические излучения, идущие от всех небесных тел, охватывают биосферу, проникают всю её и всё в ней. Мы улавливаем и сознаём только ничтожную часть этих излучений, и среди них мы изучали почти исключительно излучения Солнца» [Вернадский, 1967, с.231].
«Благодаря космическим излучениям биосфера получает во всём своём строении новые, необычайные и неизвестные для земного вещества свойства. … Вещество биосферы благодаря им проникнуто энергией, оно становится активным … Образованная им земная поверхностная оболочка не может, таким образом, рассматриваться как область только вещества, это область энергии» [там же, с.227].
«Биосфера … целиком охвачена огромной мощности источником энергии — вновь открытой энергией, несомой космическими излучениями» [Вернадский, 1954, с.97].
Значение космической энергии в функционировании живого вещества и биосферы в целом отмечается и другими учёными: «Биосфера — главнейшее звено в географической оболочке Земли, где осуществляются превращения космической энергии в живом веществе» [Родин и др., 1974]. «Биосфера находится под постоянным энергетическим воздействием космоса и особенно той части его пространства, которое контролируется Солнцем» [Шипунов, 1980, с.104].
Таким образом, биосфера — сфера Земли, в которой живое вещество, организмы, принимают и трансформируют поступающую на Землю космическую энергию, или энергию космических излучений, в иные виды энергии — электрическую, химическую, механическую, тепловую и другие. При этом согласно данным радиоастрономии, космические излучения поступают не только в пределах одной октавы видимого спектра, а охватывают десять октав. И взаимодействие этих космических излучений, как галактического, так и внегалактического происхождения, с биосферой ещё подлежит изучению.
И третье положение — организованность биосферы.
В.И.Вернадский отмечает, что биосфера представляет особую степень организованности нашей планеты. Развивая эту идею, Ф.Я.Шипунов приходит к выводу: «Биосфера как планетная система входит в более обширную надсистему Земли, обладающую единством взаимодействия земного и космического процессов» [там же, c.19].
Антропогенное воздействие на природу с помощью технических средств (или «техники жизни», по выражению В.И.Вернадского) проникает всё глубже в недра Земли (местами буровые почти достигли мантии, а гигантские преобразования, совершаемые человеком в земной коре и на её поверхности, своим влиянием могут проникать в астеносферу) и в космическое пространство (посредством космических кораблей, ракет, разных антропогенных излучений), с прокладкой каналов связи с Луной, Венерой, Марсом, Меркурием, Юпитером и другими планетами и их спутниками.
Космическое назначение биосферы — обеспечение планеты Земля в составе Солнечной системы постоянным источником выработки излучений определённой частоты, необходимых для поддержания межпланетарного равновесия и энергетическо-информационных связей, обеспечивающих общее эволюционное развитие Солнечной системы.
В ходе эволюции нарастала негэнтропия (отрицательная энтропия) и совершенствовалась организованность самой биосферы. Возникло человечество, и с развитием его сознательной деятельности появилась возможность формирования новой ступени организованности эволюционирующей биосферы — ноосферы.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Учение о биосфере и её эволюции
Основоположником современного учения о биосфере является выдающийся русский геохимик Владимир Иванович Вернадский (1868 – 1945). Согласно учению Вернадского с момента возникновения жизни на нашей планеты, а это ориентировочно 3,4 – 4 миллиарда лет назад происходил процесс длительного формирования определенного единство живой и костной материи, то есть биосферы (от греческого биос – жизнь, сфера – шар).
Биосфера – это наружная оболочка Земли, область распространения жизни, которая включает все живые организмы и все элементы неживой природы, образующие среду обитания живых. Согласно Вернадскому жизнь подчиняет себе другие планетарные процессы и определяет химическое состояние наружной коры нашей планеты. Живые организмы существующие, стареющие и умирающие в течение сотен миллионов лет порождают всеобщий планетарный процесс – миграцию химических элементов и движение земных атомов. Живое вещество Вернадский рассматривал в качестве носителя свободной энергии в биосфере.
Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (аэробиосферу), всю гидросферу (гидробиосферу) и терробиосферу (поверхность самой суши), а также литосферу (литобиосферу – верхние горизонты твердой земной оболочки). В пределах биосферы выделяют 2 категории слоёв: собственно биосферу, где живое вещество локализовано постоянно (экубиосфера), а также расположенные выше парабиосфера и ниже её метабиосфера. В эти слои живые организмы могут попадать лишь случайно. Общая протяженность эубиосферы по вертикали составляет 12 – 17 км. У некоторых авторов эта протяженность немного другая.
Верхней границей биосферы (включая парабиосферу) является так называемый озоновый экран, озоновый слой.
Озоновый экран (озоносфера) – это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенной на разной высоте от поверхности земли и имеющий наибольшую плотность (концентрацию молекул) озона на высоте 22 – 26 км.
Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7 – 8 км, у экватора 17 – 18 км, а максимальная высота присутствия озона это 45 – 50 км. Выше озонового экрана существование жизни без специальной защиты невозможно из – за жесткого ультрафиолетового излучения солнца.
Метабиофера не опускается ниже 10 – 15 км. Нижней границей эубиосферы считаются донные отложения океана и верхние горизонты литосферы, подвергающиеся ныне или подвергавшиеся в прошлом воздействию живых организмов. К биосфере относятся некоторые полезные ископаемые, в частности каменный уголь – продукт фотосинтеза растений в прошлые геологические эпохи. С учетом протяженности всех названных слоев по вертикали общая мощность биосферы оценивается в 33 – 35 км.
Биотические компоненты биосферы включают растения (фитосфера), животных (зоосфера) и микроорганизмы (микробосфера).
Более 99% всего вещества в верхних слоях литосферы (в литобиосфере) трансформировано живыми организмами. Для осуществления подобной работы организмы должны обладать значительной энергией и биомассой. Суммарная величина которой оценивается примерно 4*10 12 тонн, биомасса обитателей океана значительно меньше, чем биомасса обитателей суши, которая составляет 4,42*10 12 . По оценкам других ученых биомасса живых организмов материковых систем составляет 1,8*10 12 тонн, а морских 10 9 тонн.
Понятие биосферы как сферы обитания живых организмов или сферы занятой жизнью было предложено в 1875 году австрийским ученым Зюссом, позднее Вернадский подошел к биосфере как к планетной среде, в которой распространено живое вещество. Ряд ученых рассматривали биосферу, как совокупность живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Вернадский считал, что живое вещество (в биохимическом понимании) не может быть оторвано от биосферы, функцией которой оно является. Биосфера есть область превращения космической энергии, так как космические излучения, идущие от небесных тел, охватывают биосферу, проникают сквозь всю неё и всё в ней. Согласно Вернадскому биосфера есть планетное явление космического характера.
Биосфера – это биологическая земная оболочка не только охваченная жизнью, но и структурно ею организованна. Биосфера, как планетная система входит в более крупную надсистему земли, обладающую единством взаимодействий земных и космических процессов. Биосфера не хаос разрозненных составляющих, а некоторое единое и связное целое. Термодинамический уровень организованности биосферы выражается наличии двух взаимосвязанных слоев. В верхнем освещенном (фотобиосфера) где существуют фотосинтезирующие организмы и нижнем почвенном (афотобиосфера), где расположена зона подземной жизни.
Биосфера является единственным местом обитания человека и других живых организмов, причем из построений Вернадского и ряда других ученых следует закон незаменимости биосферы.
Биосфера – это единственная система обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. Нет никаких оснований надеяться на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества.
Из этого закона следует, что конечность задачей охраны природы является сохранение биосферы, как естественного и единственного места обитания человеческого общества.
Современные философские концепции сводятся к тому, что процесс взаимодействия общества и биосферы должен быть управляем во взаимных интересах с тем, чтобы неизбежный научно – технический прогресс не привел к деградации биосферы как среды обитания общества. Данный этап эволюции биосферы рассматривают в качестве этапа разумного развития, то есть ноогенеза (от греческого ноос – разум). Соответственно происходит постепенное превращение биосферы в ноосферу. Понятие ноосфера введено в 19 веке французским ученым Леруа (Ле Руа) и развита далее Тейар де Шарденом.
Под этим термином они понимали особую оболочку земли, включающую общество с индустрией, языком, хозяйственной деятельностью, религией и всеми иными атрибутами. Ноосфера рассматривалась в качестве некоторого мыслящего пласта, разворачивающего над биосферой вне её.
Вернадский считал, что ноосфера это новое геологическое явление на земле. В ней впервые человек становится мощной геологической силой, но мыслить и действовать человек, как и все живое может только в области распространения жизни, то есть в биосфере с которой он неразрывно связан и из которой не может уйти. Закон ноосферы Вернадского имеет следующую формулировку: Биосфера неизбежно превратится в ноосферу, то есть в сферу где разум человека будет играть доминирующую роль в развитии системы человек – природа. Смысл закона ноосферы видится в том, что люди будут управлять не природой, прежде всего собой (Рей Месс 1992 год).
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
4.1. Основные свойства и функции биосферы
4.1.1. Биосфера и космическая энергия
В.И.Вернадский писал о биосфере: «Биосфера — область жизни — с точки зрения характера её пространства является мозаичной: она составлена из участков разного пространства» [Вернадский, 1954, с.57].
И далее:«Живое вещество болееили менее непрерывно распределено по земной поверхности, оно образует на нейтонкий, носплошнойпокров, в котором сконцентрирована свободная космическая энергия, выработанная им из энергии Солнца. Этот слойестьземная оболочка,которую знаменитый австрийский экологЭ.Зюсс… назвалбиосферойи которая представляет одну из самых характерных черт организованности нашейпланеты»[там же, с.58].
Здесь необходимо рассмотреть три положения, высказанныеВ.И.Вернадским.
Первое— опространственномраспространениибиосферы.Биосферасоставлена из участков разного пространства, тоестьживыеорганизмыобитают влитосфере,атмосфере,гидросфере ипочве. В этом смыслебиосферамозаична. Но вместе с тем она образует сплошнойпокров или сплошную оболочку, то есть определённое пространство, обволакивающее земной шар и проникающеев различныесферы. Особенностью этой оболочки являетсяконцентрация в ней энергии, выработаннойживымвеществом из космическойэнергии.
Здесь мы подходим ко второму положениюВ.И.Вернадского — об источниках энергии, вырабатываемойорганизмами,котороеон более полно выражает в своейдругой работе:
«По существу биосфераможет быть рассматриваема как область земной коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию — электрическую, химическую, механическую, тепловую и т.д. Космические излучения,идущие от всехнебесныхтел, охватывают биосферу, проникают всюеё и всё в ней. Мыулавливаеми сознаём только ничтожную часть этих излучений, и среди них мы изучали почти исключительно излученияСолнца» [Вернадский,1967, с.231].
«Благодаря космическим излучениямбиосфераполучаетвовсём своём строении новые, необычайные и неизвестные для земного вещества свойства.…Вещество биосферыблагодаря им проникнуто энергией, оностановится активным… Образованная им земнаяповерхностнаяоболочка неможет, таким образом, рассматриваться как область только вещества, это область энергии» [там же,с.227].
«Биосфера … целиком охвачена огромной мощности источником энергии — вновь открытойэнергией, несомой космическимиизлучениями»[Вернадский, 1954, с.97].
Значениекосмической энергии в функционированииживого вещества ибиосферыв целом отмечается и другими учёными: «Биосфера —главнейшеезвено в географическойоболочке Земли, где осуществляются превращения космической энергии в живом веществе» [Родин и др., 1974].«Биосфера находится под постоянным энергетическим воздействием космоса и особенно той части его пространства, котороеконтролируется Солнцем»[Шипунов, 1980, с.104].
Таким образом,биосфера— сфера Земли, в которой живое вещество, организмы, принимают и трансформируют поступающую на Землю космическую энергию, или энергиюкосмических излучений, в иные виды энергии — электрическую, химическую, механическую, тепловую и другие. При этом согласно данным радиоастрономии, космические излучения поступают не только в пределах однойоктавы видимогоспектра,а охватывают десять октав. И взаимодействие этих космических излучений, какгалактического,так ивнегалактическогопроисхождения,сбиосферойещё подлежит изучению.
И третье положение— организованность биосферы.
В.И.Вернадскийотмечает, что биосфера представляет особую степень организованности нашейпланеты.Развивая эту идею, Ф.Я.Шипунов приходит к выводу: «Биосфера как планетная система входит в более обширнуюнадсистемуЗемли,обладающую единством взаимодействия земного и космического процессов» [там же, c.19].
Антропогенноевоздействие на природу с помощью технических средств (или «техники жизни», по выражению В.И.Вернадского)проникает всё глубже в недра Земли (местами буровые почти достигли мантии, а гигантские преобразования, совершаемые человеком в земнойкоре и наеё поверхности, своим влиянием могут проникать вастеносферу)и в космическоепространство (посредством космических кораблей, ракет, разныхантропогенных излучений), с прокладкой каналов связи с Луной,Венерой,Марсом,Меркурием,Юпитером и другими планетами и их спутниками.
Космическое назначение биосферы — обеспечениепланеты Земля в составеСолнечной системы постоянным источником выработки излученийопределённой частоты, необходимых для поддержания межпланетарного равновесия иэнергетическо-информационныхсвязей, обеспечивающих общееэволюционное развитие Солнечной системы.
В ходе эволюции нарасталанегэнтропия(отрицательнаяэнтропия)и совершенствовалась организованностьсамой биосферы. Возникло человечество, и с развитием его сознательной деятельности появилась возможность формирования новой ступени организованности эволюционирующей биосферы — ноосферы.