Основные положения учения В.И. Вернадского

Понятие о биосфере было впервые введено в науку авст­рийским геологом Э. Зюссом. Более глубоко учение в обла­сти биосферы разработано академиком В.И. Вернадским. В его учении заложены основы современных представле­ний о взаимосвязи и взаимодействии живой и неживой при­роды. В наши дни учение В.И. Вернадского служит есте­ственнонаучной основой рационального природопользова­ния и охраны окружающей природной среды.

Биосферой (экосферой) называют часть географической оболочки, в которой протекают все геохимические процес­сы и концентрируются живые организмы. Биосфера вклю­чает в себя тропосферу, т. е. наиболее плотный слой атмос­феры с водяным паром, толщиной в зависимости от гео­графической широты 8-18 км от поверхности Земли; вер­хнюю часть литосферы, каменной оболочки Земли с оса­дочными породами глубиной 3-4 км, и гидросферу, водную оболочку Земли объемом 1 800 млн км³.

Сущность учения В.И. Вернадского заключена в при­знании исключительной роли "живого вещества", преобра­зующего облик планеты. Идеи В.И. Вернадского об эволю­ции биосферы можно сформулировать так:

1. Вначале сформировалась литосфера - предвестник окру­жающей среды, а после появления жизни на суше - биосфе­ра, которая возникла в результате длительной эволюции в процессе постоянного взаимодействия абиотических и био­тических факторов. Первые формы жизни были представ­лены анаэробными бактериями. Но живое вещество стало играть созидательную и преобразующую роль с появлени­ем в биосфере фотосинтезирующих автотрофов - циано-бактерий и синезеленых водорослей (прокариоты), а затем и настоящих водорослей и наземных растений (эукариоты).

Деятельность этих организмов привела к накоплению в био­сфере свободного кислорода.

Параллельно развивались и гетеротрофы. Основными этапами развития животных являются: выход на сушу и заселение материков (к началу третичного периода) и, на­конец, появление человека.

2. В течение всей геологической истории Земли никог­да не наблюдались геологические эпохи, лишенные жизни. Поэтому современное живое вещество генетически связа­но с живым веществом прошлых геологических эпох.

3. Живые организмы - главный фактор миграции хи­мических элементов в земной коре.

4. Грандиозный геологический эффект деятельности ор­ганизмов обусловлен тем, что их количество бесконечно велико и действуют они практически в течение бесконечно большого промежутка времени.

5. Основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого ве­щества.

По представлениям В.И. Вернадского, биосфера включа­ет семь различных типов веществ, геологически связанных между собой: живое вещество (т. е. все живые организмы), биогенное (уголь, известняки, нефть и др.), косное (в его образовании живое не участвует, например, магматические горные породы), биокосное (создается с помощью живых организмов), а также радиоактивное вещество, вещество кос­мического происхождения (метеориты и др.) и рассеянные атомы.

Биосфера представляет собой единое целое, где все про­цессы и явления взаимосвязаны, взаимообусловлены и сба­лансированы. Основа существования биосферы - биологи­ческий круговорот. Функции всех живых организмов здесь строго определены. Основными функциями живого веще­ства биосферы являются: энергетическая (поглощение сол­нечной и химической энергии при фото- и хемосинтезе, пере­дача ее по цепям питания); концентрационная (избира­тельное накопление веществ для построения тела орга­низма); деструктивная (минерализация органического ве­щества и вовлечение его в биологический круговорот); средообразующая (преобразование физико-химических па­раметров среды); транспортная (перенос вещества).

В биосфере сухопутные организмы преобладают над мор­скими (соотношение по числу видов 5:1), однако последние дают до 1/3 общей продукции биосферы.

2. Техносфера. Ноосфера как новая стадия эволю­ции биосферы

Интенсивность жизнедеятельности основных слагаемых органического мира - продуцентов, консументов и реду­центов - находится во взаимном равновесии, которое уста­навливалось миллионами лет эволюции и обеспечивало су­ществование биосферы. Поэтому биосфера - саморегули­рующаяся система, если она не подвергается несбаланси­рованному и эволюционно не закрепленному воздействию факторов, прежде всего, антропогенных. Особенно жестко­му воздействию со стороны человеческой деятельности при­родные комплексы стали подвергаться последние сто лет, причем воздействие на них возрастает. Для преобразован­ного человеческой деятельностью мира предложен термин техносфера. Особенность ее в том, что жизнь в ней посто­янно подвергается разнообразным и порой чрезвычайным по мощности залповым воздействиям. В результате био­сфера изменила пространственно-временную структуру и энергетическую сущность, превратившись в область актив­ной технической деятельности.

Однако в связи с нарушением эволюционно выработан­ного равновесия, выпадением части звеньев, ускорением всех процессов техносфера как система весьма неустойчива. При­мер тому глобальные катастрофы, обрушивающиеся на пла­нету в последние десятилетия, лавинообразное исчезновение видов растений и животных, нарастание количества пато­генных мутаций, эволюционно чуждые человеческому орга­низму заболевания и т. д.

Кроме того, в техносфере появился новый, не свойствен­ный биосфере, элемент - техновещество. Соотношение тех-новещества с биовеществом отражено в табл.

Техновещество расходует невосполнимые формы энергии, накопленные экосистемами на протяжении всего времени существования планеты, примерно в 10 раз быстрее, чем она может быть аккумулирована всем современным живым ве­ществом. Техносфера сделала жизнь человека значительно комфортнее, но стала основной угрозой ему как живому виду. Только осознанный переход техносферы в ноосферу может обеспечить выживание вида.