Большой (геологический) круговорот веществ в природе

Тема: «Учение Вернадского. Круговорот веществ»

Биосфера и ноосфера

С. П. Залыгин утверждает, что «если молодой человек (как, впрочем, и человек в пожилом возрасте) хочет осмыслить свое место в окружающем мире, вписаться в него, то сделать это... без знакомства с воззрениями Вернадского нельзя».

На вопросы анкеты: «Что наиболее характерного и наиболее ценного Вы усматриваете в организации своего труда как учено­го?» - Вернадский ответил: «Я думаю, что скорее всего - систе­матичность и стремление понять окружающее. Кроме того, я придаю огромное значение вопросам этики». Эти три основных положения составляют «феномен Вернадского». Стремление по­нять окружающее было смыслом всей жизни В. И. Вернадского, систематичность являлась его рабочим инструментом, а этика - компасом, который обеспечивал правильность выбранного пути.

Солнечный шар, раскаленный термоядерными реакциями, излучает равномерно во все стороны световую энергию мощностью Ь0=3,83-1()26Вт. Учитывая тот факт, что Земля получает лишь 5-10-10 часть общей излучаемой Солнцем энергии (отношение площади земного диска тгК®2 к поверхности 4лг®2 с радиусом земной орбиты г©), можно определить мощность световой энергии, приходящей к нашей планете: Р = 10РУ4г®2 = 1,72-1О17Вт.

Этика В. И. Вернадского была направлена на определение целей научного исследования, сопоставление их с идеями добра, нравственности, гуманизма. Он писал: «Ученые не должны за­крывать глаза на возможные" последствия их научной работы, на­учного прогресса».

Современник В. И. Вернадского Н. И. Вавилов требовал от своих сотрудников каждое изучаемое ими явление «положить на глобус». У Вернадского требования были еще выше - явление следовало «наложить на Вселенную». Важным способом познания мира для Вернадского являлось и искусство. Вернадский любил украинские народные песни и классическую музыку, был тонким ценителем художественной литературы, живописи, скульптуры.

В 1926 г. в Ленинграде, а через три года в Париже и не­сколько позже в Берлине вышли очерки Вернадского «Биосфера в космосе» и «Область жизни» под общим названием «Биосфе­ра». Эти очерки до сих пор не утратили своей актуальности. Од­нако сам Вернадский довольно критически относился к ним, счи­тая, что приведенные в них определения биосферы как «сферы жизни», «лика Земли» или л<тонкой пленки жизни» весьма рас­плывчаты и неточны. «Лик Земли, - писал Вернадский в своей последней работе, - не является результатом «случайных явле­ний», а отвечает некой резко ограниченной геологической земной оболочке - биосфере, - одной из многих других, имеющих опре­деленную структуру, характерную для земных планет.

Ноосфера, по Вернадскому, это такой этап развития биосфе­ры, при котором «проявляется как мощная, все растущая геоло­гическая сила, роль человеческого разума (сознание) и направ­ленного им человеческого труда».

Оценивая роль человеческого разума и научной мысли как пла­нетарного явления, В. И. Вернадский пришел к следующим выводам:

Ход научного творчества является той силой, которой че­ловек меняет биосферу, в которой он живет.

Это проявление изменения биосферы есть неизбежное яв­ление, сопутствующее росту научной мысли.

Это изменение биосферы происходит независимо от чело­веческой воли, стихийно, как природный естественный процесс.

А так как среда жизни - биосфера - есть организованная оболочка планеты, то вхождение в нее в ходе ее геологически длительного существования, нового фактора ее изменения - на­учной работы человечества - есть природный процесс перехода биосферы в новую фазу, в новое состояние - в ноосферу.

Большой (геологический) круговорот веществ в природе

Магматические горные породы выветриваются, разрушаются и образуют осадочные гордые породы. В подвижных зонах земной коры (зоны вулканической активности) они вновь погружаются вглубь литосферы. Под действием высоких температур и давления осадочные горные породы вновь переплавляются и превращаются в магму.

В результате землетрясений, извержений вулканов новая магма поднимается на поверхность. Она остывает и вновь начинает выветриваться, разрушаться, образуя осадочные породы. Так вещества из недр Земли постоянно доставляются на её поверхность.

Но большой круговорот выглядит не как круг, а развивается по спирали. Это происходит потому, что каждый новый цикл круговорота не повторяет в точности старый, а вносит что-то новое (одни вещества улетучиваются, другие вещества включаются в круговорот в совершенно разных количествах – не таких, как было ранее). Это со временем приводит к весьма значительным изменениям.

К большому круговороту веществ и энергии относится и круговорот воды. Это круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу. Вода испаряется с поверхности Мирового океана. Кстати, на это затрачивается почти половина солнечной энергии, поступающей к поверхности Земли. Испарившаяся вода переносится ветром на сушу, где выпадает в виде осадков. Осадки стекают назад в Мировой океан поверхностными или подземными водами.

Круговорот воды происходит и по более простой схем: вода испаряется с поверхности океана, конденсируется и выпадает в виде осадков сразу в тот же океан. Подсчитано, что в круговороте воды на Земле ежегодно участвует более 500 тысяч км³ воды. Круговорот воды играет очень важную роль на планете, т.к. он участвует в формировании природных условий на планете (климат, ветер). Вода используется и живыми организмами. Таким образом, весь её запас на Земле распадается и вновь восстанавливается, т.е. происходит полное обновление всей воды за 2 млн. лет.

2) Малый (биогеохимический) круговорот веществ и энергии – общие вопросы – активизация знаний обучающихся, выступление заранее подготовленных учащихся с использованием презентации, запись основных положений, зачерчивание схем:

- Малый круговорот веществ, он же биогеохимический, в отличие от большого круговорота, протекает лишь в пределах биосферы.

- Этот круговорот для жизни биосферы – главный, и он сам является порождением жизни.

- Изменяясь, рождаясь, умирая, живое вещество поддерживает жизнь на нашей планете.

- Происходит это благодаря биогеохимическому круговороту.

- Сущность его в том, что живое вещество образуется из неорганических соединений в процессе фотосинтеза, в превращении органических веществ при разложении вновь в неорганические вещества.

- Неорганические вещества и солнечная энергия включаются из неживой природы в живую – превращаются в органические вещества.

- После смерти живых организмов органические вещества, разлагаясь, разрушаются до неорганических и возвращаются в неживую природу.

- Главным источником энергии малого круговорота является солнечная радиация, с которой начинается фотосинтез.

- Эта энергия неравномерно распределяется по поверхности земного шара: на экваторе количества тепла в три раза больше, чем, например, на архипелаге Шпицберген (80⁰ северной широты).

- Часть солнечной энергии теряется: отражается, поглощается почвой, рассеивается и т.д.

- На фотосинтез тратится максимум около 5% от всей энергии солнца, а чаще всего вообще 2-3%.

- В масштабах планеты действует биогеохимический круговорот – обмен макро- и микроэлементов и простых неорганических веществ (СО₂ и Н₂О) с веществом атмосферы, гидросферы, литосферы.