Тема: Биосферная- ноосферная концепция В.И.Вернадского

2.Цель: Сформирование представления о структуре биосферы, роли живого вещества, эволюция биосферы и механизмы.

3.Тезисы лекции: Учение В.И.Вернадского о биосфере и особенности. Начало учения о биосфере связывают с именем знаменитого французского натуралиста Ж.Б.Ламарка (1744-1829). Однако сам термин биосфера впервые был введен австрийским геологом Э.Зюссом в 1875 году. Однако он не раскрывал содержания самого понятия биосферы. И только В.И. Вернадский создал стройное учение о биосфере. Под биосферой В.И. Вернадский понимал тонкую оболочку Земли на стыке трех геологических сфер - литосферы, атмосферы и гидросферы, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов. В атмосфере верхние слои жизни определяются озоновым экраном (наибольшая концентрация озона – О₃), расположенном на высоте 16-20 км. Гидросфера полностью пронизана жизнью до самых глубоких океанических впадин (Марианский желоб в Тихом океане ~11 км). В твердую часть Земли жизнь проникает до 3 км (бактерии в нефтяных месторождениях). Нижний предел жизни связан с повышением температуры в земных недрах, на глубине 3 км температура достигает 100 ^оС.

Основные функции биосферы. Живое вещество биосферы выполняет следующие основные функции: энергетическую, деструктивную, концентрационную и средообразующую.

Энергетическая функция выполняется зелеными растениями, которые в процессе фотосинтеза аккумулируют солнечную энергию в виде разнообразных химических соединений. Эта энергия распределяется внутри экосистемы в виде пищи между животными. В конечном счете, эта энергия рассеивается в окружающей среде. Однако часть ее может накапливаться в отмершем органическом веществе и переходить в ископаемое состояние, образуя залежи горючих полезных ископаемых – торфа, каменного угля и нефти, являющихся энергетической базой для человеческого общества.

Деструктивная функция заключается в разложении и минерализации мертвого органического вещества, химическом разложении горных пород и вовлечении образовавшихся минералов в биотический круговорот. Мертвое органическое вещество разлагается до простых неорганических соединений: углекислого газа, воды, сероводорода, метана, аммиака и др., которые вновь используются в начальном звене круговорота. Этим занимаются специальные организмы – редуценты или деструкторы.

Концентрационная функция заключается в избирательном накоплении организмами в процессе жизнедеятельности атомов веществ, рассеянных в природе. Одной из характерных особенностей живого вещества является способность концентрировать химические элементы из разбавленных растворов. Наиболее активными концентратами являются микроорганизмы. Осуществление данной функции способствовало образованию залежей полезных ископаемых.

Средообразующая функция заключается в трансформации физико-химических параметров среды (атмосферы, литосферы и гидросферы) в условия, благоприятные для существования организмов. Эта функция является совместным результатом всех трех рассмотренных выше функций живого вещества биосферы. Благодаря этой функции живое вещество создало и поддерживает в равновесии баланс вещества и энергии в биосфере, поддерживает стабильность существования организмов. Живое вещество способно восстанавливать условия и места обитания, нарушенных в результате природных катастроф или хозяйственной деятельности человека. Эту способность живого вещества к регенерации природных экологических условий выражает принцип Ле Шателье, заимствованный из области термодинамических равновесий, суть которого состоит следующем: изменение любых переменных в системе в ответ на внешние возмущения происходит в направлении компенсации производимых возмущений. В теории управления аналогичное явление носит название отрицательных обратных связей.

Благодаря этим связям система поддерживает свою устойчивость и возвращается в первоначальное состояние, если производимые возмущения не превышают пороговых значений. В результате средообразующей функции в географической оболочке Земли произошли такие важнейшие события, как преобразование газового состава первичной атмосферы; изменение химического состава вод первичного океана; образование толщи

осадочных пород в литосфере; возникновение на поверхности суши плодородного почвенного покрова. Основой функционирования живого вещества в биосфере является биотический круговорот веществ, который обеспечивается взаимодействием трех функциональных групп. Движущей силой этого круговорота является солнечная энергия.

Глобальные биогеохимические циклы. Основной особенностью биосферы является наличие в ней живого вещества – совокупности всех живых организмов, представляющих собой мощную геологическую силу. Под их влиянием происходит преобразование лика Земли. Они участвуют в образовании различных минеральных пород, пресной воды, атмосферы. Все живые организмы являются преобразователями солнечной энергии и влияют на геологические процессы. В биосфере происходит непрерывный круговорот различных веществ, благодаря деятельности живых организмов. Но поскольку биосфера получает энергию извне, то она является открытой системой.

Неживой компонент биосферы – это те части трех геологических оболочек Земли, которые связаны с живым веществом биосферы сложными процессами миграции вещества и энергии. Границы биосферы являются границами жизни. Кроме того,биосфера также обладает следующими тремя особенностями: во первых,в ней взначительном количестве содержится жидкая вода;во-вторых,на нее падает мошный поток солнечной энергии;в-третьих,в биосфере проходят границы раздела между веществами, находящимися в трех агрегатных состояниях-твердой, газообразный и жидкой. Все это обусловливает активный обмен веществом и энергией,в котором огромную роль играют живые организмы.

Определение о ноосфере. Эволюция биосферы привела к появлению ноосферы (от греч. noos – разум) – сферы разума, «мыслящей оболочки». Основоположником учения о ноосфере является В.И. Вернадский. Термин был введен в науку в конце 20-х годов прошлого века. Ключевые положения ноосферной концепции В.И.Вернадского сводятся к следующему: человечество–великая геологическая сила; эта сила есть разум и воля человека как существа социально организованного; лик планеты изменен настолько глубоко, что оказался затронутым ее биогеохимический метаболизм; человечество эволюционирует в сторону обособления от остальной биосферы. В.И. Вернадский считал, что биосфера должна закономерно перейти в ноосферу и познавая законы природы и развивая технику, человек должен придать ей новые черты – черты более высокой организации.

4.Иллюстративный материал: Мультимедийный аппарат.

5.Литература:

1. Кенесариев У.И., Жакашов Н.Ж. Экология және халық денсаулығы. Алматы, 2003.

2. Колумбаева С.Ж., Бидельбаева Р.М. Общая экология. Алматы, «Қазақ университеті», 2006

3. Бигалиев А.Б., Халилов М.Ф., Шарипова М.А. Основы общей экологии Алматы, «Қазақ университеті», 2007

4. Крымская И.Г. Гигиена и основы экологии человека –М.:Медицина,2007.-590 с

5. Пивоваров Ю.П.,Кролик В.В., и др. Гигиена и основы экологии человека. 4-е изд., испр.и доп.-Ростов на Дону «Феникс».2008.-650 с.

6. Тонкопий М.С., Ишкулова Н.П., Анисимова Н.М., Сатбаева Г.С. Экология и устойчивое развитие. Учебник.- Алматы: Экономика, 2011.-378с.

7. Андреев М.В. Конспект лекций по курсу «Основы экологии».-Днепропетровск, 2002.

8. Бродский А.К. Общая экология.-С-пб, 2006.

9. Данилов-Данильян В.И., Лосев К.С. Экологический вызов и устойчивое развитие: Учебное пособие.-М.: Прогресс-Традиция, 2000.

10. Искаков Н., Корчевский А. Устойчивое развитие Республики Казахстан: экономические, социальные, экологические аспекты.-Астана, 2007.

11. Концепция перехода Республики Казахстан к устойчивому развитию на 2007-2024 годы./Указ Президента страны № 216 от 14 ноября 2006г.

12. Кузнецов О.Л., Большаков Б.Е. Устойчивое развитие: научные основы проектирования в системе природа-общество-человек-Спб.-М.-Дубна, 2002.

13. Назарбаев Н.А. Казахстан-2030: процветание, безопасность и улучшение благосостояния всех казахстанцев-1997г.

14. Наше общее будущее: Доклад Международной комиссии по окружающей среде и развитию (МКОСР)-М., 1989.

15. Одум Ю. Экология Т.1,2,-М., 1986.

16. Тонкопий М.С. Экология и экономика природопользования.-Алматы: Экономикс, 2003.

17. Матвеева Н.А. Гигиена и экология человека. 2-е изд.,стер.-М.:Медицина,2008.-600 с.

18. Ерубаева Г.К. Учебное пособие «Учение об окружающей среде» (Алматы, казак универс 2011.-153с.).

19. Колумбаева С.Ж., Бильдебаева Р.М., Шарипова М.А. «Экология и устойчивое развитие» (на каз и русс языках) Алматы, 2012 Қазақ университеті.

6.Контрольные вопросы (обратная связь):

1. Кто является автором учения о биосфере??

2. Что подразумевал под биосферой В.И. Вернадский?

3. Что такое живое вещество биосферы и каковы его функции?

4 Что собой представляет ноосфера?