Основы учения о биосфере

Тема № 2 Основы учения о биосфере. Концепция ноосферы

Учение о биосфере принадлежит к важнейшим теоретическим достижениям человечества; на его основе осуществляется взаимодействие общества и природы.

Биосфера – «область жизни», пространство на поверхности земного шара, в котором распространены живые существа. Термин был введен 1875 году австрийским геологом Эдуардом Зюссом. Обсуждая особенности Земли, как планеты, он писал: «Одно кажется чужеродным на этом, большом, состоящим из сфер в небесном теле, а именно органическая жизнь…. На поверхности материков можно встретить самостоятельную биосферу». Э. Зюсс, таким образом, рассматривал биосферу в чисто топологическом смысле – как пространство, заполненное жизнью. Термин вошел в обиход, не имея четкого определения.

Еще раньше, в 1802 году, знаменитый французский ученый Ж.Б. Ламарк, не употребляя термина «биосфера», отметил планетарную роль жизни в формировании земной коры, как настоящее время, так и в прошлые этапы истории планеты, предвосхитив, таким образом, современный взгляд на это понятие. На рубеже 19-20 веков идея о глобальном влиянии жизни на природные явления была обоснована в трудах крупнейшего ученого – почвоведа В.В. Докучаева.

Развернутое учение о биосфере создано и разработано академиком В.И. Вернадским, опубликовавшим в 1926 г. свой классический труд «Биосфера». Принципиальные положения учения В.И. Вернадского о биосфере органически сочетают подходы его предшественников. С одной стороны, он рассматривает биосферу как оболочку Земли, в которой существует жизнь. В этом плане В.И. Вернадский различает газовую (атмосфера), водную (гидросфера) и каменную (литосфера) оболочки земного шара, как составляющие биосферы, области распространения жизни (см. рис.2.1). С другой стороны, В.И. Вернадский подчеркивал, что биосфера – не просто пространство, в котором обитают живые организмы, а ее состав определяется деятельностью живых организмов, представляет собой результат их совокупной химической активности в настоящем и прошедшем.

Рис. 2.1 Строение биосферы.

На рис. 2.1 цифрами обозначено: 1 – граница распространения животных; 2 – граница распространения высших растений; 3 – луга, леса; 4 – почва (0.1 … 1.5 м); 5 – биогеосфера «пленка жизни»; 6 – озоновый «экран»; 7 – эвфотическая зона; 8 – афотическая зона; 9 – донные отложения.

Биосфера подразделяется на:

1. Эубиосфера – область, где живое вещество локализовано постоянно (12 … 17 км);

2. Парабиосфера – область выше эубиосферы;

3. Метабиосфера – область ниже эубиосферы.

В последних двух живые существа могут попадать лишь случайно.

Озоновый слой (озоносфера) – слой атмосферы в пределах стратосферы, с наибольшей плотностью молекул озона (О₃) на высоте 22-26 км (у полюсов 7-8 км, а у экватора 17-18 км максимальное – 45-50 км).

Рассмотрим более подробно основные положения учения В.И. Вернадского о биосфере.

Всю совокупность живых организмов В.И. Вернадский обозначил термином «живое вещество», противопоставляя его «косному веществу», к которому он относил все геологические образования, не входящие в состав живых организмов и не созданные ими. Третья категория вещества в биосфере, по В.И. Вернадскому – это «биокосное вещество». Сюда он причислял комплекс взаимодействующих живого и косного веществ (органические воды, нефть и т.д.; важнейшее значение как биокосное вещество имеет почва). Наконец, существует «биогенное вещество» – биологические породы, созданные деятельностью живого вещества (известняки, каменный уголь и т.д.). В.И. Вернадский считал, что земная кора представляет собой остатки былых биосфер.

Основным отличием живого вещества от косного является охваченность его эволюционным процессом, непрерывно создающим новые формы живых существ. Многообразие форм жизни и их многофункциональность создают основу устойчивого круговорота веществ и потоков энергии. В этом состоит залог устойчивости биосферы как уникальной оболочки земного шара.

Таким образом, биосфера, по В.И. Вернадскому, представляет собой одну из геологических оболочек земного шара, глобальную систему Земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов – живого вещества.

Человечество входит в эту систему как ее составляющая часть. «Человечество, как живое вещество неразрывно связано с материально-энергетическими процессами, определяющими геологической оболочки Земли – с ее биосферой. Оно не может физически быть от нее независимым ни на одну минуту» (В.И. Вернадский 1944 г.).