Лекция 9 Эволюция и будущее биосферы. Ноосфера
План лекции: • Биогеохимическая деятельность человека и ее геологическая роль. • Масштабы воздействия человека на биосферу. Локальное и глобальное "изменения природной организованности биосферы. • Автротрофность человечества. • Становление переходной биосферно-ноосферной общности: нарушение разового и теплового баланса биосферы, эрозия земель, экологическое загрязнение среды. • Крупные города как ноосферные центры. • Формирование элементов новой ноосферной организованности (человечество становится единым целым). Преобразование средств связи и обмена. • Открытие новых источников энергии. • Равенство всех людей. • Исключение войн из жизни общества. • Научная мысль - главная предпосылка перехода биосферы в ноосферу. • Нравственная сила разума. • Концепция ноосферы Э. Леруа, Пьера Тейяра, Де Шардена и В. И. Вернадского. Черты сходства и различия. Материальность процесса перехода биосферы в ноосферу. • Историческая неизбежность трансформации биосферы в ноосферу. • Понятие о складывающейся Биосферно-ноосферной целостности. • Управляющий природно-народнохозяйственной (ноосферной) комплекс и его составляющие. • Природная сфера (биосфера). • Хозяйственная (технологическая) сфера. Социально-культурная сфера. • Структурная модель ноосферного комплекса. • Роль информационной составляющей. Ноосферные знания и базы данных. • Ноосферная концепция как основа научного управления. • Биосферно-ноосферное учение В. И. Вернадского - научный фундамент глобальной и социальной экологии. • Глобальные экологические проблемы как результат нарушения сложившейся организованности биосферы. • Коэволюционный характер развития общества и природы на современном этапе развития биосферы. • Вопросы экологического прогнозирования. Экологическая оценка природной сферы и возможных антропогенных последствий в целях оптимизации биосферы.
Учение о ноосфере
Ноосфе ра (греч. νόος — «разум» и σφαῖρα — «шар» ) — сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера» , «биотехносфера» ). Ноосфера — предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно В. И. Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного»
История представлений Понятие «ноосфера» было предложено профессором математики Сорбонны Эдуардом Леруа (1870— 1954), который трактовал ее как «мыслящую» оболочку, формирующуюся человеческим сознанием. Э. Леруа подчёркивал, что пришёл к этой идее совместно со своим другом — крупнейшим геологом и палеонтологом-эволюционистом и католическим философом Пьером Тейяром де Шарденом. При этом Леруа и Шарден основывались на лекциях по геохимии, которые в 1922/1923 годах читал в Сорбонне Владимир Иванович Вернадский (1863— 1945). Наиболее полное воплощение теория Леруа нашла в разработке Тейяра де Шардена, который разделял не только идею абиогенеза (оживления материи), но и идею, что конечным пунктом развития ноосферы будет слияние с Богом. Развитие ноосферного учения связано в первую очередь с именем Вернадского.
Основные положения учения о ноосфере • Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы, в определенном ее пространствевремени; • Человек во всех его проявлениях представляет собой часть биосферы; • Прорыв научной мысли подготовлен всем прошлым биосферы и имеет эволюционные корни. Ноосфера – это биосфера, переработанная научной мыслью, подготавливающейся всем прошлым планеты, а не кратковременное и переходящее геологическое явление.
• Вернадский неоднократно отмечал, что “цивилизация “культурного человечества” — поскольку она является формой организации новой геологической силы, создавшейся в биосфере, — не может прерваться и уничтожиться, так как это есть большое природное явление, отвечающее исторически, вернее, геологически сложившейся организованности биосферы. Образуя ноосферу, она всеми корнями связывается с этой земной оболочкой, чего раньше в истории человечества в сколько-нибудь сравнимой мере не было”.
• Несколько необычен подход Вернадского к науке. Он ее рассматривал как геологическую и историческую силу, изменяющую биосферу и жизнь человечества. Она является тем основным звеном, посредством которого углубляется единство биосферы и человечества. • Особое место Вернадский отводит науке XX столетия. Именно в это время наблюдается ее небывалый расцвет, своего рода взрыв научного творчества. Наука становится вселенской, мировой наукой, охватывающей всю планету. • Вернадский обращал большое внимание на гуманистическое содержание науки, на ее роль в решении задач человечества, на ответственность ученых за применение научных открытий. Эти и многие другие идеи Вернадского о роли науки в развитии человечества, в переходе биосферы в ноосферу имеют актуальное значение для нашего времени.
§ Научное творчество человека – сила, изменяющая биосферу. § Это изменение биосферы – неизбежный процесс, сопровождающий научный рост. § Но это изменение биосферы – стихийный природный процесс, происходящий независимо от человеческой воли. § Вхождение в биосферу нового фактора ее изменения – человеческого разума есть природный процесс перехода биосферы в ноосферу. § Постоянно совершенствуясь, наука может продвинуться все дальше в изучении окружающей среды.
Задачи по созиданию ноосферы Процесс перехода биосферы в ноосферу неизбежно несет в себе черты сознательности, целеустремленной деятельности, творческой работы. Вернадский видел стоящие перед человечеством задачи огромной важности по созиданию ноосферы. С позиций этих задач он отмечал беспочвенность суждений о возможности крушения цивилизации: • • Человечество стоит на пути создания в ноосферной оболочки Земли, все больше укрепляя свои связи с биосферой. Человечество становится Вселенской категорией. Человечество в своем развитии стало единым целым благодаря тому, что интересы всех, а не отдельных лиц, становятся государственной задачей. Глобальные проблемы человечества, такие как сознательное регулирование размножения, продление жизни, победа над болезнями, начинают решаться. Ставится задача распространения научного знания на все человечество.
Труды Вернадского позволяют более обоснованно ответить на поставленный вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы. • • • Заселение человеком всей планеты. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере. Расширение границ биосферы и выход в космос. Открытие новых источников энергии. Равенство людей всех рас и религий. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли. Продуманная система народного образования и подъём благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения. Исключение войн из жизни общества.
Идеи В. И. Вернадского об эволюции биосферы 1. Вначале сформировалась литосфера – предвестник окружающей среды, а затем после появления жизни на суше – биосфера. 2. В течение всей геологической истории Земли никогда не наблюдались азойные геологические эпохи (т. е. лишенные жизни). Следовательно, современное живое вещество генетически связано с живым веществом прошлых геологических эпох. 3. Живые организмы – главный фактор миграции химических элементов в земной коре, «по крайней мере, 90% по весу массы ее вещества в своих существенных чертах обусловлено жизнью» . 4. Грандиозный геологический эффект деятельности живых 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.
Устойчивость и саморегуляция биосферы в процессе развития Биосфера Земли – открытая, сложная, многокомпонентная, саморегулирующаяся, связанная с космосом система живого вещества и минеральных соединений, образующая внешнюю оболочку планеты. Пределы устойчивости и саморегуляции – пределы периодических колебаний к которым приспособлены организмы.
Принцип развития биосферы Биосфера развивается на Земле благодаря непрерывности поступления космической энергии по принципу самоуправляемого расширенного воспроизводства Период развития Земли Количество видов растений Девонский 12 000 Каменноугольный 27 000 Пермо-триаский 43 000 Юрский 60 000 Современный 300 000
Учение В. И. Вернадского о ноосфере 1. Живое вещество принципиально изменило состояние планеты и создало современный облик Земли. 2. Живое вещество из осадочных пород сформировало почвенный покров Земли. 3. Появление Человека усилило воздействие живого вещества на окружающую природу 4. Человек – основная геолого-преобразующая сила 5. Человек движущая сила развития Природы 6. Разум человека ведет к переходу биосферы в «ноосферу»
Ноосфера – это результат деятельности Человека, это биосфера, преобразованная Человеком 7. Человек – это естественная составляющая биосферы, он появился в результате ее эволюции и на него также распространяются все законы развития биосферы 8. Ноосфера имеет и собственные законы развития 9. Нормальное существование природной среды возможно при условии совместной эволюции биосферы и человека - коэволюции
Находясь под впечатлением лекций В. И. Вернадского, прочитанных в парижской Сорбонне, французский математик Э. Леруа в 1927 г. ввел понятие о ноосфере подразумевая под этим современную геологическую стадию развития биосферы. Он отмечал, что пришел к такому представлению вместе со своим другом— геологом и палеонтологом П. Тейаром-де. Шарденом.
П. Тейар-де-Шарден разрабатывал собственные представления о ноосфере, изложенные им в книге «Феномен человека» . В этой книге автор определил ноосферу как «новый покров» , «мыслящий пласт» , который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается над миром растений и животных — вне биосферы и над ней. Последнее издание книги П. Тейара-де-Шардена вышло на русском языке в 1987 г. Он полагал, что эволюция человеческого рода идет по сути его консолидации, объединения и превращения в нечто единое целое, слияние его интеллекта с его волей. Будущее человечества обозначается им как «сверхжизнь» .
В. И. Вернадский, развивая учение о биосфере, придавал понятию ноосферы глубоко научное содержание, которое должно нами учитываться в процессе перестройки среды и общества. В этом отношении ноосферу следует рассматривать как высшую стадию развития биосферы, связанную с развитием в ней человеческого общества, которое, познавая законы природы и развивая технику до самого высокого уровня ее возможностей, становится крупной планетарной силой, превышающей по своим масштабам все известные геологические процессы вместе взятые. При этом человечество оказывает решающее влияние на протекание всех процессов в биосфере, глубоко изменяя ее своим трудом. Научное и практическое значение деятельности В. И. Вернадского—основателя учения о биосфере состоит в том, что он впервые во всеоружии знаний своего времени глубоко обосновал единство человека и биосферы. Сама живая материя как носитель разума составляет небольшую часть биосферы по весу.
Возникновение человека и человеческого общества явилось результатом длительного развития живого вещества в пределах биосферы. Биосфера нашей планеты — это величайшее достижение общей эволюции вещества Вселенной от процессов естественного синтеза атомов, определивших рождение в необходимых пропорциях биофильных элементов, до развития планетных систем в Галактике.
Оценивая роль человеческого разума и научной мысли как планетарного явления, В. И. Вернадский пришел к следующим выводам: 1. Ход научного творчества является той силой, которой человек меняет биосферу, в которой он живет. 2. Это проявление изменения биосферы есть неизбежное явление, сопутствующее росту научной мысли. 3. Это изменение биосферы происходит независимо от человеческой воли, стихийно, как природный естественный процесс. 4. А так как среда жизни есть организованная оболочка планеты — биосфера, то вхождение 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. 5. В переживаемый нами исторический момент мы видим это более ясно, чем могли видеть раньше. Здесь вскрывается перед нами «закон природы» . Новые науки — геохимия и биогеохимия — дают возможность впервые выразить некоторые важные черты процесса математически.
В связи с развитием производительных сил возникают новые по качеству круговороты вещества в биосфере по пути превращения ее в ноосферу. Основные их признаки заключаются в следующем. 1. Возрастание механически извлекаемого материала земной коры — рост разработки месторождений полезных ископаемых. Сейчас он превышает 100 млрд тонн в год, что в 4 раза больше массы материала, выносимого речным стоком в океан в процессе денудации суши. В геологическом круговороте резко возрастает звено денудации.
2. Происходит массовое потребление (сжигание) продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох. В связи с этим в биосфере химическое равновесие смещается в сторону, противоположную глобальному процессу фотосинтеза, что неизбежно приводит к росту содержания углекислого газа в атмосфере и уменьшению содержания свободного кислорода. В связи с этим намечается увеличение парникового эффекта в атмосфере и, следовательно, изменение климата в сторону общепланетарного потепления.
3. Процессы в антропогенной биосфере приводят к рассеиванию энергии, а не к ее накоплению, что было характерно для биосферы до появления человека. Возникает важная энергетическая проблема, которая отчасти может быть решена путем создания искусственных фотосинтетических систем.
4. В биосфере в массовом количестве создаются вещества, ранее в ней отсутствовавшие, в том числе чистые металлы. Из геохимического круговорота часть их выбывает — происходит антропогенная металлизация биосферы. В огромном количестве накапливаются промышленные отходы.
5. Появляются, хотя и в ничтожно малых количествах трансурановые химические элементы (плутоний и др. ) в связи с развитием ядерной технологии и ядерной энергетики. Совершается освоение ядерной энергии за счет деления тяжелых ядер. В перспективе возможно получение термоядерной энергии за счет синтеза легких ядер, что позволит отказаться от горючих полезных ископаемых в качестве источника энергии стационарных установок. Но в то же время создается огромная опасность катастрофического нарушения равновесия в биосфере, опасность радиоактивного заражения среды отходами ядерной энергетики.
6. Ноосфера выходит за пределы Земли в связи с прогрессом научно-технической революции. Возникла космонавтика, обеспечившая выход человека за пределы родной планеты. Началось освоение космического — околосолнечного пространства с непредвиденными возможностями. Создается принципиальная возможность создания искусственных биосфер на других планетах. Ноосфера в будущем займет большее пространство, чем биосфера до появления человека. В целом, в связи с образованием ноосферы, наша планета переходит в новое качественное состояние. Если биосфера — это сфера Земли, то ноосфера — это сфера Солнечной системы. Ноосфера в будущем станет особой областью Солнечной системы в познавательных и производственных целях человеческого общества.
В связи с потребительским отношением к природным ресурсам и накоплением отходов производства антропогенная нагрузка на биосферу быстро возрастает и приближает биосферу к критическому состоянию.
Экологические проблемы современности рассматривались на конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де. Жанейро, Бразилия, 1992) на XXVII Международном географическом конгрессе (Вашингтон, США, 1992) и на VI Международном экологическом конгрессе (Манчестер, Великобритания, 1994).
Общими научными темами этих форумов были глобальные экологические проблемы биосферы: 1. изменение химического состава атмосферы, ведущее к глобальному потеплению климата, разрушению озонового слоя, кислотным дождям, фотохимическим смогам и т. д. ; 2. рост дефицита водных ресурсов и ухудшение их качества; 3. возрастающее загрязнение различными токсикантами морей и океанов; 4. обезлесивание и опустынивание; 5. снижение биологического разнообразия планеты; 6. проблема опасных отходов (включая и радиоактивные); 7. резкое ухудшение состояния среды обитания человека и т. д.
Конференция Организации Объединенных Наций, проходившая в июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро по окружающей среде и ее развитию, приняла ряд важных решений. В конференции участвовали 179 глав государств и правительств. До настоящего времени весь мир продолжает заинтересованно обсуждать животрепещущую тему сохранности биосферы и человека. Конференция констатировала невозможность дальнейшего движения по тому пути, который привел к благополучию развитые страны, оценила его как стратегически бесперспективный, ведущий к катастрофе. Провозглашена необходимость перехода мирного сообщества к новой модели цивилизации, к жизни по принципу «устойчивого развития» , т. е. обеспечивающего должный баланс между решением социальноэкономических проблем и сохранением благополучного состояния окружающей среды, между удовлетворением основных жизненных потребностей нынешнего поколения и сохранением таких
Существует несколько видов энергоносителей: невозобновимые (исчерпаемые) — ископаемое топливо (нефть, уголь, природный газ, торф); возобновимые (энергия Солнца, ветра, морских приливов, древесина) и ядерная энергия. В исторической последовательности освоения энергии человеком можно выделить несколько этапов.
Первый этап — использование мускульной энергии. Он был, естественно, наиболее длительным в истории человечества, охватывая время от палеолита до V-VII вв. нашей эры. На этом этапе произошло овладение огнем: в начале поддержание костра, а затем добывание самого огня. Второй этап (VII-XVII вв. ) знаменовался использованием движущейся воды и ветра. Возникли водяные и ветряные мельницы. Происходит широкое развитие парусного флота, что способствовало открытию и освоению дальних стран со стороны европейской цивилизации. До XVIII в. в мире главным энергоносителем была древесина. Третий этап (с XVIII до середины XIX вв. ), характеризующийся широким использованием «движущей силы огня» , — век пара. Источником энергии становится сжигание ископаемого твердого топлива, накопленного в былых биосферах (каменного угля, торфа, горючих сланцев, нефти). Четвертый этап (от начала XX века) отличается значительным использованием электричества — наиболее «удобным» видом энергии. Благодаря электричеству стало возможным освоение всех районов нашей планеты, существен- ное улучшение быта. Но главным источником энергии продолжают оставаться горючие ископаемые.
В настоящее время ископаемое топливо обеспечивает около 75% потребностей в энергии (в том числе нефть — 33%, уголь — 27%, остальное — природный газ). Однако эти источники энергии постепенно заменяются ядерными источниками, основанными на расщеплении тяжелых ядер. В 1991 г. все АЭС мира (около 430 реакторов) выработали 2024 ТВт -ч электроэнергии (или около 17% мирового производства электроэнергии).
В результате сжигания ископаемого топлива в атмосферу Земли выбрасывается огромное количество углерода, в частности в 1989 г. в мире было выброшено около 5, 6 млрд тонн углерода, что составило более 1000 кг на каждого жителя планеты. По количеству выбрасываемого углерода при сжигании топлива лидируют США (1224 млн т) и бывший СССР (1035 млн т). Эти источники при их возрастающем использовании приводят к дополнительному нагреву биосферы с соответствующими климатическими последствиями.
На нашей планете отмечается постепенное глобальное потепление климата, приводящее к негативным экологическим последствиям (поднятие уровня океана, деградация многолетней мерзлоты и др. ). Как уже отмечалось, в настоящее время по сравнению с концом XIX в. фиксируется повышение температуры воздуха на 0, 5 -0, 6 ° С, а к 2000 -му году оно составило уже 1, 2° С. Значительное сокращение выбросов соединений углерода и других парниковых газов (метана, фреонов, оксидов азота) возможно лишь при широком использовании альтернативных источников энергии (ветровой, солнечной и пр. ).
Безопасный предел использования добавочной энергии может составить не более 0, 1% от всей энергии Солнца попадающей на поверхность Земли, что составляет 100 миллиардов киловатт. В настоящее время земная цивилизация производит добавочную энергию мощностью 10 киловатт, что в 10 раз меньше допустимого предела. При стабилизации производства энергии на уровне теплового барьера (100 миллиардов киловатт), численность населения нашей планеты не должна превышать 10 миллиардов человек (В. Троицкий, 1989).
Поверхность земного шара ограничена, ограничены и его любые ресурсы, что естественно, в конце концов предопределяет неизбежность ограниченности населения планеты. Рост производства энергии в конечном счете связан с ростом численности населения и условиями его существования. Большое значение имеет такой параметр, который выражает потребление энергии на душу населения.
В настоящее время признанной нормой высокого качества жизни является потребление энергии мощностью 10 киловатт на человека, что, характерно пока для немногих высокоразвитых стран. В среднем на каждого жителя Земли теперь приходится 2 киловатта на человека. Если принять, что все население биосферы рано или поздно будет потреблять на душу 10 киловатт, то при стабилизации производства энергии на уровне теплового барьера (100 миллиардов киловатт) численность населения нашей планеты не должна превышать 10 миллиардов человек.
На конференции ООН по окружающей среде и развитию отмечался огромный рост загрязнения окружающей среды: ежедневно в океан выливается 12 тыс. баррелей сырой нефти, ежедневно оказывается под угрозой исчезновения 140 видов живых организмов, ежедневно появляется 140 тыс. новых автомобилей на нашей планете и все это сопровождается ежедневным ростом населения на 250 тыс. человек
Вклад России в глобальные выбросы ряда загрязняющих веществ (диоксида серы, оксидов азота и углерода, твердых частиц) намного меньше, чем промышленно развитых стран (США, Великобритания, Германия), все равно во многих ее регионах сложилась весьма острая экологическая обстановка. В России (кроме Канады) сохранился самый крупный массив не нарушенный хозяйственной деятельностью территории (площадью 700 -800 млн га, или 41 -47% ее территории), что обусловлено рядом причин (обширность территории, суровые климатические условия, труднодоступность и пр. ). экологического кризиса экспоненциально возрастает. И если России удастся сохранить свою пока еще неразрушенную часть природы, она в будущем будет неизмеримо богаче многих стран мира.
По мнению Н. И. Моисеева (1995), экологические кризисы в истории человечества в будущем неизбежны, поскольку сам человек будет нарушать равновесие в биосфере, в своих экологических нишах. Наши знания об окружающем мире всегда будут отставать от потребностей, связанных с обеспечением общей эволюции (коэволюции) человека и биосферы. Согласно Н. И. Моисееву потенциальные возможности цивилизации потребления — нынешнего этапа антропогенеза — исчерпаны или близки к исчерпанию.
В дальнейшем существовании человеческого общества в обстановке рождающейся ноосферы первостепенное значение имеет духовная сторона — уровень развития культуры.
Учение о биосфере связано непосредственно с проблемами культуры в широком смысле слова, с проблемами сохранности бесчисленного наследия нашего народа и всего человечества в виде произведений архитектуры, скульптуры, живописи, художественной литературы и фольклора.
Академик В. Е. Соколов, представитель России в программе ЮНЕСКО «Человек и биосфера» , отмечает: «Пока наши представления о биосфере не будут закреплены в виде незыблемых моральных норм, мы вряд ли сумеем полностью побороть в себе безответственного потребителя. Значит, экологическая мораль необходима и нужно, чтобы она была сформулирована» . Таким образом, учение о биосфере существенно затрагивает моральные стороны будущих поколений, которые на школьной скамье должны усвоить опыт поколений предшествовавших.
Спасибо за внимание
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Идеи Вернадского намного опережали то время, в котором он творил. В полной мере это относится к учению о биосфере и ее переходе в ноосферу. Только сейчас, в условиях необычайного обострения глобальных проблем современности, становятся ясны пророческие слова Вернадского о необходимости мыслить и действовать в планетном — биосферном — аспекте. Только сейчас рушатся иллюзии технократизма, покорения природы и выясняется сущностное единство биосферы и человечества. Судьба нашей планеты и судьба человечества — это единая судьба.
Скачать презентацию Лекция 9 Эволюция и будущее биосферы Ноосфера
учение о биосфере 4.pptx