СТРУКТУРА БИОСФЕРЫ. ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В. И. ВЕРНАДСКОГО
Одно из величайших достижений естествознания XX в. - учение Вернадского о биосфере, области жизни, объединяющей в едином взаимодействии живые организмы (живое вещество) и косное вещество. Первым начал разрабатывать эту тему учитель Вернадского В. В. Докучаев. Родился Вернадский в Петербурге. Мать была украинкой, и корни рода Вернадских происходят от Запорожской Сечи. На всю жизнь ученый сохранил любовь к украинскому языку, культуры, истории и науке. В. И. Вернадский поучил блестящее образование. Он учился в Петербургском Университете в 80 -х годах прошлого века, когда там преподавали великие ученые В. В. Довженко, Д. И. Менделеев, О. И. Войков, О. М. Бекетов. М. П. Вагнер и другие. Его методология отличалась впечатляющей широтой подхода к проблемам, человечества. Он призывал и других ученых не только сравнивать научное мировоззрение разных эпох, а и изучать структуру науки в совокупности с другими формами общественного сознания - философии, религии, искусства, даже с материальной практикой и социальными условиями жизни населения той эпохи. Мыслитель написал блестящие статьи про творчество Ломоносова, Канта, а в научных работах цитировал самых выдающихся ученых мира. Научный метод рассматривался им как важный, но не единый метод познания реальности.
• Начиная с 1908 года В. И. Вернадский постоянно проводил огромную работу по организации экспедиций и созданию лабораторной базы по поискам и изучению радиоактивных минералов[. • После Октябрьской революции выехал на юг, стал одним из основателей и первым президентом Украинской академии наук, состоял профессором и с 1920 по 1921 год ректором Таврического университета в Симферополе. • В 1921 г. вернулся в Петроград, участвовал в создании Радиевого института. • В период с 1922 по 1926 год работал за границей, работал в Музее естественной истории и Институте Кюри, где исследовал паризий — вещество, ошибочно принятое за новый радиоактивный элемент. • В Париже вышел его фундаментальный труд «Геохимия» . • Сформулировал концепцию биологической структуры океана. Согласно этой концепции, жизнь в океане сконцентрирована в «плёнках» — географических пограничных слоях различного масштаба. • В 1927 году организовал в Академии наук СССР Отдел живого вещества. • Из философского наследия Вернадского наибольшую известность получило учение о ноосфере. • Летом 1940 года по инициативе Вернадского начались исследования урана на получение ядерной энергии • В 1943 году Вернадский был удостоен Сталинской премии I степени.
• Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3, 8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой» . • Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы. Термин «биосфера» был предложен австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом в 1875 году • Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.
• ГРАНИЦЫ БИОСФЕРЫ • Верхняя граница в атмосфере: 15— 20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов. • Нижняя граница в литосфере: 3, 5— 7, 5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами. • Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10— 11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.
Структура Биосферы: • Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2, 4… 3, 6· 1012 и составляет менее одной миллионной части всей), которая, в свою очередь, представляет собой менее одной тысячной массы Земли. • Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым организмом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь большую часть атмосферы, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ. Эту геологическую роль живого вещества можно представить себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных пород и т. д. • Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов. • Биокосное вещество - вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в них играют ведущую роль. • Вещество, находящееся в радиоактивном распаде. • Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений. • Вещество космического происхождения.
Живое вещество обладает рядом специфических свойств: • 1. Живое вещество характеризуется огромной свободной энергией. • 2. В живом веществе химические реакции протекают в тысячи (иногда и в миллионы) раз быстрее, чем в неживом веществе. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе пользуются понятием исторического, а в косном веществе – геологического времени. • 3. Химические соединения, входящие в состав живого вещества (ферменты, белки и др. ), устойчивы только в живых организмах. • 4. Живому веществу присуще произвольное движение – пассивное, обусловленное ростом и размножением, и активное – в виде направленного перемещения организмов. Первое является свойством всех живых организмов, второе характерно для животных и в редких случаях – для растений. • 5. Для живого вещества характерно гораздо большее химическое и морфологическое разнообразие, чем для неживого. • 6. Живое вещество в биосфере Земли находится в виде дисперсных тел – индивидуальных организмов. Размеры и масса живых организмов сильно колеблются (диапазон более 109). • 7. Живое вещество возникает только из живого и существует на Земле в форме непрерывного чередования поколений.
Живым веществом в биосфере выполняются важные функции: • 1. Энергетическая функция – поглощение солнечной энергии и энергии при хемосинтезе, дальнейшая передача энергии по пищевой цепи. • 2. Концентрационная функция – избирательное накопление определенных химических веществ. • 3. Средообразующая функция – преобразование физико-химических параметров среды. • 4. Транспортная функция – перенос веществ в вертикальном и горизонтальном направлениях. • 5. Деструктивная функция – минерализация необиогенного вещества, разложение неживого неорганического вещества.
Косное вещество — это вещество биосферы, которое образуется без участия живых организмов, например вследствие извержения вулканов. Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем: • изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах -геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно сто тысячам лет исторического; • в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В. И. Вернадский, проявляется прежде всего «в непрерывном биогенном токе атомом из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно» ; • только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859 г. ); • живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.
Вулканические горные породы, состоящие преимущественно из соединений кремния, такие как гранит, базальт, пемза, риолиты (например, обсидиан) и другие.
Вулканический туф — горная порода, образовавшаяся из вулканического пепла. Очень важным косным веществом биосферы является вода, без которой появление и существование жизни невозможно. Но косным веществом является не любая вода. Только талая и дождевая вода относится к косному веществу, а вода естественных водоемов (рек, морей и т. д. ) является биокосным веществом.
Скачать презентацию СТРУКТУРА БИОСФЕРЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В И ВЕРНАДСКОГО Одно
Структура биосферы.pptx