Учение В. И. Вернадского о биосфере. Ноосфера. В. И. Вернадский (1863– 1945)
В России во второй половине XIX в. возникло своеобразное умонастроение, называемое теперь русским космизмом. Вот его основные черты: 1. Человек – составная часть Природы; 2. Человека и Природу следует не противопоставлять другу, а рассматривать их в единстве; 3. Человек и все, что его окружает, – частицы единого (в этом контексте не так уж важно, что у одних это Бог, а у других - Вселенная).
Таким образом, В. И. Вернадский как ученый формировался в атмосфере русской научной мысли о единстве Человека и Природы, о Человеке как об активном природном факторе. Однако мир неживой материи и живого вещества не был в сознании ученых связан с миром человека и общества, им созданного. Научные дисциплины в этих трех сферах еще долгое время жили самостоятельной жизнью, а эмпирического материала было недостаточно, чтобы воспроизвести единую цельную картину мира. Эту гигантскую работу и проделал в начале ХХ столетия В. И. Вернадский, создав учение о биосфере и ноосфере.
Вернадский не занимался специально проблемой возникновения жизни, ограничившись констатацией факта: жизнь на Земле возникла. Для совокупности всех существующих организмов (включая микроскопические) он ввел термин живое вещество и, выясняя его полный химический , состав, подошел к изучению всех химических и энергетических процессов, которые происходят в той оболочке Земли, в которой существует живое вещество, т. е. в биосфере. Основные результаты раннего этапа изучения биосферы В. И. Вернадский опубликовал в монографии «Биосфера» , которая вышла в 1926 г.
Биосфера– оболочка Земли, состав, структу и энергетика которой определяются совокуп деятельностью живых организмов. Понятие «биосферы как области жизни» и наружной оболочки Земли восходит к биологу Ламарку(1744 -1829). 2. Сам термин биосфера ввел Э. Зюсс(1875), понимавший ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую «лик Земли» . 3. Заслуга же создания целостного учения о биосфере принадлежит Вернадскому. 1.
Биосфера часть атмосферы до высоты озонового экрана (20 -25 км), 2. часть литосферы, особенно кору выветривания, 3. и вся гидросфера. Нижняя граница опускается в среднем на 2 -3 км под поверхность суши и на 1 -2 км под дно океана. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. 1.
Типы веществ. живое вещество биогенное вещество (горючие ископаемые, известняки и др. , т. е. вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами), косное вещество (образуется в процессах, в которых живые организмы не участвуют), биокосное вещество (создается одновременно живыми организмами и в ходе процессов неорганической природы, например почва), радиоактивное вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль). рассеянные атомы
Уже в начале XX в. В. И. Вернадский начал говорить о том, что воздействие человека на окружающую Природу растет столь быстро, что не за горами время, когда он превратится в основную геологообразующую силу. И как следствие он должен будет принять на себя ответственность за будущее развитие Природы. Развитие окружающей среды и общества сделаются неразрывными. Биосфера перейдет однажды в сферу разума – в ноосферу Произойдет великое объединение, в. результате которого развитие планеты будет направляться силой Разума.
Термин «ноосфера» был предложен в 1927 году французским математиком и философом Э. Леруа. «Noos» - древнегреческое название человеческого разума. Ноосфера– это новое, эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором ее развития.
Центральной темой учения о ноосфере является единство биосферы и человечества. Вернадский в своих работах раскрывает корни этого единства, значение организованности биосферы в развитии человечества. Это позволяет понять место и роль исторического развития человечества в эволюции биосферы, закономерности ее перехода в ноосферу.
Теория Вернадского о ноосфере: человек не является самодостаточным живым существом, живущим отдельно по своим законам, он сосуществует внутри природы и является частью ее. 2. Человечество само по себе есть природное явление и естественно, что влияние биосферы сказывается не только на среде жизни, но и на образе мысли. 3. не только природа оказывает влияние на человека, существует и обратная связь. 1.
Условия, необходимые для становления и существования ноосферы: 1. Заселение человеком всей планеты. 2. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами. 3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. 4. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере. 5. Расширение границ биосферы и выход в космос. 6. Открытие новых источников энергии. 7. Равенство людей всех рас и религий. 8. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики.
9. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли. 10. Продуманная система народного образования и подъём благосостояния трудящихся. 11. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать её способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения. 12. Исключение войн из жизни общества.
Ноосферу следует принимать как символ веры, как идеал разумного человеческого вмешательства в биосферные процессы под влиянием научных достижений. Надо в неё верить, надеяться на её пришествие, предпринимать соответствующие меры.
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.
Круговорот элементов в природе.
Круговорот веществ – повторяющиеся процессы превращения и перемещения вещества в природе, имеющие более или менее выраженный циклический характер. Имеют поступательное движение – т. е. не происходит полного повторения циклов, всегда имеются те или иные изменения в количестве и составе образующихся веществ.
Круговорот веществ в природе КРУГОВОРОТ БОЛЬШОЙ (геологический) МАЛЫЙ (биотический)
Большой круговорот, продолжающийся миллионы лет, заключается в том, что горные породы подвергаются разрушению, а продукты выветривания сносятся потоками воды в Мировой океан, где они образуют морские напластования и лишь частично возвращаются на сушу с осадками.
Малый круговорот (часть большого) происходит на уровне экосистемы и состоит в том, что питательные вещества, вода и углерод аккумулируются в веществе растений, расходуются на построение тела и на жизненные процессы, как самих этих растений, так и других организмов (как правило, животных), которые поедают эти растения (консументы).
Биохимический цикл Круговорот химических веществ из неорганической среды через растительные и животные организмы обратно в неорганическую среду с использованием солнечной энергии и энергии химических реакций называется – биогеохимическим циклом. В такие циклы вовлечены практически все химические элементы и прежде всего те, которые участвуют в построении живой клетки. Так, тело человека состоит из кислорода (62, 8%), углерода (19, 37%), водорода (9, 31%), азота (5, 14%), кальция (1, 38%), фосфора (0, 64%) и ещё примерно из 30 элементов.
Разделение вещества 5 млрд. лет назад произошла дифференциация вещества Земли, разделение его на ряд геосфер: атмосферу, гидросферу, земную кору, гранитную, базальтовую и др. Между всеми геосферами и внутри каждой продолжался обмен веществом. Вначале наиболее существенную роль играл вынос вещества из недр Земли на поверхность в результате процессов выплавления легкоплавкого вещества Земли и дегазации.
Продолжительность цикла Продолжительность того пли иного цикла можно условно оценить по тому времени, которое было бы необходимо, чтобы вся масса данного вещества могла обернуться один раз на Земле в том или ином процессе. Время, достаточное для полного оборота вещества: Вещество Время (годы) Углекислый газ атмосферы (через фотосинтез) 300 Кислород атмосферы (через фотосинтез) 2000 Вода океана (путём испарения) 1. 000 Азот атмосферы (путём окисления электрическими разрядами, фотохимическим путём и биологической фиксацией) 100. 000 Вещество континентов (путём денудации — выветривания) 100. 000
Круговорот углерода Углерод в биосфере часто представлен наиболее подвижной формой углекислым газом. Источником первичной углекислоты биосферы является вулканическая деятельность, связанная с вековой дегазацией мантии и нижних горизонтов земной коры.
УГЛЕРОД основной биогенный элемент; играет важнейшую роль в образовании живого вещества биосферы. СO 2 из атмосферы в процессе фотосинтеза ассимилируется и превращается в органические соединения растений. Растительные организмы, особенно низшие микроорганизмы, морской фитопланктон, благодаря исключительной скорости размножения продуцируют СО 2.
Свет Фотосинтез, органическое вещество растений Органическое вещество животных Органическое вещество почв Захоронение (уход в геологию) Круговорот углерода Углерод Вулканическая деятельность Высвобождение углерода человеком Океан Известняки, коралловые рифы и др.
Круговорот кислорода Это наиболее активный газ. В пределах биосферы происходит быстрый обмен О 2 среды с живыми организмами или их остатками после гибели. В составе земной атмосферы О 2 занимает второе место после азота. Круговорот О 2 в биосфере весьма сложен, поскольку он вступает во множество химических соединений минерального и органического миров. Свободный О 2 современной земной атмосферы является побочным продуктом процесса фотосинтеза зеленых растений и его общее количество отражает баланс между продуцированием О 2 и процессами окисления и гниения различных веществ. В истории биосферы Земли наступило такое время, когда количество свободного О 2 достигло определенного уровня и оказалось сбалансированным таким образом, что количество выделяемого О 2 стало равным количеству поглощаемого О 2.
Круговорот кислорода
АЗОТ Источником азота на Земле был вулканогенный NH 3, окисленный O 2. Основная масса азота - в виде газа N 2 в атмосфере. Пути его вовлечения в биогенный круговорот: 1) процессы электрического (в тихом разряде) и фотохимического окисления азота воздуха, дающие разные окислы азота, которые растворяются в дождевой воде и вносятся т. о. в почвы, воду океана; 2) биологическая фиксация N 2 клубеньковыми бактериями, свободными азотфиксаторами и др. микроорганизмами. Значение азота в обмене веществ - входит в состав белков и их разнообразных производных.
ФОСФОР Источник фосфора в биосфере – апатит (в магматических породах). В превращениях фосфора большую роль играет живое вещество. Организмы извлекают фосфор из почв, водных растворов. Фосфор входит в состав белков, нуклеиновых кислот, лецитинов, фитина и др. органических соединений; особенно много фосфора в костях животных. С гибелью организмов фосфор возвращается в почву и в донные отложения. Он концентрируется в виде морских фосфатных конкреций, отложений костей рыб, гуано, что создаёт условия для образования богатых фосфором пород, которые, в свою очередь, служат источниками фосфора в биогенном цикле.
Круговорот фосфора
Круговорот воды Вода находится в постоянном движении. количество воды на Земле не Но изменяется, она только меняет свои формы - это и есть круговорот воды в природе Для нас же наибольший интерес. представляют оставшиеся 20%, выпадающие на суше, так как большинство используемых человеком источников воды пополняется именно за счет этого вида осадков. Упрощенно говоря, у воды, выпавшей на суше, есть два пути: 1. Либо она, собираясь в ручейки, речушки и реки, попадает в результате в озера и водохранилищ. 2. Либо вода, просачиваясь через почву и подпочвенные слои, пополняет запасы грунтовых вод. Круговорот воды является одним из грандиозных процессов на поверхности земного шара. Он играет главную роль в связывании геологического и биотического круговоротов. В биосфере вода, непрерывно переходя из одного состояния в другое, совершает малый и большой круговороты. Испарение воды с поверхности океана, конденсация водяного пара в атмосфере и выпадение осадков на поверхность океана образуют малый круговорот.
Круговорот воды
Круговорот кальция Известняки на континенте разрушаются растворимые соли Са реками сносятся в море. В тёплых морях углекислый Са интенсивно потребляется низшими организмами — фораминиферами, кораллами и др. — на постройку своих скелетов. После гибели этих организмов их скелеты из углекислого Са образуют осадки на дне морей - формируется порода — известняк. При регрессии моря известняк обнажается, оказывается на суше и начинается процесс его разрушения. Но состав вновь образующегося известняка несколько иной. При излиянии лавы известняки частично могут быть ею ассимилированы, т. е. войти в большой круговорот веществ.
Круговорот серы Сера в виде трёхокиси (SO 3), двуокиси (SO 2), сероводорода (H 2 S) и главным образом элементарной серы выбрасывается вулканами. Сульфидная сера окисляется в биосфере при участии микроорганизмов почв и водоёмов. Сульфаты поглощаются растениями. В организмах сера входит в состав аминокислот и белков. При разрушении белков с участием микроорганизмов образуется сероводород, который далее окисляется до элементарной серы или до сульфатов. Сероводород может вновь образовать «вторичные» сульфиды, а сульфатная сера — залежи гипса. Сульфиды и гипс вновь подвергаются разрушению, и сера возобновляет свою миграцию.
Миграция воды
Спасибо за внимание.
Скачать презентацию Учение В И Вернадского о биосфере Ноосфера В
вернадский. круговорот веществ.ppt