Биосфера - экологическая
система планетарного масштаба (живая
мега-система) - обладает такими фундаментальными
свойствами живого, как самовоспроизведение,
устойчивость (гомеостаз), саморегуляция
и способность к эволюции. За 3,5
млрд. лет существования биосферы
на Земле происходили глобальные
изменения - смена климата, мощные
тектонические процессы, затопления
суши, движения материков, но биосфера
продолжала существовать и развиваться.
Все выше названные свойства
биосферы определяются совокупностью
всех живых существ на планете,
их способностью к размножению;
сложными взаимоотношениями между
собой и с неживой природой,
окружающей их; способностью к
эволюции; "обеспечение" круговорота
веществ в биосфере. Именно поэтому
В.И. Вернадский отводил главную
роль в существовании и развития
биосферы совокупности живых
организмов - "живому веществу"
- и выделял четыре функции
живого компонента биосферы: газовую,
окислительно-восстановительную, концентрационную
и почвообразовательную. В результате
происходящего метаболизма организмов
(фотосинтез, дыхание, брожение и
др.) регулируется и поддерживается
химический состав атмосферы.
Биогенное образование основных
ее газов - кислорода и азота
- было показано еще В.И. Вернадским,
а сейчас установлено биогенное
происхождение водорода (~ 50 %), окиси
углерода, аммиака и других газов.
Поступление и расход кислорода,
азота и углекислого газа регулируются
организмами. Создав миллионы
лет назад атмосферу Земли
организмы обусловили и формирование
озонового слоя, который защищает
все живое от губительного
ультрафиолетового излучения (ультрафиолет
обладает к тому же мощным
мутагенным и онкогенным воздействием).
Все выше сказанное раскрывает
смысл понятия - газовая функция
живого вещества. Увеличение концентрации
кислорода в атмосфере повлияло
на скорость и интенсивность
окислительно-восстановительных реакций
в литосфере и гидросфере и,
тем самым, интенсифицировало
круговорот веществ в биосфере.
Способность организмов концентрировать
(накапливать) в своих телах, скелетах
химические элементы, рассеянные в окружающей
среде, обуславливают участие живых организмов
в образовании осадочных пород - залежи
мела, известняка, кремнистые породы, торф,
уголь, нефть. Наконец, живые организмы
обуславливают процесс почвообразования.
Почва - особое природное тело, образующее
верхний слой литосферы и обладающее свойством
плодородия (т.е. способностью удовлетворять
потребности растений в питательных веществах,
влаге, воздухе и т.д.). Почва образуется
из продуктов разрушения поверхностных
слоев литосферы под действием микроорганизмов,
растений и животных. За счет минерализации
органических веществ отмирающих организмов
образуется особое органическое вещество
почвы - гумус (перегной).
Особое место
в трудах В.И.Вернадского занимает
концепция эволюции биосферы. Он
выделяет три этапа развития
биосферы. Первый этап - возникновение
первичной биосферы с биотическим
круговоротом веществ. Ведущие
факторы на этом этапе - геологические
и климатические изменения на
Земле. Второй этап - усложнение
структуры биосферы в результате
появления одноклеточных и многоклеточных
эукариотных организмов. Движущим
фактором выступает биологическая
эволюция. И, наконец, третий этап
- возникновение человеческого общества
и постепенное превращение биосферы
в ноосферу. Ведущим фактором
в этом процессе является разумная
деятельность человека, характеризующаяся
рациональным регулированием взаимоотношений
человека и природы.
14. 4. 2. Превращение
биосферы в ноосферу
Место человека в
биосфере имеет свою существенную специфику,
обусловленную биосоциальной природой
человека. Его существование, как
и всех других гетеротрофных организмов,
зависит от наличия органической
пищи, воздуха, воды и т.д. В то же
время, человек обладает особенностью,
выделяющей его из живой природы
- труд, творческая деятельность, производственные
отношения, определяющиеся его социальной
сущностью.
На ранних этапах
существования человека его деятельность
не нарушала равновесия в биосфере.
Потребляемые человечеством ресурсы
природы и продукты его жизнедеятельности
циркулировали в общем круговороте
веществ так же, как и других
видов живых существ. Но со
временем, в результате роста
численности людей и развития
цивилизации, все возрастает использование
природных ресурсов человеческим
обществом. Человек становится
мощным экологическим фактором,
нарушившим прежнее равновесие
в природе, биосфере.
Воздействия человека
на окружающую природу достигли
к настоящему времени планетарных
масштабов. В результате деятельности
человека происходят изменения
климата, ландшафтов, состава атмосферы,
видового и численного состава
живых существ. Повсеместное уничтожение
лесов приводит к снижению
выделения в атмосферу кислорода
и утилизации углекислого газа,
к эрозии почв, нарушению водного
режима и изменению климата.
Сжигая органическое топливо,
человек снижает содержание кислорода
в атмосфере (так, например, при
пробеге автомобилем 100 км пути
расходуется годовая норма кислорода
для одного человека). За последние
годы отмечается повышение содержания
углекислого газа в атмосфере,
накопление промышленной пыли. Это
ведет к возникновению "парникового
эффекта" - нарушению рассеивания
тепла с поверхности Земли
в космос, что приводит к постепенному
потеплению климата на планете.
По некоторым данным, за последние 30
лет средняя температура приземной атмосферы
повысилась на 10С. Если тенденция загрязнения
атмосферы сохранится, то через 30-50 лет
температура увеличится еще на 2-30С, что
приведет к таянию "полярных шапок"
и катастрофическому повышению уровня
мирового океана. В атмосферу ежегодно
поступают миллионы тонн загрязненных
веществ. Особую опасность представляет
сернистый газ, который соединяется с
парами воды и является причиной выпадения
кислотных дождей. Повсеместно на нашей
планете отмечается ухудшение состояния
водных систем в результате ирригационных
и мелиоративных мероприятий. Происходит
истощение подземных вод, массовая гибель
малых рек, сокращение крупных рек, высыхание
крупных водоемов (например, Арал).
Промышленные
и бытовые стоки, загрязняющие
гидросферу ядовитыми веществами,
солями тяжелых металлов, радионуклеотидами
и т.п., составляют 700 км3 в год (примерно,
3 % всего планетарного объема
воды). Тяжелый ущерб природным
водным системам наносит "тепловое
загрязнение" - сбросы термальных
вод. Значительно воздействие
человека на литосферу - распахивание
земель для сельскохозяйственных
нужд (сегодня 30% суши занято угодьями)
приводит к эрозии почв, их
засаливанию, поднятию грунтовых
вод. В результате деятельности
человека только на протяжении
последних столетий были уничтожены
многие виды растений и животных.
В числе последних такие, например,
как тур, стеллерова (морская)
корова, эпиорнис, дронт, странствующий
голубь и многие другие.
Рассматривая
переход биосферы в ноосферу ("сферу
разума"), В.И.Вернадский предполагал
плановое, научное использование
природных ресурсов, предусматривающее
восстановление в круговороте
веществ того, что человек нарушает.
До настоящего времени человечество
явно недостаточно уделяло внимания
проблемам охраны биосферы и
рационального природопользования.
Однако, в последней четверти 20-го
столетия проблемы окружающей
среды, регулирования взаимоотношений
между человеком и природой
становятся делом каждого человека.
Человечество вплотную приблизилось
к возможности глобальной экологической
катастрофы. Угроза собственному
существованию заставила человека
безотлагательно решать эти проблемы,
задействуя и людские ресурсы,
и значительные средства. Сегодня
существуют многочисленные правительственные
и общественные организации, научные
коллективы, нацеленные на оценку
состояния биосферы, разработку
международных и национальных
научных программ, научно-технических
проектов по восстановлению ущерба,
нанесенного природе; проведению
природоохранных мероприятий. В
промышленности, сельском хозяйстве,
на транспорте разрабатываются
и внедряются новые технологии,
направленные на снижение негативного
влияния человека на биосферу.
В политике сегодняшнего дня
проблемы экологии занимают одно
из ведущих мест, заключаются
многочисленные межгосударственные
договоры и соглашения по поводу
совместных действий в области
охраны природы и рационального
ее использования. Все эти процессы
подтверждают идеи В.И. Вернадского
о превращении биосферы в ноосферу
и дают основание человечеству
с оптимизмом смотреть в будущее.