Биосфера и цивилизация

     Литосфера.

     Основная  масса организмов, обитающих в  пределах литосферы, находится в  почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва  включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества - продукты жизнедеятельности организмов.

     Живые организмы (живое вещество).

     Хотя  границы биосферы довольно узки, живые  организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и в глубинах гидросферы и литосферы  организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным  образом на поверхности Земли, в  почве и в приповерхностном слое океана. Общую массу живых организмов оценивают в 2,43х1012т. Биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2% представлена зелеными растениями и 0,8% - животными  и микроорганизмами. Напротив, в  океане на долю растений приходится 6,3%, а на долю животных и микроорганизмов - 93,7% всей биомассы. Жизнь сосредоточена  главным образом на суше. Суммарная  биомасса океана составляет всего 0,03х10 12 т, или 0,13% биомассы всех существ, обитающих  на Земле.

     В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается  важная закономерность. Из общего числа  видов 21% приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99%. Среди животных 96% видов - беспозвоночные и только 4% - позвоночные, из которых  десятая часть - млекопитающие. Масса  живого вещества составляет всего 0,01-0,02% от косного вещества биосферы, однако она играет ведущую роль в геохимических  процессах. Вещества и энергию, необходимую  для обмена веществ, организмы черпают  из окружающей среды. Ограниченные количества живой материи воссоздаются, преобразуются  и разлагаются. Ежегодно, благодаря  жизнедеятельности растений и животных, воспроизводится около 10% биомассы. 

     4.2. Эволюция биосферы.

     Все компоненты биосферы тесно взаимодействуют  между собой, составляя целостную, сложно организованную систему, развивающуюся  по своим внутренним законам и  под действием внешних сил, в  том числе космических (солнечного излучения, гравитационных сил, магнитных  полей Солнца, Луны и др. небесных тел)

     По  современным представлениям, развитие безжизненной геосферы, т.е. оболочки, образованной .веществом Земли, происходило  на ранних стадиях существования  нашей планеты, миллиарды лет  назад. Изменения облика Земли были связаны с геологическими процессами, происходившими в земной коре, на поверхности  и в глубинных слоях планеты  и находили проявление в извержениях  вулканов, землетрясениях, подвижках  земной коры, горообразовании. Такие  процессы происходят и сейчас на безжизненных планетах солнечной системы и  их спутниках - Марсе, Венере, Луне.

     С возникновением жизни (саморазвивающихся  устойчивых форм) сначала медленно и слабо, затем все быстрее  и значительнее стало проявляться  влияние живой материи на геологические  процессы Земли.

     Деятельность  живого вещества, проникшего во все  уголки планеты, привела к возникновению  нового образования - биосферы - тесно  взаимосвязанной единой системы  геологических и биологических  тел и процессов преобразования энергии и вещества. Размеры преобразований, осуществляемых живой материей, достигли планетарных масштабов, существенно видоизменив облик и эволюцию Земли.

     Так, например, в результате процесса фотосинтеза - деятельности зеленых растений, образовался  современный газовый состав атмосферы, в ней появился кислород. В свою очередь на активность фотосинтеза  существенно влияет концентрация углекислого  газа в атмосфере, наличие влаги  и тепла.

     Почва является целиком результатом деятельности живого вещества в косной (неживой) среде. Решающая роль в этом процессе принадлежит климату, топографии, деятельности микроорганизмов и растений и  материнским породам. Биосфера, возникнув  и сформировавшись 1-2 млрд. лет назад (к этому времени относятся  первые обнаруженные остатки живых  организмов), находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.

     В биосфере, как в любой экосистеме, происходит круговорот воды, планетарные  перемещения воздушных масс, а  также биологический круговорот, характеризующийся емкостью - количеством  химических элементов, находяшихся одновременно в составе живого вещества в данной экосистеме, и скоростью - количеством живого вещества, образующегося и разлагающегося в единицу времени. В результате на Земле поддерживается большой геологический круговорот веществ, где для каждого элемента характерна своя скорость миграции в больших и малых циклах. Скорости всех циклов отдельных элементов в биосфере теснейшим образом сопряжены между собой

     Установившиеся  за многие миллионы лет круговороты  энергии и вещества в биосфере самоподдерживаются в глобальных масштабах, хотя локальные (местные) изменения структуры и особенностей отдельных экосистем (биогеоценозов), составляющих биосферу, могут быть значительными.

     Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось по безжизненным пространствам  планеты, занимая все потенциально доступные для жизни места, изменяя  их и превращая в места обитания. И уже в древние времена  различные жизненные формы и  виды растений, животных, микроорганизмов, грибов заняли всю планету. Живое  органическое вещество, можно найти  и в глубинах океана, и на вершинах самых высоких гор, и в вечных снегах Приполярья, и в горячих водах источников вулканических районов.

     Такую способность к распространению  живого вещества В.И.Вернадский назвал “всюдностью жизни”.

     Эволюция  биосферы шла по пути усложнения структуры  биологических сообществ, умножения  числа видов и совершенствования  их приспособляемости. Эволюционный процесс  сопровождался увеличением эффективности  преобразования энергии и вещества биологическими системами: организмами, популяциями, сообществами.

     Вершиной  эволюции живого на Земле явился человек, который как биологический вид  на основе многочисленных изменений  приобрел не только сознание (совершенную  форму отображения окружающего  мира), но и способность изготавливать  и использовать в своей жизни  орудия труда.

     Посредством орудий труда человечество стало  создавать фактически искусственную  среду своего обитания (поселения, жилища, одежду, продукты питания, машины и  многое другое). С этих пор эволюция биосферы вступила в новую фазу, где человеческий фактор стал мощной природной движущей силой.

     Биосфера  и человек. Ноосфера.

     Термин  “ноосфера” был предложен в1927 году французским математиком и философом  Э.Леруа. “Noos” - древнегреческое название человеческого разума.

     Первая  созданная человеком культура-палеолит (каменный век) - продолжалась примерно 20-30 тысяч лет. Она совпадала с  длительным периодом оледенения. Экономической  основой жизни человеческого  общества была охота на крупных животных: благородного и северного оленя, шерстистого носорога, осла, лошадь, мамонта, тура. На стоянках человека каменного  века находят многочисленные кости  диких животных - свидетельство успешной охоты. Интенсивное истребление  крупных травоядных животных привело  к сравнительно быстрому сокращению их численности и исчезновению многих видов. Если мелкие травоядные могли  восполнить потери от преследования  охотниками высокой рождаемостью, то крупные животные в силу эволюционной истории были лишены этой возможности. Дополнительные трудности возникли вследствие изменения природных  условий в конце палеолита. 10-12 тысяч лет назад наступило  резкое потепление, отступил ледник, леса распространились в Европе, вымерли  крупные животные. Это создало  новые условия жизни, разрушило  сложившуюся экономическую базу человеческого общества. Закончился период его развития, характеризовавшийся  только использованием пищи, т.е. чисто  потребительским отношением к окружающей среде.

     В следующую эпоху - эпоху неолита (новый каменный век) - наряду с охотой, рыбной ловлей и собирательством  все большее значение приобретает  процесс производства пищи. Делаются первые попытки одомашнивания животных и разведения растений, зарождается  производство керамики. Уже 9-10 тысяч  лет назад существовали поселения, среди остатков которых обнаруживают пшеницу, ячмень, чечевицу, кости домашних животных - коз, свиней, овец. Развиваются  зачатки земледельческого и скотоводческого  хозяйства. Широко используется огонь  и для уничтожения растительности в условиях подсечного земледелия, и как средство охоты. Начинается освоение минеральных ресурсов, зарождается  металлургия.

     Возникновение антропоценозов.

     Рост  населения, качественный скачок в развитии науки и техники за последние  два столетия, и особенно в наши дни, привели к тому, что деятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы. Возникли антропоценозы (от греческого anthropos - человек, koinos - общий, общность) - сообщества организмов, в которых человек является доминирующим видом, а его деятельность-определяющей состояние всей системы. В.И.Вернадский считал, что влияние научной мысли и человеческого труда обусловили переход биосферы в новое состояние - ноосферу (сферу разума)[3]. Сейчас человечество использует для своих нужд все большую часть территории планеты и все большие количества минеральных ресурсов. 

     4.3. Природные ресурсы  и их использование.

     Биологические, в том числе пищевые, ресурсы  планеты обуславливают возможности  жизни человека на Земле, а минеральные  и энергетические служат основой  материального производства человеческого  общества. Среди природных богатств планеты различают исчерпаемые и неисчерпаемые ресурсы.

     Неисчерпаемые ресурсы.

     Неисчерпаемые ресурсы подразделяются на космические, климатические и водные. Это энергия  солнечной радиации, морских волн, ветра. С учетом огромной массы воздушной  и водной среды планеты неисчерпаемыми считают атмосферный воздух и  воду. Выделение это относительно. Например, пресную воду уже можно  рассматривать как ресурс исчерпаемый. поскольку во многих регионах земного шара возник острый дефицит воды. Можно говорить и о неравномерности ее распределения, и невозможности ее использования из-за загрязнения. Условно считают и кислород атмосферы неисчерпаемым ресурсом.

     Современные ученые-экологи полагают, что при  современном уровне технологии использования  атмосферного воздуха и воды этим ресурсы можно рассматривать  как неисчерпаемые только при  разработке и реализации крупномасштабных программ, направленных на восстановление их качества

     Исчерпаемые ресурсы

     Исчерпаемые ресурсы делятся на возобновляемые и невозобновляемые.

     К возобновляемым относятся растительный и животный мир, плодородие почв. Из числа восполняемых природных ресурсов большую роль в жизни человека играет лес. Лес имеет немаловажное значение как географический и экологический  фактор. Леса предотвращают эрозию почвы, задерживают поверхностные  воды, т.е. служат влагонакопителями, способствуют поддержанию уровня грунтовых вод. В лесах обитают животные, представляющие материальную и эстетическую ценность для человека: копытные, пушные звери и дичь. В нашей стране леса занимают около 30% всей ее суши и являются одним из природных богатств.

     К невосполнимым ресурсам относятся  полезные ископаемые. Их использование  человеком началось в эпоху неолита. Первыми металлами, которые нашли  применение, были самородные золото и  медь. Добывать руды, содержащие медь, олово, серебро, свинец умели уже  за 4000 лет до н.э. В настоящее время  человек вовлек в сферу своей  промышленной деятельности преобладающую  часть известных минеральных  ресурсов. Если на заре цивилизации  человек использовал для своих  нужд всего около 20 химических элементов, в начале XX века - около 60, то сейчас более 100 - почти всю таблицу Менделеева. Ежегодно добывается (извлекается из геосферы) около 100 млрд. т руды, топлива, минеральных удобрений, что приводит к истощению этих ресурсов. Из земных недр извлекается все больше различных руд, каменного угля, нефти и газа. В современных условиях значительная часть поверхности Земли распахана или представляет собой полностью или частично окультуренные пастбища для домашних животных. Развитие промышленности и сельского хозяйства потребовало больших площадей для строительства городов, промышленных предприятий, разработки полезных ископаемых, сооружения коммуникаций. Таким образом к настоящему времени человеком преобразовано около 20% суши.

     Значительные  площади поверхности суши исключены  из хозяйственной деятельности человека вследствие накопления на ней промышленных отходов и невозможности использования  районов, где ведется разработка и добыча полезных ископаемых.