Федеральное агентство по образованию

      ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СИБИРСКАЯ АКАДЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ» 
 
 
 
 
 
 
 

КАФЕДРА РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭКОНОМИКИ 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: Концепции современного естествознания 
 
 

 «Космос и биосфера» 
 
 
 
 
 
 

Выполнила:

студентка 1-го курса гр.08114 Литвиненко О.А.

Научный руководитель: старший преподаватель Гаврилова Н.Г. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Новосибирск 2008

       

Содержание

      Введение 3

      Космос 3

      Общие фундаментальные принципы и законы 4

      Происхождение жизни 5

      Биосфера Земли 7

      Биосфера в мировой среде 8

      Биосфера как область превращений космической энергии 12

      Взаимосвязь космоса и живой природы 14

      Влияние Солнца на экологические процессы Земли. 16

      Заключение 18

      Список используемой литературы 19

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

      Когда зародилась земля, биосфера земли была другой, под влиянием космоса она изменялась, до того состояния в котором мы привыкли ее видеть. По скольку космос это что-то огромное, в него входит очень много элементов, то каждый элемент может воздействовать на Землю, на биосферу, на жизнь. Таковыми являются Солнце, Луна, метеориты, другие планеты. Но эта связь не односторонняя, не только космос может влиять на земные процессы, но и человек может влиять на космические процессы, использовать космос в своих интересах.

      Сегодня уже возникают и практические проблемы влияния человека на космос. Так, в связи с регулярными космическими полетами есть вероятность непреднамеренного заноса в космос, в частности на другие планеты, живых организмов. Или использовать другие планеты, как новое место обитания человечества.

      Изучая взаимосвязь космоса и биосферы, человечество использует эти знания для улучшения жизни, для защиты от его неблагоприятного воздействия.

      Например, влияния Солнца на жизнедеятельность живых организмов. Наше светило испускает волновой спектр, инфракрасные лучи нагревают Землю, ультрафиолетовые волны поглощаются зелеными растениями, которые дают нам кислород.

      В.И. Вернадский, говоря о факторах, влияющих на развитие биосферы, подчеркивал, что без космических светил, жизнь на Земле не могла бы существовать вообще.

Космос

      Глядя на усеянное звездами небо, человек приходит в восторг, не оставаясь равнодушным к созерцаемому. Звезды и бескрайнее небесное пространство всегда притягивали и притягивают всех: и самого обыкновенного человека, и поэта, и ученого. Но для ученых, естествоиспытателей звездное небо - не только предмет восторга и наслаждения, но и увлекательный, неисчерпаемый объект исследований.

      В ясную погоду в безлунную ночь невооруженным глазом можно наблюдать на небосводе до трех тысяч звезд. Но это лишь небольшая часть тех звезд и других космических объектов, из которых состоит Космос.

      А что все таки такое космос?

      По современным данным, слово космос является синонимом слову Вселенная. Вселенная - это самая крупная материальная система, - это весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по форме, которые принимает материя в процессе своего развития.

      Вселенная -- обычно определяется как совокупность всего, что существует физически. Вселенная - это весь окружающий нас бесконечный мир. Это другие планеты и звёзды, космическое пространство, наша планета Земля, её растения и животные, ты и я - всё это Вселенная.

      Больше всего на свете - сама Вселенная, охватывающая и включающая в себя все планеты, звёзды, галактики, скопления, сверхскопления и ячейки.

      Планеты, звёзды, галактики поражают нас удивительным разнообразием своих свойств, сложностью строения. А как устроена вся Вселенная, Вселенная в целом ?

      Её главное свойство - однородность. Об этом можно сказать и точнее. Представим себе, что мы мысленно выделили во Вселенной очень большой кубический объем, с ребром в 500 миллионов световых лет. Подсчитаем, сколько в нем галактик. Произведём такие же подсчёты для других, но столь же гигантских объемов, расположенных в различных частях Вселенной. Если все это проделать и сравнить результаты, то окажется, что в каждом из них, где бы их ни брать, содержится одинаковое число галактик. То же самое будет и при подсчёте скоплений или даже ячеек.

      Вселенная предстаёт перед нами всюду одинаковой - «сплошной» и однородной. Проще устройства и не придумать. Нужно сказать, что об этом люди уже давно подозревали. Указывая из соображений максимальной простоты устройства на общую однородность мира, замечательный мыслитель Паскаль (1623-1662) говорил, что мир - это круг, центр которого везде, а окружность нигде. Так с помощью наглядного геометрического образа он утверждал однородность мира.

      В однородном мире все «места» равноправны и любое из них может претендовать на то, что оно - Центр мира. А если так, то, значит, никакого центра мира вовсе не существует.

      У Вселенной есть и ещё одно важнейшее свойство, но о нем никогда даже и не догадывались. Вселенная находиться в движении - она расширяется. Расстояние между скоплениями и сверхскоплениями постоянно возрастает. Они как бы разбегаются друг от друга. А сеть ячеистой структуры растягивается.

      Во все времена люди предпочитали считать Вселенную вечной и неизменной. Эта точка зрения господствовала вплоть до 20-х годов нашего века. В то время считалось, что она ограничена размерами нашей Галактики. Пути могут рождаться и умирать, Галактика все равно остается все той же, как неизменным остается лес, в котором поколение за поколением сменяются деревья.

      Настоящий переворот в науке о Вселенной произвели в 1922 - 1924 годах работы ленинградского математика и физика А. Фридмана. Опираясь на только что созданную тогда А. Эйнштейном общую теорию относительности, он математически доказал, что мир - это не нечто застывшее и неизменное. Как единое целое он живет своей динамической жизнью, изменяется во времени, расширяясь или сжимаясь по строго определённым законам.

      Фридман открыл подвижность звёздной Вселенной. Это было теоретическое предсказание, а выбор между расширением и сжатием нужно сделать на основании астрономических наблюдений. Такие наблюдения в 1928 - 1929 годах удалось проделать Хабблу, известному уже нам исследователю галактик.

      Он обнаружил, что далёкие галактики и целые их коллективы движутся, удаляясь от нас во все стороны. Но так и должно выглядеть, в соответствии с предсказаниями Фридмана, общее расширение Вселенной.

      Конечно, это не означает, что галактики разбегаются именно от нас. Иначе мы вернулись бы к старым воззрениям, к докоперниковой картине мира с Землёй в центре. В действительности общее расширение Вселенной происходит так, что все они удаляются друг от друга, и из любого места картина этого разбегания выглядит так, как мы видим её с нашей планеты.

      Если Вселенная расширяется, то, значит, в далёком прошлом скопления были ближе друг к другу. Более того: из теории Фридмана следует, что пятнадцать - двадцать миллиардов лет назад ни звёзд, ни галактик ещё не было и всё вещество было перемешано и сжато до колоссальной плотности. Это вещество было тогда и немыслимо горячим. Из такого особого состояния и началось общее расширение, которое привело со временем к образованию Вселенной, какой мы видим и знаем её сейчас.

Общие фундаментальные принципы и законы

      Чтобы понять законы экологии и представить себе возможные последствия неудачного сосуществования человека с природой, необходимо понять, что такое жизнь, как она возникла, какова ее цель, есть ли общие принципы и законы Космоса, в частности, в отношении к жизни.

      Несколько слов об общих принципах и законах мироздания. Физике известно большое число полей: акустические, аэродинамические, гравитационные, ионные, радиационные, температурные, электромагнитные и т.д. Современные данные свидетельствуют о том, что все физические поля имеют единую электродинамическую природу. С более общих, естественнонаучных, позиций учения В.И. Вернадского можно говорить о единстве живой и неживой природы, о едином поле, связывающем в общее целое исключительно мелкие объекты (микромир), чрезвычайно крупные (Вселенную) и наиболее сложные (жизнь).

      В микромире в роли фундаментальных частиц Мироздания выступают: нейтрон, электрон, протон, а также биологическая клетка. В природе сохраняются и квантуются следующие величины: энергия, импульс, угловой момент, электрический заряд, жизнь.

      Для нас Вселенная в ранговой последовательности - это планеты Солнечной системы, звезды, рассеянные скопления, межгалактическое пространство, галактики. Процессы в микромире измеряются секундами, процессы во Вселенной (например, эволюция галактики) - десятками и сотнями миллиардов лет. Но физические процессы в этих системах одинаковы.

      Существуют три основополагающих принципа Вселенной:

      Первый космологический принцип утверждает, что Вселенная пространственно однородна и изотропна.

      Второй космологический принцип Джордано Бруно гласит: характеризующие Вселенную константы (например, радиус гравитационного взаимодействия, средняя плотность вещества) не зависят от времени.

      Третий принцип актуализма Лайеля утверждает, что законы природы не меняются с ходом времени.

      Как определенный постулат следует рассматривать утверждение: всякое взаимодействие имеет материальный носитель физических взаимодействий.

      Другой фундаментальный принцип Мироздания - закон сохранения энергии (первое начало термодинамики).

      Как следствие второго закона термодинамики еще один важный постулат: изолированных систем не существует.

      Аналогию между взаимодействием в физическом мире и живой природе (это деление условно, но, как увидим далее, принципиально) можно проследить на примере знаменитых экологических законов Б. Коммонера:

      * ничто не дается даром (принцип сохранения);

      * все должно куда-то деваться (принцип сохранения);

      * все связано со всем (отсутствие изолированных систем);

      * природа знает лучше (первенство природы).

      В биологии наблюдается способность живых систем реагировать на изменения внешних и внутренних условий и динамически возобновлять структуру, электрохимический состав, свойства (явления гомеостаза). В масштабах пространства и времени существует равновесие между процессами прироста и убыли жизненных сил.