Учение о биосфере и её эволюции.

Основоположником современного учения о биосфере является выдающийся русский геохимик Владимир Иванович Вернадский (1868 – 1945). Согласно учению Вернадского с момента возникновения жизни на нашей планеты, а это ориентировочно 3,4 – 4 миллиарда лет назад происходил процесс длительного формирования определенного единство живой и костной материи, то есть биосферы (от греческого биос – жизнь, сфера – шар).

Биосфера – это наружная оболочка Земли, область распространения жизни, которая включает все живые организмы и все элементы неживой природы, образующие среду обитания живых. Согласно Вернадскому жизнь подчиняет себе другие планетарные процессы и определяет химическое состояние наружной коры нашей планеты. Живые организмы существующие, стареющие и умирающие в течение сотен миллионов лет порождают всеобщий планетарный процесс – миграцию химических элементов и движение земных атомов. Живое вещество Вернадский рассматривал в качестве носителя свободной энергии в биосфере.

Биосфера включает нижнюю часть атмосферы (аэробиосферу), всю гидросферу (гидробиосферу) и терробиосферу (поверхность самой суши), а также литосферу (литобиосферу – верхние горизонты твердой земной оболочки). В пределах биосферы выделяют 2 категории слоёв: собственно биосферу, где живое вещество локализовано постоянно (экубиосфера), а также расположенные выше парабиосфера и ниже её метабиосфера. В эти слои живые организмы могут попадать лишь случайно. Общая протяженность эубиосферы по вертикали составляет 12 – 17 км. У некоторых авторов эта протяженность немного другая.

Верхней границей биосферы (включая парабиосферу) является так называемый озоновый экран, озоновый слой.

Озоновый экран (озоносфера) – это слой атмосферы в пределах стратосферы, расположенной на разной высоте от поверхности земли и имеющий наибольшую плотность (концентрацию молекул) озона на высоте 22 – 26 км.

Высота озонового слоя у полюсов оценивается в 7 – 8 км, у экватора 17 – 18 км, а максимальная высота присутствия озона это 45 – 50 км. Выше озонового экрана существование жизни без специальной защиты невозможно из – за жесткого ультрафиолетового излучения солнца.

Метабиофера не опускается ниже 10 – 15 км. Нижней границей эубиосферы считаются донные отложения океана и верхние горизонты литосферы, подвергающиеся ныне или подвергавшиеся в прошлом воздействию живых организмов. К биосфере относятся некоторые полезные ископаемые, в частности каменный уголь – продукт фотосинтеза растений в прошлые геологические эпохи. С учетом протяженности всех названных слоев по вертикали общая мощность биосферы оценивается в 33 – 35 км.

Биотические компоненты биосферы включают растения (фитосфера), животных (зоосфера) и микроорганизмы (микробосфера).

Более 99% всего вещества в верхних слоях литосферы (в литобиосфере) трансформировано живыми организмами. Для осуществления подобной работы организмы должны обладать значительной энергией и биомассой. Суммарная величина которой оценивается примерно 4*10¹²тонн, биомасса обитателей океана значительно меньше, чем биомасса обитателей суши, которая составляет 4,42*10¹². По оценкам других ученых биомасса живых организмов материковых систем составляет 1,8*10¹²тонн, а морских 10⁹тонн.

Понятие биосферы как сферы обитания живых организмов или сферы занятой жизнью было предложено в 1875 году австрийским ученым Зюссом, позднее Вернадский подошел к биосфере как к планетной среде, в которой распространено живое вещество. Ряд ученых рассматривали биосферу, как совокупность живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Вернадский считал, что живое вещество (в биохимическом понимании) не может быть оторвано от биосферы, функцией которой оно является. Биосфера есть область превращения космической энергии, так как космические излучения, идущие от небесных тел, охватывают биосферу, проникают сквозь всю неё и всё в ней. Согласно Вернадскому биосфера есть планетное явление космического характера.

Биосфера – это биологическая земная оболочка не только охваченная жизнью, но и структурно ею организованна. Биосфера, как планетная система входит в более крупную надсистему земли, обладающую единством взаимодействий земных и космических процессов. Биосфера не хаос разрозненных составляющих, а некоторое единое и связное целое. Термодинамический уровень организованности биосферы выражается наличии двух взаимосвязанных слоев. В верхнем освещенном (фотобиосфера) где существуют фотосинтезирующие организмы и нижнем почвенном (афотобиосфера), где расположена зона подземной жизни.

Биосфера является единственным местом обитания человека и других живых организмов, причем из построений Вернадского и ряда других ученых следует закон незаменимости биосферы.

Биосфера – это единственная система обеспечивающая устойчивость среды обитания при любых возникающих возмущениях. Нет никаких оснований надеяться на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества.

Из этого закона следует, что конечность задачей охраны природы является сохранение биосферы, как естественного и единственного места обитания человеческого общества.

Современные философские концепции сводятся к тому, что процесс взаимодействия общества и биосферы должен быть управляем во взаимных интересах с тем, чтобы неизбежный научно – технический прогресс не привел к деградации биосферы как среды обитания общества. Данный этап эволюции биосферы рассматривают в качестве этапа разумного развития, то есть ноогенеза (от греческого ноос – разум). Соответственно происходит постепенное превращение биосферы в ноосферу. Понятие ноосфера введено в 19 веке французским ученым Леруа (Ле Руа) и развита далее Тейар де Шарденом.

Под этим термином они понимали особую оболочку земли, включающую общество с индустрией, языком, хозяйственной деятельностью, религией и всеми иными атрибутами. Ноосфера рассматривалась в качестве некоторого мыслящего пласта, разворачивающего над биосферой вне её.

Вернадский считал, что ноосфера это новое геологическое явление на земле. В ней впервые человек становится мощной геологической силой, но мыслить и действовать человек, как и все живое может только в области распространения жизни, то есть в биосфере с которой он неразрывно связан и из которой не может уйти. Закон ноосферы Вернадского имеет следующую формулировку: Биосфера неизбежно превратится в ноосферу, то есть в сферу где разум человека будет играть доминирующую роль в развитии системы человек – природа. Смысл закона ноосферы видится в том, что люди будут управлять не природой, прежде всего собой (Рей Месс 1992 год).