Концепция современного естествознания

      Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

      Биосфера  охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

• Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.

     Атмосфера имеет несколько слоев:

• тропосфера – нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9–17 км);
• стратосфера;
• ноносфера – там “живое вещество” отсутствует.

• Гидросфера – водная оболочка Земли. 

• Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

   Постепенно  идея о тесной взаимосвязи между  живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и  их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы  все настойчивее проникала в  сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях.

   Перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким  образом и в какой мере живое  вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Огромный вклад в построение данной концепции внес выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).

   Центральным в этой концепции является понятие о живом веществе, которое В.И. Вернадский определяет как совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В.И. Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.

      Это воздействие сказывается, прежде всего, в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.

      Помимо  живого вещества в структуре биосферы Вернадский также выделял косное (атмосфера, минералы, горные породы и  так далее) и биокосное вещество, образованное из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды). Однако главенствующая роль во всех процессах, протекающих на поверхности Земли и в земной коре, принадлежит живому веществу.

      Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, постольку можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно, поэтому В.И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

        Учитывая, что человечество есть  составляющая часть “живого вещества”,  то учение Вернадского о биосфере  представляет собой новый крупный  шаг в понимании не только  живой природы, но и ее неразрывной связи с исторической деятельностью человечества. 
 

2.2. Влияние деятельности человека на биосферу. Охрана природы и перспективы рационального природопользования 

      Не  только природа оказывает влияние  на человека, существует и обратная связь: человечество с его социальными законами развития и мощной техникой вполне способно влиять на вековой ход биосферных процессов.

      В предыдущей главе мы рассмотрели, как  жизнь на Земле сама стабилизирует  условия своего существования, что  дает ей возможность развиваться  бесконечно долго. Однако нельзя не остановится более подробно на воздействии человека на биосферу, поскольку данное воздействие, в большинстве своем, носит негативный характер и провоцирует действие ультимативных факторов среды в более жесткой форме. 

      Возобновление источников существования и развития присуще именно жизни на Земле. На 1-й Межправительственной конференции по рациональному использованию ресурсов биосферы в 1968 году в Париже впервые понятие "биосфера" вошло в международный лексикон и было признано, что человечество существует в рамках биосферы как ее важная составная часть и использует ее ресурсы.

      Современное представление о биосфере как  о глобальной саморегулирующейся системе  было заложено академиком В. Вернадским. Саморегуляция биосферы - результат способности живого вещества (организмов) создавать и использовать в процессе переработки различные вещества, способности его к воспроизведению. Развитие сферы жизни обеспечивается процессами миграции и преобразования вещества и энергии в грандиозном планетарном круговороте - биогеохимических циклах важнейших элементов и соединений. Так, биосфера накапливает и перераспределяет огромные ресурсы энергии, преобразуя земную поверхность, прилегающую  к ней атмосферу, гидросферу.

      Безусловно, биосфера располагает огромными ресурсами для собственного развития, позволяющими в широких пределах сохранение балансов вещества и энергии, экологического равновесия. Собственно, это обстоятельство и позволило экономике человека не "считаться" с ресурсами биосферы, поскольку сама она еще пока справляется с возмущающими воздействиями.

      Настоящие сдвиги в биосферных процессах начались в XX веке в результате очередной  промышленной революции. Бурное развитие энергетики, машиностроения, химии, транспорта привело к тому, что человеческая деятельность стала сравнима по масштабам с естественными энергетическими и материальными процессами, происходящими в биосфере. Интенсивность потребления человечеством энергии и материальных ресурсов растет пропорционально численности населения и даже опережает его прирост. В.И. Вернадский писал: "Человек становится геологической силой, способной изменить лик Земли". 

      Представление о природе как о бездонной  кладовой, откуда можно безмерно и  безвозмездно черпать ресурсы для  развития производства, не соответствует действительности. Изменения компонентов биосферы. Ее балансов, не должны выходить за определенные границы, иначе под угрозой окажутся сложившиеся эволюционно взаимосвязи, присущие биосфере как системе. Саморегуляция ее не беспредельная, а необратимые изменения чреваты опасностью для будущего существования человечества.

      Последствия антропогенной (предпринимаемой человеком) деятельности проявляется в истощении  природных ресурсов, загрязнении  биосферы отходами производства, разрушении природных экосистем, изменении структуры поверхности Земли, изменении климата. В соответствии с изменением плотности населения меняется и степень воздействия человека на окружающую среду. При современном уровне развития производительных сил деятельность человеческого общества сказывается на биосфере в целом. Так, можно привести конкретные примеры воздействия человека на окружающую среду, имеющие необратимые последствия.

• Сегодня по данным ученых ежегодно в мире в результате деятельности человека в атмосферу поступает 25,5 млрд. т. оксидов углерода, 190 млн. т. оксидов серы, 65 млн. т оксидов азота, 1,4 млн. т фреонов, органические соединения свинца, углеводороды, в том числе канцерогенные, большое количество твердых частиц (пыль, копоть, сажа).

      Глобальное  загрязнение атмосферного воздуха сказывается на состоянии природных экосистем, особенно зеленого покрова нашей планеты.

   Кислотные дожди, вызываемые главным образом  диоксидом серы и оксидами азота, наносят огромный вред лесным биоценозам. Основная причина загрязнения атмосферы - сжигание природного топлива и металлургическое производство. Если в XIX и начале ХХ века поступающие в окружающую среду продукты сгорания угля и жидкого топлива почти полностью ассимилировались растительностью Земли, то в настоящее время содержание продуктов сгорания неуклонно возрастает.

    Содержание  углекислого газа в атмосфере  за последние 100 лет увеличилось  более чем на 10%. Углекислый газ  препятствует тепловому излучению  в космическое пространство, создавая там так называемый “парниковый эффект”, т.е. увеличение средней температуры атмосферы на несколько градусов, что способно вызвать таяние ледников полярных областей, повышение уровня Мирового океана, изменение его солености, температуры и другие неблагоприятные последствия.

• Вода - самое распространенное неорганическое соединение на планете; вода - основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном  движущем процессе на Земле - фотосинтезе.

   Масштабы  использования водных ресурсов быстро увеличиваются. Это связано с ростом населения и улучшением санитарно-гигиенических условий жизни человека, развития промышленности и орошаемого земледелия. Суточное потребление воды на хозяйственно-бытовые нужды в сельской местности составляет 50 л на 1 человека, в городах - 150 л. Промышленность поглощает 85% всей воды, расходуемой в городах,  оставляя на хозяйственно-бытовые цели около 15% .

      Еще больше воды необходимо для орошения. При сохранении таких темпов потребления  и с учетом прироста населения  и объемов производства к 2100 году человечество может исчерпать все запасы пресной воды.

      Кроме высокого уровня расхода, нехватки воды растет ее загрязнение вследствие сброса в реки отходов промышленности и  особенно химического производства и коммуникационных сточных вод.

• Пострадал также почвенный покров: в результате развития хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение (эрозия).
• В своем стремлении создать более благоприятные условия своего существования человечество нанесло непоправимый ущерб животному и растительному миру: с лица Земли исчезли целые виды.

      Необходимо  помнить, что каждый вид занимает определенное место в биоценозе, в цепи питания, и заменить его  не может никто. Исчезновения того или  иного вида ведет к уменьшению устойчивости биоценозов и биосферы в целом.

      Таким образом, стремясь к улучшению условий  своей жизни человечество постоянно  наращивает темпы материального  производства, не задумываясь о последствиях, которые чреваты угрозой существования  как биосферы, так и самого человека.

      В этом отношении, как писал академик Е. Федоров, вопрос состоит в том, "...будем ли мы способны так менять природную среду, чтобы сочетать естественные процессы с теми процессами, которые привносятся в природу, чтобы эти изменения не вредили человечеству...". Привносимые процессы - хозяйственная деятельность человека, и она нуждается в ресурсах для своего развития. Но какова взаимосвязь ресурсов природы и хозяйства человека?

      Экономическая сторона этого вопроса выглядит следующим образом.  При хозяйственном  развитии, пока не достигнут "порог",  за которым уже нарушается нормальное развитие экологических систем, сохранение экологических взаимосвязей, нам  часто представляется, что экономика развивается эффективно. Потому что мерило здесь - затраты производства. (А если мы не утруждаем себя тем, чтобы, например, создавать сложные и дорогостоящие очистные сооружения, сбрасываем сточные воды просто в реки и водоемы - не имеется дополнительных затрат.) Но если и дальше пытаться расти экономически, не сберегая, не восполняя ресурсы биосферы, то, как показывают расчеты, с неизбежностью наступит разрушение экономики, поскольку экономический ущерб только от загрязнения природы превысит все экономические эффекты, полученные в процессе производства. Вот почему человечество вступает сейчас в такую стадию экономического развития, когда часть наших хозяйственных ресурсов должна быть обращена на то, чтобы в известном смысле помогать природе в деле восполнения ее ресурсов.

      Таким образом, говоря о ресурсах биосферы как невосполнимых богатствах человечества, хотелось бы подчеркнуть, что со хранение их возможно только на пути экономного, эффективного и комплексного использования  природных ресурсов в процессе воспроизводства в экономике человека.