Początki teorii biosfery i świadomość związku wielu procesów zachodzących w zewnętrznych powłokach Ziemi były już w pracach poprzedników. Ale taki holistyczny i kompletny system wyobrażeń o „komedii życia” VI Vernadsky sformułował w swoich pracach po raz pierwszy w historii ludzkości

Nasz genialny rodak – pierwszy prezes Akademii Nauk Ukrainy Wołodymyr Iwanowicz Wernadski był jednym z pierwszych, którzy postrzegali Ziemię jako jeden żywy organizm, w którym na pierwszy rzut oka zachodzą zupełnie inne procesy w trzech zewnętrznych sferach Ziemi – litosfera , hydrosfera i atmosfera – ściśle ze sobą powiązane.

VI Vernadsky był także jednym z pierwszych, którzy zdali sobie sprawę z ogromnego transformującego wpływu żywych organizmów na wszystkie trzy zewnętrzne powłoki Ziemi w skali planetarnej, bliskiej interakcji i współzależności wszystkich form życia. To dało mu impuls do stworzenia kompleksowej teorii biosfery, czyli części zewnętrznych powłok naszej planety, która jest bezpośrednio związana z istnieniem życia na Ziemi. Vernadsky VI (1934) podał następującą definicję biosfery: „biosfera jest skorupą życia – królestwem żywej materii”.

Vernadsky wyróżnia transformacyjny wpływ na Ziemię jednej z form życia – człowieka poprzez swoje inteligentne działania i przewiduje szybki wzrost głębokości i skali tego wpływu. Obiekty naturalne, które już zostały dotknięte działalnością człowieka, odwołuje się do „noosfery” lub „sfery umysłu” i przewiduje, że noosfera będzie się gwałtownie rozszerzać, obejmując coraz większą powierzchnię Ziemi – od jej głębi po najwyższe warstwy Ziemi. atmosfera.

Złoty fundusz światowej nauki obejmował dzieło VI Vernadsky’ego „Kilka słów o noosferze”, które ukazało się w 1944 roku. Tutaj w skoncentrowanej formie przedstawiona jest jego wizja procesu ewolucyjno-historycznego, perspektywy przyszłości ludzkości jako zjawiska kosmicznego. Główna idea: pod wpływem rozwoju nauki i wiedzy biosfera powinna stać się noosferą, czyli królestwem rozumu, w którym panują prawa mądrości i harmonii.

Pisał: „Cała ludzkość staje się potężną siłą geologiczną. A przed nim, przed jego myślą i pracą, pojawia się kwestia restrukturyzacji biosfery w interesie wolnomyślącej ludzkości jako całości”.

VI Vernadsky uważał, że noosfera jest stanem biosfery, w którym kierowany przez niego umysł i dzieło człowieka powinny się zamanifestować jako nowa, bezprecedensowa siła geologiczna na planecie.

Życie na Ziemi zależy również bezpośrednio od szeregu czynników kosmicznych, z których za najważniejszy (ale nie jedyny) zawsze uważano promieniowanie Słońca. Świadomość przeobrażającego wpływu życia na jedno z ciał kosmicznych – planetę Ziemię i bezpośrednie powiązanie życia ziemskiego z czynnikami kosmicznymi pozwoliło VI Vernadsky’emu wyrazić swoją znaną na całym świecie tezę: życie na Ziemi – zjawisko kosmiczne. Według niego zarodki życia przenoszone są z kosmosu na wszystkie planety, które powstają we wszechświecie, a następnie w sprzyjających warunkach różne formy życia mogą ewoluować, różnicować się i doskonalić – w zależności od specyficznych warunków planety, wysyłając zarodki życia w kosmos do wszystkich innych planet wszechświata.

Początki teorii biosfery i świadomość związku wielu procesów zachodzących w zewnętrznych powłokach Ziemi były już w pracach poprzedników. Ale taki holistyczny i kompletny system wyobrażeń o „komedii życia” VI Vernadsky sformułował w swoich pracach po raz pierwszy w historii ludzkości.

Wszystkie żywe istoty w biosferze tworzą żywą materię. Żywe organizmy odgrywają bardzo ważną rolę w procesach geologicznych kształtujących oblicze Ziemi. Skład chemiczny współczesnej atmosfery i hydrosfery determinowany jest aktywnością organizmów. Dla formowania się litosfery ważne są również organizmy – większość skał, i to nie tylko osadowych, ale także takich jak granit, w taki czy inny sposób związany z biosferą.

Substancja mineralna jest przetwarzana przez życie, przekształcana w nową jakość. Żywe organizmy nie tylko dostosowują się do warunków środowiskowych, ale także aktywnie je zmieniają. W ten sposób żywa i nieożywiona materia na Ziemi tworzą harmonijną całość.

Istotą nauczania VI Vernadsky’ego jest to, że najwyższa forma rozwoju matki na Ziemi – życie – uśrednia inne procesy planetarne.

Nie będzie przesadą stwierdzenie, że na stan chemiczny zewnętrznej skorupy naszej planety, biosfery, całkowicie wpływa życie, czyli organizmy żywe.Niewątpliwie energia, która nadaje biosferze jej normalny wygląd, jest pochodzenia kosmicznego. to żywe organizmy, czyli całość życia, które przekształcają tę kosmiczną energię promieniowania w ziemską, chemiczną i tworzą nieskończoną różnorodność naszego świata.Główne jest to, że trwające setki milionów lat nieustanne generowanie pokoleń, ich pochodzenie i reprodukcja dają początek jednemu z najwspanialszych zjawisk planetarnych, które nie istnieją nigdzie poza biosferą”.

Jednym z przejawów aktywności biologicznej organizmów jest szybkość ich reprodukcji. Jednokomórkowe glony okrzemkowe są teoretycznie zdolne do tworzenia masy żywej materii równej masie Ziemi we wszystkie dni, aby podwoić ją w ciągu następnego dnia.

Według współczesnych szacunków sucha masa żywej materii na Ziemi wynosi 2-3 biliony ton. To bardzo mało w porównaniu z głównymi obszarami Ziemi. Żywa materia różni się od nieożywionej niezwykle wysoką aktywnością, w szczególności bardzo szybkim cyklem substancji. Cała żywa materia w biosferze odnawia się średnio w ciągu ośmiu lat. Życiowej aktywności trianu, roślin i mikroorganizmów towarzyszy ciągły metabolizm między organizmami a środowiskiem, w wyniku którego wszystkie pierwiastki chemiczne skorupy ziemskiej, atmosfery i hydrosfery wielokrotnie wchodziły w skład pewnych organizmów.

Żywe organizmy odgrywają ogromną rolę w akumulacji energii słonecznej. Na przykład złoża węgla to nic innego jak energia słoneczna gromadzona przez zielone rośliny z minionych epok geologicznych. Możliwe jest również określenie charakteru wielu minerałów, w tym węglanu wapnia, który tworzy ogromne masy wapienia i jest prawie w 100% biogenny. Żywe organizmy odgrywają ważną rolę w akumulacji wielu metali, takich jak żelazo, miedź, mangan. Ogromne znaczenie dla biosfery i działalności gospodarczej człowieka ma obieg azotu, siarki, fosforu i innych pierwiastków.

Żywa materia znacznie przyspieszyła i zmieniła cykl w biosferze różnych substancji – wody, tlenu, azotu, dwutlenku węgla i innych.

Powstawanie żywej materii i jej rozkład to dwie strony jednego procesu zwanego biologicznym cyklem pierwiastków chemicznych. Życie to cykl pierwiastków między organizmami a środowiskiem.

Powodem cyklu są ograniczone elementy, z których zbudowany jest organizm. Cykl biologiczny to powtarzający się udział pierwiastków chemicznych w procesach zachodzących w biosferze. Pod tym względem biosferę definiuje się jako obszar ziemi, na którym zachodzą trzy główne procesy: cykl węgla, azotu, siarki, w którym uczestniczy pięć pierwiastków (H, O, C, N, S) przemieszczających się przez atmosfera, hydrosfera, litosfera.

Obieg węgla . W biosferze węglowej jest ponad 12 000 miliardów. Wynika to z faktu, że związki węgla nieustannie pojawiają się, zmieniają i rozkładają. Cykl węglowy jest w rzeczywistości pomiędzy żywą materią a dwutlenkiem węgla. W procesie fotosyntezy prowadzonej przez rośliny dwutlenek węgla, dwutlenek węgla i woda są przekształcane w różne związki organiczne pod wpływem energii światła słonecznego.

Pełny cykl metabolizmu węgla atmosferycznego trwa 300 lat. Jednak część węgla wydobywana jest w postaci torfu, ropy naftowej, węgla, wapienia, marmuru, skamieniałości i osadów.

Cykl tlenowy . Lasy produkują rocznie 55 miliardów ton tlenu. Jest używany przez żywe organizmy do oddychania i bierze udział w reakcjach oksydacyjnych w atmosferze, litosferze i hydrosferze. Krążący w biosferze tlen zamienia się w materię organiczną, wodę i tlen cząsteczkowy. Cały tlen w atmosferze (2,8×10-1, 2×10) przechodzi przez żywą materię biosfery co 2000 lat. W czasie swojego istnienia ludzkość straciła około 273 miliardy ton tlenu. Obecnie do spalania węgla, produktów naftowych i gazu zużywa się rocznie 13×10 ton tlenu. Intensywność tego procesu wzrasta rocznie o,%).

Obieg azotu, fosforu, siarki . Działalność człowieka przyspiesza cykl tych pierwiastków. Głównym powodem przyspieszenia jest stosowanie fosforu w nawozach, co prowadzi do eutryfikacji – nad nawozem. Podczas eutryfikacji następuje szybka reprodukcja glonów – „zakwitanie” wody. Zmniejsza to ilość rozpuszczonego tlenu w wodzie. Produkty metabolizmu alg redukują ryby i inne organizmy. Utworzone ekosystemy są niszczone. Przemysł i silniki spalinowe co roku emitują do atmosfery dużo azotanów i siarczanów. Raz na ziemi wraz z deszczami są asymilowane przez rośliny.

Obieg wody . Woda pokrywa ¾ powierzchnię Ziemi. W ciągu jednej minuty 1 miliard ton wody wyparowuje z powierzchni zbiorników wodnych Ziemi pod wpływem ciepła słonecznego. Po ochłodzeniu pary tworzą się chmury, pada deszcz i śnieg. Opady częściowo wnikają w glebę. Wody gruntowe wracają na powierzchnię ziemi przez korzenie roślin, źródła, pompy i nie tylko. Szybkość cyrkulacji wody jest bardzo wysoka: woda oceaniczna odnawia się za 2 miliony lat, woda gruntowa za rok, woda rzeczna za 12 dni, para w atmosferze za 10 dni.

Motorem cyklu jest energia Słońca. Rocznie 1% wody w postaci opadów wykorzystuje się do fotosyntezy do wytworzenia pierwotnych produktów biosfery. Człowiek zużywa 20 mm opadów tylko na potrzeby domowe i przemysłowe – 2,5% ich całkowitej ilości rocznie. Nieodwracalny roczny pobór wody wynosi obecnie 5,5 metra sześciennego. m. Rocznie wzrasta o 4-5%.

Żywe organizmy nieustannie zużywają energię. Źródłem energii jest Słońce. Żywy świat Ziemi, jej biosfera, składa się z organizmów trzech głównych typów. Przepływ energii w biosferze ma jeden kierunek: od Słońca przez rośliny (autotrofy) do zwierząt (heterotrofy) lub od producentów do konsumentów. Autotrofy to organizmy, które tworzą materię organiczną z substancji nieorganicznych w procesie fotosyntezy (wykorzystując energię słoneczną). Autotrofy to zielone rośliny wyższe, porosty, glony i bakterie, które posiadają barwnik fotosyntetyczny.

W ekologii autotrofy nazywane są również producentami. Producentami są organizmy, które wytwarzają materię organiczną poprzez wykorzystanie energii słonecznej, wody, dwutlenku węgla i soli mineralnych. Ten typ obejmuje rośliny, których na Ziemi jest około 350 000 gatunków. Producenci tworzą złożone związki, w których wiązania chemiczne koncentrują energię uwalnianą podczas ich rozkładu podczas trawienia u zwierząt i innych heterotrofów.

Heterotrofy to organizmy, które otrzymują energię, żywiąc się autotrofami lub innymi kosmetykami. Należą do nich zwierzęta roślinożerne, drapieżniki i pasożyty, a także rośliny i grzyby mięsożerne.

W ekologii heterotrofy dzielą się na konsumentów i reduktory. Konsumenci są konsumentami gotowych produktów ekologicznych. Reduktory to organizmy rozkładające materię organiczną na nieorganiczne, są mineralizatorami organicznymi. Często nazywa się je destruktorami. Przepływowi energii z poziomu wytwórców towarzyszy konwersja energii i jej wysokie koszty: z jednego poziomu na drugi biomasa i ilość energii zmniejsza się około 10 razy.

Reduktory zużywają część składników odżywczych, rozkładają martwe ciała roślin i zwierząt na proste związki chemiczne (wodę, dwutlenek węgla i sole mineralne), zamykając tym samym obieg substancji w biosferze.

Wszystkie funkcje organizmów żywych w biosferze (tworzenie gazów, procesy oksydacyjne i redukcyjne, koncentracja pierwiastków chemicznych itp.) nie mogą być wykonywane przez organizmy jednego gatunku, a jedynie przez ich kompleks. Stąd niezwykle ważne stanowisko.

Opracowany przez Vernadsky’ego: Biosfera Ziemi została utworzona od samego początku jako złożony system z wieloma gatunkami organizmów, z których każdy odgrywa rolę w całym systemie. Bez tego biosfera w ogóle nie mogłaby istnieć, to znaczy stabilność jej istnienia została natychmiast zainicjowana przez jej złożoność. Biosfera jest więc bardzo niejednorodna. Składa się z dużej liczby grup o różnej wielkości.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.