Авиационно инженерство Административно право Административно право Беларус Алгебра Архитектура Безопасност на живота Въведение в професията „психолог” Въведение в икономиката на културата Висша математика Геология Геоморфология Хидрология и хидрометрия Хидросистеми и хидравлични машини Културология Медицина Психология икономика дескриптивна геометрия Основи на икономически т Oria професионална безопасност Пожарна тактика процеси и структури на мисълта, Професионална психология Психология Психология на управлението на съвременната фундаментални и приложни изследвания в апаратура социалната психология социални и философски проблеми Социология Статистика теоретичните основи на компютъра автоматично управление теория на вероятностите транспорт Закон Turoperator Наказателно право Наказателно-процесуалния управление модерна производствена Физика Физични феномени Философски хладилни инсталации и екология Икономика История на икономиката Основи на икономиката Икономика на предприятията Икономическа история Икономическа теория Икономически анализ Развитие на икономиката на ЕС Спешни ситуации ВКонтакте Однокласници Моят свят Facebook LiveJournal Instagram
border=0

Понятието "биосфера", развитието на теорията на биосферата от Lemarkom, Süss, Vernadsky

Скелетът на науката за биосферата от 30-те години на нашия век е създаден от Вернадски. Той каза това по следния начин: „Ясно осъзнах, че е предопределено да кажа на човечеството нещо ново в това учение за живата материя, което създавам, и че това е моето призвание, моят дълг, наложен на мен, който трябва да наложа, - като пророк, чувстващ се в гласа си, който го призовава към действие. Усетих в себе си демона на Сократ. Сега осъзнавам, че същото това учение може да има същото въздействие като книгата на Дарвин, и в този случай аз, без изобщо да се променя в своята същност, попадам в редиците на световните учени. ”

Още като ученик, Вернадски си задава въпроси за моделите на развитие на живата материя, за нейния състав и свойства, за връзките с неживата материя, за същността на живота и др. В последните си години в Санкт Петербургския университет той размишлява върху проблемите на връзката между природата и човека. , Докучаев оказа силно влияние върху формирането на неговите възгледи. Не е възможно да се разделят природните феномени на части, които са независими една от друга, без да се навреди на произтичащото заключение. Трябва да приемем природата като цяло. Този подход стана характерен за цялата научна и философска работа на Вернадски. Работил е по проблеми, независимо от научната рамка.

Историята на човешкото общество е историята на връзката между човека и природата. В древни времена водещият знак за тази връзка беше единството и хармонията. През Средновековието - подчинението на човека на природата. В новото време - противопоставянето на човека на природата, завладяването на природата. Навсякъде естествените биогеоценози се заменят с културни. В естествените екосистеми биотичните отношения са фундаментално пренаредени.

Терминът "биосфера" за първи път е използван в началото на миналия век от Жан Батист Ламарк. Австрийският учен Едуард Сюс влага в него геоложкото значение. Според Сюс биосферата е областта на живата материя; Това е статична дефиниция на биосферата.
Основните идеи на Вернадски за биосферата са формирани в началото на 20-те години и са публикувани през 1926 г. в книгата Биосфера, състояща се от две есета: Биосферата в пространството и пространството на живота. Според Вернадски биосферата е организирана, динамична и стабилно балансирана, самоподдържаща се и саморазвиваща се система. Основна характеристика на организацията е биогенната миграция на химични елементи, произведени от жизнените сили, енергийният източник на които е лъчистата енергия на слънцето. Вернадски определя пространството, обхванато от биосферата на Земята: цялата хидросфера до максималните дълбочини на океана, горната част на континенталната литосфера на дълбочина 2-3 км, долната част на атмосферата (поне до горната граница на тропосферата).

Заедно с други геосфери, биосферата формира единна планетарна екологична система от по-висок ред, в която функционира един-единствен планетен механизъм. В първия етап растенията абсорбират слънчева енергия, въглероден диоксид, вода и минерални вещества. Вторият етап е множествена трансформация и използване на органични вещества, образувани под формата на биомаса, животни и микроби. Третият етап е разграждането на органичните вещества до оригиналните минерални продукти с помощта на минерализиращи микроорганизми. Динамичното равновесие на всички тези процеси в мащаба на планетата определя съществуването на живота, посоката на биохимичните процеси в твърдите скали, водата и атмосферата на планетата. На Земята има места, където този баланс е особено уязвим (например в тропиците).

В началото на ХХ век. Проучването на Вернадски за ролята на живите организми в химичните процеси на повърхността на Земята е свързано с изучаването на геохимията на отделните химични елементи, които съставляват скалите. Връзката е въглеродна геохимия. Затова ученият се интересува от ролята на отделните видове - бозайници, птици, риби, растения; особено вниманието му привлича хората.

От самото си начало, първоначалното отношение на ученика към изучаването на ролята на организмите в околната среда е получавало нови и нови материали всеки път в полза на значително участие на живота в еволюцията на материята на планетата. Активността на гризачите в степта, наблюдението на земните червеи, минерализиращи органичната материя на почвата, геохимичната активност на водораслите във водните тела - тези и други наблюдения представляват творческата лаборатория на учения, в която се формира биологичен подход към разбирането на геохимичните цикли на земната материя.
Какво е общото между почвата, седиментните скали, световните океани, подземните води? Какво ви позволява да ги комбинирате в едно? Вернадски отговаря: геохимичната работа на живата материя е често срещана.

Живият се представя на Вернадски под формата на зеленина, която покрива цялата планета с филм на живота. Развитието на живите в биосферата доведе до огромно разнообразие от органични съединения, чийто брой се измерва в милиони, докато броят на неорганичните съединения (минерали) се измерва в хиляди. Развитието на живата материя е съпътствано от неговия растеж. Но в природата протича обратния процес - унищожаването на сложни органични съединения. Животните са по-енергични от растенията, които минерализират органичната материя. Обратните процеси на образуване и разрушаване на органичната материя образуват единен биологичен цикъл на атомите на Земята.

Живите организми, неживата материя във всичките му проявления обитават специална планетарна обвивка - биосферата. Учението за живата материя във Вернадски прераства в доктрината за биосферата - интегрално научно обобщение на огромно количество факти за произхода, структурата и динамиката на околната среда.

Преди Вернадски организмите също имаха определена роля в живота на Земята. Сред седиментните скали се отличават особено органогенните скали: въглища, черупки, диатомит, торф и др. Обаче по-голямата част от другите скали не се свързват с активността на организмите. По-специално се смяташе, че няма причина да се свързват гранитите с живота. Следователно твърдението на Вернадски, че гранитите са бившите биосфери, изглежда много абсурдно. Причината за това е в разглеждане от биолози на отделно живо същество, чиято роля изглеждаше много малка в сравнение с огромната активност на неживата природа: работата на реките, ледниците, вятъра ...

Вернадски въвежда концепцията за "жива материя" в науката - стана възможно да се оценят дейностите на живите същества на планетата като цяло. „Живата материя обхваща и пренарежда всички химически процеси на биосферата, нейната ефективна енергия е огромна в сравнение с енергията на инертната материя в историческото време. Чрез улавяне на енергията на Слънцето, живата материя създава химически съединения, по време на разпадането на които тази енергия се освобождава във форма, способна да произвежда химическа работа. "

За пълно описание на характеристиките на живата материя, Вернадски въвежда понятията „кондензация на живота”, „натискът на живота” и „цялостността на живота” в научната циркулация. Той казва: "Живата материя - съвкупност от организми - като маса газ, се разпространява по повърхността на Земята и упражнява определено налягане в околната среда, заобикаля препятствията, които пречат на движението им, или ги улавя, покрива ги."
Живите организми не са ограничени от неорганична неодушевена "инертна" материя, те образуват с нея специални системи, които Вернадски нарича биоаксиален. Това са подсистеми на биосферата, в които жива материя и неорганична материя проникват един в друг; самата биосфера е най-голямата био-аксиална система. Първата био-екосистемна система, почвата, е открита през 19-ти век. неговият учител В. В. Докучава, - благодарение на този подход, руската наука за почвата спечели водещо място в световната наука. В почвата живите организми, твърдите, течните и газообразните вещества са тясно свързани и взаимозависими.

Живата материя превръща химическите процеси в почвата в биогеохимични процеси, разрушава връзката между почвата и подпочвения слой и влияе върху размера на зърната и разхлабеността на почвата. Vernadsky посочва зависимостта на вертикалната миграция на почвеното население от дневната ротация на Земята и сезоните, идентифицира основните направления на изследванията върху влиянието на живите организми върху почвата: ролята на живата материя във формирането на физичните и химичните свойства на почвата, ролята на живата материя в образуването на почвени дисперсии, ролята на живата материя в процеса концентрация и дисперсия на химически елементи в почвата и др.

Определянето на редки химически елементи в почвата ще подпомогне изучаването на биологичните процеси, тъй като почвата е единственият източник на редки елементи за сухоземните организми. Необходимо е да се анализира почвата с цялото му съдържание, с всички нейни организми, техните остатъци и други органични материали. - Вероятно повечето от химическите елементи са в него под формата на живи организми. Живата материя не само контролира химическите процеси в почвата, но и сама по себе си е част от нея. "

В своята работа "За участието на живата материя в почвообразуването", Вернадски е първият, който потвърждава фундаменталната идея за органогенната парагенеза, която има голямо практическо значение. Още през 1909 г. той запознава с науката концепцията за парагенезиса на химичните елементи в земната кора. Вернадски обяснява функцията на живата материя, която е акумулативна и диспергираща за химичните елементи, чрез феномена на органогенната парагенезис.
Вернадски изучава радиоактивни елементи във всички обекти на околната среда. Според него това ще помогне да се разберат много от проблемите, свързани с геологията и геохимията на планетата, по-конкретно за провеждане на проучвателни работи по радиоактивни елементи.

С развитието на творбите въпросът за космическата роля на живата материя привлича все повече внимание. Лишайници на скали: Вернадски ги проучва за първи път поради способността им да променят радиацията и топлината на скалите. След това той открива връзката между етапите на разрушаване на скалите и семействата или родовете на растенията, които се заселват върху тях. Не са лишайници и мъхове вид космически агенти, които влияят на топлинния режим на нашата планета? „Защото биосферата е единствената земна обвивка, в която непрекъснато проникват космическата енергия, космическата радиация и преди всичко слънчевата радиация, които поддържат динамично равновесие и организация:„ биосферата е жива субстанция “.

В историята на биосферата има четири основни етапа: появата на първични автотрофи (нов начин на хранене, най-важният компонент на биосферата); появата на животни с калциев скелет (укрепване на една от биогеохимичните функции); формирането на горските биогеоценози (появата на биогеоценози, които най-ефективно акумулират слънчева енергия); създаване на ноосферата (рязка промяна във всички биогеохимични и енергийни процеси в биосферата).

Наблюдавайки слоевете на древни седиментни скали, находища на варовик, желязо и манганови руди, въглища, основателят на геохимията добре разбира ролята на живата материя в тяхното формиране. И това привлече вниманието му. Изследвайки най-дълбоките, най-древните пластове на Земята, в които са открити следи от жива материя, той винаги се сблъсква с мощни прояви на природореформиращата активност на живите организми. Тези палеогеологични проучвания, според Вернадски, са доказателство за множествеността на проявленията на живота във всички времеви хоризонти. Интензивността на работата на различните форми на жива материя е висока, без значение колко назад сме. Това не може да бъде характеристика само на еволюционен процес, иницииран от организъм самостоятелно или от малка група хомогенни организми. Така преди около 60 години, Вернадски положи научните основи на полифилията - хипотезата за първоначалното разнообразие на живота. Кората е трансформирана останка от бившите биосфери. Вкаменените отпадъчни продукти са огромни находища на изкопаеми горива, седиментни скали и, вероятно, гранитната обвивка на Земята.

Вернадски представи идеята за еволюцията на биосферата като резултат от постоянното взаимодействие на органичния свят и неговата среда в цикъла на преобразуване на материята и енергията: „Еволюционният процес на живи субстанции непрекъснато през геоложкото време обхваща цялата биосфера и по различни начини, по-малко драматично, но влияе върху инертността си. естествени органи. Само по тази причина можем и трябва да говорим за еволюционния процес на биосферата като цяло. ” В еволюцията на биосферата се подчертават следните основни тенденции: разширяване на миграцията на елементи в резултат на улавянето на нови местообитания от живота; увеличаване на трансформиращия ефект на живота върху околната среда; общо ускоряване на миграцията на елементи; появата на качествено нови форми на миграция на елементи, които не са пряко свързани с метаболизма в организмите; рязко увеличаване на индивидуалните биогеохимични функции; концентрацията на огромно количество слънчева енергия в повърхностната обвивка на Земята; общото усложнение на структурата на биогеохимичната циркулация, свързана с появата на нови потоци на миграция на елементи.

По време на геоложката история броят на видовете организми нараства, те стават по-сложни и по-съвършени (от едноклетъчни до бозайници). Развиват се системи за биокосене: почвите, калите, ландшафтите стават все по-разнообразни и по-сложни. Увеличаването на сложността и разнообразието се проявява предимно в геологията: минералният състав на рудите става по-сложен, концентрацията на кларк се увеличава. Тези процеси се осъществяват с непрекъснатото снабдяване със слънчева енергия, радиоактивна енергия и вероятно други (непознати за нас днес) форми на енергия. С помощта на биологичния цикъл на атомите слънчевата енергия се трансформира в химическа енергия.

Вернадски смята, че основната задача при изучаването на еволюцията на биосферата е да се установи връзката между еволюцията на видовете и еволюцията на биосферата. Тези процеси се характеризират с общи черти, на които той приписва биомасата, химическия състав и геохимичната енергия.

счита, че формирането не само като промяна в морфологичните и физиологичните признаци на организмите, но и като промяна в теглото, химическия състав и геохимичната енергия. За да се измери влиянието на организмите върху околната среда, Вернадски въвежда понятието “геохимична енергия” и предлага формули за неговото изчисление. В резултат на еволюцията на биосферата, енергията се акумулира в повърхностните черупки на Земята. Неговото нарастване се дължи на: фотосинтезата и освобождаването на кислород, който има висока химическа активност; изземване от растенията на нови области на живота, превръщането им в зоната на натрупване на слънчева енергия в процесите на фотосинтеза; натрупване на слънчева енергия в изкопаеми горива и биогенни минерали.





Вижте също:

Основни понятия за екологията

Азотен цикъл

Адаптиране на организмите към околната среда

Пречистване на въздуха

Съставът на земната атмосфера

Връщане към съдържанието: Екология

2019 @ ailback.ru