Владимир Иванович Вернадский — выдающийся русский ученый XIX-XX веков, оставивший заметный след в отечественной науке. Создатель учения о биосфере, которое легло в основу современных прогрессивных теорий в области биологии, геологии, почвоведения и минералогии. Учение В.И. Вернадского объясняет взаимодействие структурно неоднородных элементов земной поверхности в единой системе — биосфере.
История создания учения
В. Вернадский
Весь мысленный опыт, накопленный человечеством в конце XIX века, требовал систематизации знаний о «живом слое земли». Многие мыслители интересовались разнообразием взаимосвязей между живыми организмами и окружающей их средой еще в средние века. Самым термином «биосфера» наука обязана Зюссу, австрийскому геологу, предложившему его в 1875 году.
[зеленый] Но Вернадский был основоположником учения о биосфере — Владимир Иванович первым определил его составные части природу процессов. Перед периодом работы над его фундаментальным учением автор изложил его основы в научных трудах в области химии, минералогии, биохимии. Само учение о биосфере как самостоятельное научное произведение было создано в 1926 году.
Понятие биосферы и ноосферы
Хотя термин «биосфера» был введен в науку до учения Вернадского, широко использовалась именно его интерпретация. Сам Вернадский определил биосферу как «область существования живого вещества», включающую три оболочки нашей планеты: литосферу, гидросферу и атмосферу. Другими словами, эта сложная система включает в себя все места, где есть жизнь на Земле:
- земля (на поверхности и в глубине почвы);
- вода и подводное пространство;
- воздушный слой Земли.
Кроме того, развилось учение о биосфере, появилось новое определение биосферы в современной интерпретации. Он добавил ту часть планетарного вещества, которая находится в непрерывном процессе обмена с живыми организмами.
Концепция ноосферы также была открыта Вернадским для научного сообщества. Под этим он имел в виду все сферы взаимодействия человека с живой природой и все влияние, которое это взаимодействие оказывает. [/ Block]
Основные положения учения Вернадского — постоянство количества живого вещества на Земле, зависимость живого вещества от энергии Солнца и вулканического тепла, признание происхождения живых организмов только от собственного вида (жизнь происходит от от жизни), ведущая роль зеленых растений в усвоении энергии Солнца (фотосинтез). Российский ученый также доказал, что современная жизнь на планете генетически связана с жизнью прошлых веков.
Границы и слои биосферы
[зеленый] Согласно Вернадскому, принадлежность планетного вещества к биосфере определяется наличием в нем определенных форм жизни. [/ green]
Воздушная среда биосферы — это верхний слой. Его границы определяются уровнем проникновения агрессивного ультрафиолетового излучения: в верхней части тропосферы (оболочка над земным воздухом) жесткий ультрафиолет не допускает развития живых организмов, а значит, границы биосферы подошел к концу. Верхняя граница биосферы находится на высоте 20 км над уровнем моря.
[блок] Нижние границы биосферы определяются температурным порогом, при котором может существовать жизнь. В почве Земли этот порог достигает 4 км, а в воде — 11 км. Именно на этих уровнях ученые находят живые микроорганизмы. [/ Block]
Структура биосферы
Состав биосферы по Вернадскому представлен следующими структурами:
1. Живая материя. Ученый определил его как совокупность всех живых существ, населяющих планету в настоящее время.
2. Биогенное вещество. Это продукты жизнедеятельности живых существ.
3. Инертное вещество. Согласно учению Вернадского, это элемент биосферы, который формируется без участия живого вещества. К инертным веществам ученый относил (небиогенные) породы и минералы.
4. Биоинертное вещество. Этот структурный элемент биосферы образован взаимодействием живого вещества и неодушевленных структур. К биоинертным веществам ученый относил воду, почву, атмосферу на земной поверхности.
Основные свойства и функции
Энергетическая функция. Живые существа накапливают энергию Солнца, потребляя около 15% ассимилированной энергии на свои нужды. Остальное накапливается в биосфере, трансформируется и рассеивается в ней.
Функция генерации газа. Подавляющее большинство основных газов биосферы синтезируется и трансформируется живым веществом. Биосфера играет важную роль в поддержании постоянства газового состава Земли.
Функция концентрации. Живое вещество биосферы способно избирательно концентрировать химические элементы и, таким образом, служить источником питательных веществ для человека или представлять опасность (например, отравление тяжелыми металлами).
Деструктивная функция. Живая материя бесконечно вовлекает неживые структуры в метаболический цикл, что вызывает перетекание живых структур в неживые и наоборот.
Функция формирования среды. Это сумма всех вышеперечисленных функций биосферы, позволяющая преобразовать среду в такую, пригодную для развития в ней жизни.
Состав и распределение биомассы на планете
Термин «биомасса» (живое вещество) относится ко всему разнообразию живых организмов, населяющих планету. Объемная доля каждого из царств (растений, животных, грибов, вирусов, бактерий) в общем количестве биомассы различна. Вес живого вещества рассчитывается исходя из содержания в нем углерода (основного элемента живой ткани) и измеряется в гигатоннах углерода (ГтС). После эмпирических расчетов было установлено, что наибольшая доля биомассы планеты приходится на:
- растения (450 ГтС);
- бактерии (70 ГтС);
- грибы (12 ГтС).
[блок] Общая биомасса всего животного царства Земли (включая человека) составляет всего 2 ГтС. [/ блокировать]
Значение теории Вернадского для науки состоит в том, что эта доктрина связывает все живое на планете в единую систему, каждый элемент которой влияет на все остальные. Человек, как существо мыслящее, обязан сделать все, чтобы минимизировать свое негативное влияние на биосферу планеты.
Комментирование закрыто