Учение В.И.Вернадского о биосфере - файл n1.doc

Учение В.И.Вернадского о биосфере
скачать (95.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc96kb.03.11.2012 04:41скачать

n1.doc



МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УДМУРТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННРГО УНИВЕРСИТЕТА В Г.МОЖГЕ
КАФЕДРА ПРАВОВЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН
РЕФЕРАТ

по Концепции Современного Естествознания

Тема «Учение В.И.Вернадского о биосфере»
Выполнила:

Пашнина Н.А

Группа ФО(МЖ)-080502


Научный руководитель Кандидат

Философских наук Красноперов В.И

Можга

2010

План

  1. Введение…………………………………………………………2

  2. Учение В. И. Вернадского о биосфере ………………3-7

  3. Границы биосферы…………………………………………8-12

  4. Заключение……………………………………………………13-14

  5. Список используемой литературы…………………………15


Введение

Труды  В. И. Вернадского  не только внесли огромный вклад в развитие многих разделов естествознания, но и принципиально изменили научное мировоззрение XX века, определили положение человека и его научной мысли в эволюции  биосферы , позволили по-новому взглянуть на окружающую нас природу как среду обитания человека, поставили много актуальных проблем и наметили пути их решения в будущем.

Одно из величайших достижений естествознания XX в. – учение   Вернадского   о   биосфере , области жизни, объединяющей в едином взаимодействии живые организмы (живое вещество) и косное вещество. Первым начал разрабатывать эту тему учитель  Вернадского  В.В.Докучаев. Он же обратил внимание на единство материальной и духовной культуры людей с окружающей природной средой. Но если Докучаева волновали в первую очередь практические аспекты этой проблемы, то  Вернадский  постарался создать теоретически стройную концепцию перехода  биосферы в ноосферу в результате разумных преобразований человеком – на основе науки – среды жизни.

Цель моего реферата:


Учение В. И. Вернадского о биосфере.

В 1926 году Вернадский публикует свою знамени­тую монографию «Биосфера». До того времени о биосфере писалось очень мало, и то лишь в специаль­ных изданиях. Не существовало учения о биосфере. Вернадский стал его основоположником.

Что такое биосфера? Каковы ее особенности и зако­номерности существования? Какое значение имеет учение о биосфере?

Существует два основных определения понятия «биосфе­ра», одно из которых и дало начало применению данного термина. Это понимание биосферы как совокупности всех живых организмов на Земле. В.И. Вернадский, изучавший взаимодействие живых и неживых систем, переосмыслил понятие биосферы. Он понимал биосферу как сферу един­ства живого и неживого. 1

Биосфера располагается на литосфере, в гидросфе­ре и проникает на некоторую глубину в литосферу и на некоторую высоту в атмосферу.

Атмосфера. Газовая оболочка Земли состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержатся диоксид углерода (0,03%) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на фи­зические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение име­ют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого ор­ганического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон, экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетово­го излучения Солнца.

Гидросфера. Вода - важный компонент биосферы и один из необходи­мых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в морях и океанах, которые занимают около 70% поверхности Земли, и составляет 1300 млн. км3. Озера, реки, пруды включают всего 0,182 млн. км3, а общее количество воды в живых организмах составляет всего 0,001 млн. км3. Значительные запасы воды (24 млн. км3) содержатся в ледниках. Важный компонент гидросферы - газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Примечательно, что в воде содержится в 60 раз больше диоксида углерода, чем в атмосфере.

Литосфера. Основная масса организмов, обитающих в пределах лито­сферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает не­скольких метров. Почва включает два основных компонента: минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества, являющиеся продуктами жизнедеятельности организмов.

В состав биосферы Вернадский включал следующие основные компонен­ты:

1) живое вещество - совокупность живых организмов;

2) биогенное ве­щество, которое создается в процессе жизнедеятельности организмов (атмо­сферные газы, каменный уголь, нефть, известь и т.п.);

3) косное вещество, образующееся без участия живых организмов (продукты тектонической де­ятельности, например лава вулканов; вещество космического происхожде­ния, например метеориты, космическая пыль; радиоактивные вещества);

4) биокосное вещество, представляющее собой совместный продукт, резуль­тат абиогенных процессов и жизнедеятельности организмов (почва, вода).2

Вернадский первым из ученых понял это. Правда, сам он никогда не утверждал свое первенство. Напротив, постоянно упоминал о своих предшественниках.

В монографии «Биосфера» Вернадский упомянул имя Ж. Ламарка (а также Стеффенса и др.) как одного из натуралистов-философов начала XIX века, утверж­давших мысль о большой геологической значимости жиз­недеятельности организмов. Двадцать лет спустя, в статье, посвященной ноосфере (1945 г.), Вернадский написал, что понятие «биосфера» (область жизни) «введено было в биологию Ламарком... а в геологию — Э. Зюссом...».

Владимир Иванович изучение биосферы называл «самым важным делом своей жизни». Он создал новую науку — биогеохимию.

В биосфере ученый особо выделил процессы и их продукты, связан­ные с жизнедеятельностью человека. В числе факторов, изменяющих зем­ную кору, человек занимает особо важное место. Человек влияет на природу так, что «лик планеты — биосфера — химически резко меняется со­знательно и главным образом бессознательно.

Вернадский рассматривал биосферу как особое гео­логическое тело, строение и функции которого опре­деляются особенностями Земли (планеты Солнечной си­стемы) и космоса. А живые организмы, популяции, виды и все живое вещество — это формы, уровни организации биосферы.3

Первый вывод из учения о биосфере — принцип целост­ности биосферы. «Можно говорить о всей жизни, о всем жи­вом веществе как о едином целом в механизме биосферы»

Принцип гармонии биосферы и ее организованности. В биосфере, по В.И. Вернадскому, «все учитывается и все при­способляется с той же точностью, с той же механичностью и с тем же подчинением мере и гармонии, какую мы видим в стройных движениях небесных светил и начинаем видеть в системах атомов вещества и атомов энергии».

Космическая роль биосферы в трансформации энергии. В.И. Вернадский подчеркивал важное значение энергии и называл живые организмы механизмами превращения энергии. «Можно рассматривать всю эту часть живой при­роды как дальнейшее развитие одного и того же процесса превращения солнечной световой энергии в действенную энергию Земли» 4

Вернадский поставил интереснейшую проблему: какова роль органи­ческого мира в жизни нашей планеты? Он выяснил огромное значение живого вещества во всех геологических процессах на поверхности плане­ты и в образовании атмосферы, хотя по весу оно составляет ничтожную часть планеты (около 0,1% ее веса). Он установил, что свободный кисло­род атмосферы — продукт жизнедеятельности растений, что энергия сол­нечных лучей, преобразуемая земными растениями, играет большую роль в геологических и геохимических процессах в земной коре; показал значе­ние живых организмов в перемещении, концентрации и рассеивании хи­мических элементов. Многие горные породы целиком созданы живыми организмами.

Развевая учение о биосфере, Вернадский пришел к следующим выводам (биогеохимическим принципам):

«Биогенная миграция химических элементов в био­сфере стремится к максимальному своему проявлению». Вовлекая неорганическое вещество в «вихрь жизни», в биологический круговорот, жизнь способна со временем проникать в ранее недоступные ей области планеты и увеличивать свою геологическую активность. Действи­тельно, палеонтологи, восстанавливая историю живых существ, приводят доказательства увеличения раз­нообразия видов, появления новых, более сложных форм, способствующих еще более полному освоению солнечной энергии, активизации биосферы.5

Биосфера обеспечивает круговорот химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидро­сферой и живыми организмами. Рассмотрим на трех примерах, как дея­тельность живых организмов связана с круговоротом веществ в природе.

Круговорот воды. Ежегодно растения пропускают через себя около 30 млрд. т воды (которая испаряется с их поверхности), что составляет поло­вину всей воды, испаряющейся с поверхности суши. Вода испаряется и воз­душными течениями переносится на значительные расстояния. Выпадая на поверхности суши в виде осадков, вода способствует разрушению горных по­род, делает их доступными для растений и микроорганизмов, размывает верхний почвенный слой и течет вместе с растворенными в ней химическими соединениями и взвешенными органическими частицами в моря и океаны.

Круговорот углерода. Углерод входит в состав органических веществ, из которых состоят живые организмы. В процессе фотосинтеза зеленые растения используют углерод диоксида углерода и водород воды для син­теза органических соединений, а освободившийся кислород поступает в атмосферу. Им дышат животные и растения, а конечный продукт дыхания - углекислый газ – выделяется в атмосферу. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отры­ве от неживой природы, от которой она, с одной сторо­ны зависит, а с другой — сама воздействует на нее. По­этому 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. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский.6

Границы биосферы
Горизонтальных границ у биосфер нет, и речь следует вести только о ее вертикальной размерности.
Верхняя граница распространения жизни в атмосфере определяется, по всей видимости, не столько низкими температурами, сколько губительным действием солнечной радиации. Так, пыльца цветковых и голосеменных растений, споры грибов, мхов, папоротников и лишайников, бактерии и простейшие животные организмы постоянно или с сезонной ритмикой присутствуют в воздухе. Над сушей и акваторией в дожде, снеге, в облаках и туманах кроме пыльцы и спор обнаружены микроорганизмы. Вся воздушная среда представляет собой суспензию жизнеспособных пыльцы, спор и микроорганизмов, содержание которых уменьшается с высотой. Интенсивность радиации, создаваемой космическими лучами, на высоте 9 км в десятки раз больше, чем на уровне моря, а на высотах 15-18 км возрастает уже в сотни раз. Высотное распространение микроорганизмов ограничивается в основном потоком жесткой ультрафиолетовой радиации Солнца, убивающей все живое.
Можно утверждать, что вся тропосфера, высота которой 8-10 км в полярных широтах и 16-18 км у экватора, в большей или меньшей степени заселена живыми организмами, которые находятся в ней либо временно, либо постоянно. Уже в тропопаузе резко изменяются физические и температурные характеристики биосферы, в частности прекращается интенсивное турбулентное перемешивание воздушных масс. Стратосфера, находящаяся выше тропопаузы, вряд ли пригодна для существования микроорганизмов. Верхний предел биосферы, или поля существования жизни, довольно ясно просматривается в тропопаузе. Однако верхний предел занесения спор и микроорганизмов, определяющий “поле устойчивости жизни” (живые организмы существуют, но не размножаются), возможен до верхней границы стратосферы.
Таким образом, область распространения живых организмов ограничена в основном тропосферой. Например, верхняя граница полета орлов находится на высоте 7 км; растения в горных системах и насекомые в воздушной среде не распространены выше 6 км; верхняя граница постоянного обитания человека – 5 км, обрабатываемых земель – 4,5 км, леса в горных системах тропиков не растут выше 4 км.
Тропосфера представляет собой воздушную среду, в которой осуществляется только передвижение организмов, нередко при помощи своеобразно приспособленных для этого органов.

Верхние слои тропосферы и стратосферы, в которые возможно занесение микроорганизмов, а также наиболее холодные и жаркие районы земного шара, где организмы могут существовать лишь в покоящемся состоянии, называются парабиосферой.
В состав биосферы полностью включается гидросфера – озера, реки, моря и океаны. В морях и океанах наибольшая концентрация жизни приурочена к эвфотической зоне, куда проникает солнечный свет. Обычно ее глубина не превышает 200 м в морях и континентальных пресноводных бассейнах. Именно в фотобиосфере, где возможен фотосинтез, сосредоточены все фотосинтезирующие организмы и продуцируется первичная биологическая продукция.
Афотическая зона (меланобиосфера), начинающаяся с глубины 200 м, характеризуется темнотой и отсутствием фотосинтезирующих растений. Она представляет собой водную среду обитания активно перемещающихся животных. Вместе с тем через нее непрерывным потоком опускаются на дно морей и океанов отмершие растения, выделения и трупы животных.
О нижнем, литосферном, пределе биосферы ясного представления пока нет. В большинстве работ, посвященных биосфере, указывается, что ее нижний предел на континентах составляет в среднем 2-3 км. Здесь в условиях низких, по сравнению с более глубокими слоями, температуры и давления, но при участии живых организмов (микроорганизмов) и воды, прекращается миграция химических элементов. Микробиологические исследования свидетельствуют о том, что микроорганизмы присутствуют также в пластовых водах, омывающих нефть, хотя сама нефть стерильна.

Под океанами литосферный предел биосферы, вероятно, распространяется на 0,5-1,0 км и, возможно, на 3,0 км ниже дна. Однако существует более обоснованное предположение, что заселенным микроорганизмами может оказаться только 200-250-метровый слой донных осадков. Достоверно установлено, что микрофлора обитает в донных осадках мощностью от 5 см (Черное море) до 10-12 м (Тихий и Индийский океаны) и 114 м (Каспийское море). О более глубоком проникновении жизни в литосферу, несмотря на интенсивные буровые работы, достоверной информации нет. Точную массу и объем биосферы установить очень трудно, поскольку неизвестно точное положение ее вертикальных границ. Можно говорить только о приближенных значениях этих характеристик. Масса всей биосферы (атмосфера+гидросфера+литосфера в границах биосферы) составляет 3•109 млрд. т, или 0,05% массы Земли, а объем – 10 млрд. км3, или 0,4% объема Земли.
Ниже литосферной границы биосферы лежит «область былых биосфер», под которой В.И.Вернадский понимал оболочку Земли, в геологическом прошлом подвергшуюся воздействию жизни. Ученый отмечал, что земная кора, мощностью в несколько десятков км, с осадочными породами и гранитной оболочкой когда-то была на поверхности планеты и входила в состав биосферы. Каменный уголь, нефть, мрамор, доломит, известняк, мел, железная руда и другие горные породы осадочного происхождения – свидетели существования жизни в «былых биосферах».
Некоторые ученые (В. А. Ковда, А. Н. Тюрюканов) в состав биосферы включают не только область жизни, но и другие структуры Земли, генетически связанные с другим веществом, т.е. «былые биосферы», в настоящее время лишенные жизни. Такую многослойную оболочку Земли, сформировавшуюся в результате деятельности живого вещества, предположено было назвать мегабиосферой (от греч. mega – большой).
Мегабиосфера включает в себя:
а) апобиосферу – верхнюю часть атмосферы Земли выше уровня распространения форм жизни в состоянии анабиоза;
б) парабиосферу;
в) биосферу;
г) метабиосферу, соответствующую «области былых биосфер» В. И. Вернадского.
В современном представлении географов понятие «биосфера» отражает лишь частный, биоцентрический взгляд на географическую оболочку, которая представляет собой единственную на Земле геосистему планетарного уровня.


Заключение

Наиболее полная и глубокая концепция биосферы принадлежит Вернадскому. Более поздние разработки касались и касаются преимущественно частностей и главным образом биологических и экологических проблем. А ведь в учении о биосфере сливаются воедино науки о Земле, о жизни и о Космосе. И все-таки, если биосфера — одна из планетных оболочек, познание ее должно проходить прежде всего в глобальном масштабе, с позиций общепланетных, характерных для наук о Земле.

Конечно, и до Вернадского, и после него высказывались и высказываются разные идеи о биосфере. Изданы соответствующие труды, более или менее обстоятельные. И все-таки учение Вернадского о биосфере продолжает оставаться наиболее цельным, завершенным, основополагающим.

Вернадский относился к числу тех ученых, специальность которых точно определить невозможно. Хотя по образованию он был биологом, основной его вклад в науку касается минералогии, кристаллографии, а также двух новых направлений — геохимии и биогеохимии.

Учению Вернадского о биосфере суждено было стать ключевой, центральной концепцией современного естествознания. За последние десятилетия биосферу изучают в разных аспектах представители многочисленных биологических, географических, геологических наук, а также кибернетики, физики, химики, социологи, философы. И хотя при этом исследователи постоянно ссылаются на идеи Вернадского, это вовсе не мешает порой не только искажать его учение, но и неявно его отвергать, подменяя иными концепциями собственными гипотезами или теориями.

Однако это не оправдывает, конечно, искажения его идей, а также переход на иные, менее перспективные пути развития научной мысли.

Список используемой литературы

1 Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие / А.А. Горелов.- М.: Высшее образование, 2008.- С. 203.

2 Зимин А.И. . Концепции современного естествознания: Вопросы и ответы / А.И. Зимин.- М.: Юриспруденция, 2007.- С. 237.

3 Там же.- С. 102.

4 Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие / А.А. Горелов.- М.: Высшее образование, 2008.- С. 24.

5 Баландин Р.К. Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие / Р.К. Баландин.- 2-е изд., доп.- М.: Знание, 1988.- С. 106.

6 Зимин А.И. . Концепции современного естествознания: Вопросы и ответы / А.И. Зимин.- М.: Юриспруденция, 2007.- С. 239.



Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации