Existența biosferei Pământului ca sistemul natural este exprimat în principal în materie și energie ciclu, cu participarea tuturor organismelor vii. organisme Divizia pentru procesele alimentare în trei grupe: autotrofe, heterotrofe și mixotrophic făcute de fiziologul german W. Pfeffer (1845- 1920). A fost o generalizare științifică majoră, care contribuie la înțelegerea proceselor metabolice de bază în biosferă.
Începe predarea în biosferă a fost pus JB Lamarck (1744-1829 gg.), Care a inventat termenul „biologia“. Determinarea „biosfera“ a fost introdus pentru prima dată de către geologul austriac Eduard Suess în 1875, în lucrarea sa privind geologia Alpilor.
Faptele din biosferă se acumulează progresiv în legătură cu dezvoltarea științelor predominant biologice: botanică, geografie, știința solului.
Dar o înțelegere mult mai largă a biosferei este dezvăluită în lucrările lui VI Vernadsky (1863-1945 gg.).
Potrivit Vernadsky, biosferă - regiunea existenței vieții, a organismelor de pe Pământ trăiesc ca o singură entitate, formând o mare ordonată structură, un fel de unitate: „Printre literatura geologică imens nu este legat schiță a biosferei, considerat ca un întreg, ca o manifestare naturala a mecanismului planetei, regiunile superioare ale pământului scoarță de copac. "
Vernadsky a deschis fenomenul disimetrie al planetei noastre prin exemplul părții mobile a scoarței terestre „- pentru astenosferă în existența Pacific disimetrie (nu membrane solide) indică faptul că originea lor este strâns legată de fenomene geologice în istoria planetei noastre cu un caracter planetar Vernadsky a primit prima cantitativ .. indicator care confirmă asimetria planetei și au posibilitatea de a găsi „fenomene disimetrice“ chiar și în spațiu (fig. 26).
Printr-o varietate de cicluri speciale din biosferă sunt modificările ritmice - în complexul repetabilitate timp că de fiecare dată în curs de dezvoltare în aceeași direcție. Ne face diferența între două dintre formele sale:
periodice recurență - ritmuri de durată egală (pământ timp de rotație în jurul axei);
repetitivă ciclic - Ritmurile diferite lungimi.
Periodicitatea în biosferă se manifestă în mai multe procese: tectonică, sedimentare, climatice, biologice și multe altele. Ritmuri sunt de diferite durată: geologie, vechi, Intrasecular, anual, per diem, etc. (A se vedea mai sus -. 3. Caracterul oscilatorie al proceselor naturale).
Dezvoltarea predarea biosferei, Vernadsky a ajuns la următoarele concluzii: „migrarea biogene elementelor chimice în biosferă urmărește să maximizeze manifestarea ei.“ Implicarea substanță anorganică în „vârtejul vieții“ în ciclul biologic, viața ar putea în cele din urmă pătrunde în zone inaccesibile anterior ale planetei și mărească activitatea geologică.
Vernadsky considerat biosfera ca un domeniu al vieții, în baza căruia - interacțiunea vie și a materiei inerte. El a scris: „Organismele vii sunt o funcție de biosferă și strâns legat material și energetic cu ea sunt enorme forță geologice, definind-o“.
Interacțiunea de viață și de substanță inertă (în acest caz, mediile naturale și obiecte Technosphere) se caracterizează în primul rând prin aceea că partea de substanță inertă absorbită de energie este asimilat de materia vie. Această nouă forță geologică modifică organizarea suprafeței Pământului. Cantitatea de energie acumulate potențiale creșteri. Materia vie devine astfel regulator de energie biosferă validă.
În biosferă, specii și genuri de organisme vegetale și animale sunt interconectate, speranța medie de viață este o selecție de produse care garantează în mod optim supraviețuirea și compensează pentru posteritate. Amploarea absorbției de energie necesară în organisme autotrofe și heterotrofe este limitată de această regularitate de bază a procesului evolutiv.
Vernadsky a scris: „în scoarța terestră, ca urmare a vieții și toate manifestările sale este o creștere a energiei reală Această creștere a energiei activă afectează cel puțin pentru a crește gradul de conștientizare și influența crescândă a biosferei în procesele geochimice un singur set de viață este crearea, marș lent în timp geologic .. , o forță geologică, care este o caracteristică a omenirii noastre civilizate epoca Psychozoic, acest lucru arată în mod clar. organisme sunt materie vie, adică totalitatea tuturor organismelor vii . S, existente în prezent, exprimată numeric în compoziția chimică elementară, greutatea, energia este conectată cu mediul curent biogene atomilor: respirația, hrănire și reproducere „(Vernadsky, 1987, 1988).
Cea mai importantă caracteristică a biosferă - este o migrare biogenă atomilor elementelor chimice cauzate de energia radiantă a soarelui și se manifestă în procesul de metabolism, creșterea și reproducerea organismelor.
migrația biogenă supuse două procese biogeochimice atomi:
supraviețuirea organismelor, crescând migrația biogene atomilor;
a crea forme care sunt stabile în biosferă în expresia sporesc direcția migrației biogene atomilor din biosferă.
Acest principiu biochimic susține Vernadskii adaptabilitate ridicată materie vie, ductilitate, variabilitatea de timp.
Potrivit Vernadsky: „Materia vie în greutate este o parte nesemnificativă a lumii pare, se observă de-a lungul timpului geologic, care este geologically pentru totdeauna este concentrată într-un film subțire, mai mult sau mai puțin continuă pe suprafața de teren în troposferă - în .. câmpuri și păduri - și pătrunde întregul ocean numărul de acțiuni se estimează că nu depășesc zecimi de procent din biosferă în greutate, de ordinul a aproape de 0,25% pe uscat este în grupuri mari pe adâncimea la mijloc, probabil mai puțin de 3 km în afara ... nu este biosfera „(Vernadsky, 1987).
Conform conceptelor moderne, biosfera - este un fel de coajă de Pământ, conține totalitatea organismelor vii și partea substanței a planetei, care este în schimb continuu cu aceste organisme.
Biosfera acoperă partea inferioară a atmosferei și straturile superioare ale hidrosfera litosfera. Deșeurile de creaturi vii sunt substanțe foarte mobile, care se deplasează în spațiu mult dincolo de organismele vii. Prin urmare, este firesc ca distribuția organismelor în spațiu este mai limitată decât întreaga biosferă în ansamblul său.
În mod ideal de dezvoltare a considerat Vernadskii treptată a materiei vii în biosferă, interacțiunea cu substanța inertă, inclusiv cu tehnosferă, tranziția de această simbioză la un nou stat - sistem deschis - noosfera.
mediul geografic - este învelișul Pământului, care afectează condițiile de viață de producție, cultura, modul de viață al oamenilor. Noosfera - o cochilie a Pământului, care afectează producția, cultura, modul de viață al oamenilor; aceasta include fostele straturi îngropate ale Pământului, vor fi afectate de impactul uman din trecut, care nu sunt incluse în mediul geografic actual. Noosfera planetar reflectă impactul producției sociale în mantaua superioară a Pământului; nu toate aceste modificări sunt incluse direct în mediul geografic.
Noosfera, Vernadsky, necesită o abordare diferită calitativ: procesele globale de guvernare planetare pe o singură voință rațională.
„Omenirea, luat ca un întreg, devenind o forță puternică geologică. Și în fața lui, în fața gândirii sale și să lucreze devine o chestiune de restructurarea biosferă în interesul libertății de gândire omenirii ca întreg.
Această nouă stare a biosferei, pe care noi nu suntem conștienți de ea, se apropie, și există o „noosferă“ „(Vernadsky. 1988).
În 1938 Vernadsky a scris: „Suntem prezenți și vital implicate în crearea, în factorul geologic nou biosferă, nu maturate în crearea ei puterea de noosferă de biosferă este un fenomen natural, o mai profundă și mai puternică în felul ei decât istoria umană ..“ Vernadsky ( , 1987).
Cu toate acestea Vernadsky considerat biosfera ca fiind unul dintre Geospheres ca plic geologic, și nu ca un film viu al planetei, care este „liber“ din trecutul geologic și îndeplinind mediul fizic al organismelor vii. Este important să se înțeleagă și să reprezinte conjugarea indisolubilă a materiei vii, așa cum este exprimat prin Vernadsky, cu toată structura reală a Pământului. Hard coajă planetei acum, și a fost întotdeauna legat de biosferă. Complet greșit divizia sa în mai multe biosfere, acesta a fost întotdeauna unificate, deoarece procesele biosferic de pe Pământ nu este întreruptă. Nu se poate abate de la înțelegerea geologică a biosferei și, prin urmare, valorile geologice ale minții umane. Aceasta este o nouă înțelegere a rolului de gestionare a umanității planetare (fig. 27).
Omenirea, piatră cioplită, ceea ce face radacina sau ramura unui copac într-o săgeată sau suliță, răspândirea mai întâi artificială (prin frecare) incendiu a intrat în conflict direct cu mediul său, și după ce a produs și a pregătit cu ajutorul acestor obiecte de instrumente de muncă și de producție pentru propria lor hrană, vin în contact direct cu biosfera Pământului la un nou nivel, prin transformarea biologică „lanțul alimentar“, în favoarea lor.
În biosferă, născut și a format o ființă umană ca homo sapiens, biosfera a fost întotdeauna pentru el un scut din exterior (spațiu) efecte, dar are, de asemenea, un impact negativ asupra vieții umane și a habitatului, ca urmare a expunerii la factorii de mediu - crește și scade Temperatura atmosferică, precipitații, ridicarea și coborârea nivelului apei în corpurile de apă lângă care, rezidat fenomene naturale, dezastre și accidente ca urmare a unor dezastre naturale.
Pentru a proteja împotriva efectelor mediului natural și omul lor mijloace de trai durabile a început să creeze propriile lor, obiecte de om, afectând astfel mediul înconjurător și biosfera în partid și asigurarea pentru ei înșiși o condițiile de viață confortabil datorate altor obiecte naturale - blocarea uzinele de apă navigabile, construirea clădirilor și structuri realizate din materiale naturale, extracția de minerale în subsol. În final, omul a creat un nou, nu existent înainte în habitatul naturii - tehnosferei „recupera“ în natură pentru toți i-au cauzat „dezastru“.
Crearea tehnosferă a fost de a omenirii un proces lung, ca urmare a dezvoltării evolutive a omului și a mediului său în spațiu și timp.
Până în prezent, activitatea umană a ajuns la un impact scară globală asupra biosfera, schimbarea ciclului de material, echilibrul de apă al planetei, exercitând o influență puternică asupra solului, vegetației și faunei. Activitățile umane au creat noi surse de poluare toxică a biosferei, care a reprezentat o amenințare pentru existența omului.
Omenirea în dezvoltarea sa evolutiva a radical crescut numărul de fracturi în raportul lor specifică favoarea organismelor vii ale biosferei.
După cum sa menționat mai sus, numărul mediu de persoane numai pentru perioada secolului XX a crescut cu 4,5 miliarde., Iar densitatea medie a populației a crescut doar din XVII la secolul XXI, cu 3,7 persoane / km 2, pana la 43,6 persoane / km 2, cu un total reducerea proporției lumii animale în raport cu numărul de 3,6 ori.
Odată cu creșterea populației cu aceeași perioadă a început procesul de urbanizare, relocarea oamenilor de rezidență permanentă a condițiilor naturale - mediul rural - în marile centre de populație - orașe, în principal, în scopul de a atrage populației la producția industrială.
Influența internă asupra biosferei ca un sistem închis sunt exprimate în factori de impactul energetic intern Pământului și antropogene efectelor directe sau prin Technosphere (Fig. 28).
Mai ales în mod clar acest lucru se manifestă prin consumul de energie direct din mediul înconjurător.
Liberă F energie pentru biosferă ca un sistem cu circuit închis este exprimat:
T - temperatura (stabilizată prin schimb de căldură cu mediul înconjurător);
U - energia internă a biosferei ca sistem închis;
F - energie liberă.
energie biosferă internă crește continuu datorită utilizat în aceasta și energia liberă, intensitatea energiei libere a biosferei ca un sistem închis este redus și, prin urmare, crește entropia.
Având în vedere din poziția curentă a învățăturilor noosferă Vernadsky lui, majoritatea oamenilor de știință, există o lipsă completă de o viziune optimistă a dezvoltării în ea evoluțiile ulterioare.
În conformitate cu legea unității și luptei contrariilor, există o interacțiune constantă și se exclud reciproc între sistemele naturale și tehnosferă, ca urmare a activităților umane, ceea ce duce la procese ireversibile de conversie departe a sistemelor naturale deschise și influența lor reciprocă și întrepătrunderea închise (tehnosferei și obiectele sale).
Numai în depășirea opoziției de dezvoltare și de transformare a acestor sisteme este fundamentală pentru conservarea mediului înconjurător și a umanității.