В.И. Вернадский о биосфере

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

Глава 1. Жизнь и деятельность В.И. Вернадского

Глава 2. В.И. Вернадский о биосфере

Заключение

Список литературы

Введение

На протяжении многих сотен человеческих поколений взаимодействие человека с окружающей средой заметных изменений в биосфере не вызывало, но все это время шло накопление знаний и сил. Постепенно, используя свое интеллектуальное превосходство над остальными представителями животного мира, человек охватил своей деятельностью всю верхнюю оболочку планеты - всю биосферу. Эта деятельность привела к приручению животных, к выведению культурных растений. Человек стал менять окружающий его мир и создавать для себя новую, не существовавшую никогда на планете живую природу.

В системе современного научного мировоззрения понятие биосферы занимает ключевое место во многих науках. Разработка учения о биосфере неразрывно связана с именем В.И. Вернадского, хотя и имеет довольно длинную предысторию. Сам термин «биосфера» был впервые введен в науку немецким геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом, подразумевавшим под ней самостоятельную, пересекающуюся с другими сферу, в которой на Земле существует жизнь. Баландин Р.К. Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие / Р.К. Баландин.- 2-е изд., доп.- М.: Знание, 1988.- С. 99.

Идут годы, но интерес к творчеству В.И. Вернадского не ослабевает. Оказывается, что успешное решение выдвинутых в современную эпоху на первый план разнообразных глобальных проблем, экологических в том числе, невозможно без обращения к учению В.И. Вернадского про биосферу и ноосферу, в котором сформулированы принципы взаимодействия природы и общества.

Глава 1. Жизнь и деятельность В.И. Вернадского

Владимир Иванович Вернадский - фигура воистину уникальная в истории отечественной и мировой науки и культуры.

Владимир Иванович родился в Петербурге 12 марта 1863 года. 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.

Владимир Иванович естествоиспытатель, организатор и историк науки, философ, общественный деятель. Академик Петербургской АН (1912 г.), первый президент Украинской АН (1919 г.). В 1881--1885 гг. студент физико-математического факультета Санкт-Петербургского университета, где его учителем был В. В. Докучаев. С 1890 г. приват-доцент, с 1898 г. профессор Московского университета. Много ездил по Центральной и Восточной Европе, проводя геологические изыскания. Принимал участие в земском движении, в организации Союза освобождения, Академии союза, Конституционно-демократической партии (в 1905-17 гг. избирался в состав её ЦК). Член Государственного совета от академической курии (1906 г., 1907-10 гг., 1915-17 гг.). В 1911 г. в знак протеста против репрессивных мер правительства в отношении Московского университета ушёл из него. С 1914 г. директор Геологического и минералогического музея Петербургской АН. Один из организаторов (1915-30 гг.) Комиссии по изучению естественных производительных сил России (КЕПС). В 1918-19 гг. в Киеве, в 1919-20 гг. в Крыму, профессор Таврического университета. В 1921 г. возвратился в Петроград. С 1922 г. директор организованного им Радиевого института. В 1922-26 гг. в Париже, читал лекции в Сорбонне, работал в лаборатории М. Склодовской-Кюри. В 1926-34 гг. в Ленинграде, с 1934 г. в Москве. В 1927 г. организовал в АН СССР Отдел живого вещества, преобразованный в 1929 г. в Биогеохимическую лабораторию (директор в 1928-45 гг.), ставшую впоследствии Институтом геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского. Большая Российская энциклопедия: в 30 т. Т. 5. Великий князь - Восходящий узел орбиты / Отв. ред. С.Л. Кравец.- М.: БРЭ, 2006.- С. 167.

С 1923 г. по 1936 год выходят в свет отдельные тома его замечательной «Истории минералов земной коры»; кроме статей на прежние темы он пишет исследования о природных водах, круговороте веществ и газах Земли, о космической пыли, геотермии, проблеме времени в современной науке.

После выхода в свет его работы «История природных вод» гидрогеология уже не могла ограничиваться изучением только условий залегания подземных вод, но стала изучать также их происхождение, состав и т. д. Трудно найти второго такого ученого, который мог бы столь долгие годы продолжать так глубоко разрабатывать многочисленные научные проблемы, относящиеся к различным наукам.

Но главной для него остается тема биосферы (области жизни) и геохимической деятельности живого вещества. Для расширения научных работ в этой области он организовал в 1928 году биогеохимическую лабораторию.

Новую стадию биосферы, когда разумная деятельность человека приобретает планетарный масштаб, Вернадский (вслед за Э. Леруа и П. Teйяром де Шарденом) называет ноосферой. Дальнейшее развитие ноосферы будет связано с выходом человека в космос.

В 1937 году Владимир Иванович в последний раз выступает на международном геологическом конгрессе с докладом: «О значении радиоактивности для современной геологии» и добивается создания международной комиссии по определению геологического времени.

На основе исследований распада радиоактивных элементов Вернадский сделал замечательный вывод о возможности и необходимости введения в геологии абсолютного летосчисления. Самин Д.К. 100 великих ученых / Д.К. Самин.- М.: Вече, 2000.- С. 423.

Вернадский - один из основоположников генетической минералогии, геохимии, радиогеологии. Его работы, заложившие основы химико-генетического, или исторического, направления в минералогии, позволили установить связь между формой кристаллизации минерала, его химическим составом и генезисом. Вернадский выдвинул эволюционную теорию происхождения минералов. Изучая роль глинозёма в силикатах, он разработал новую теорию строения алюмосиликатов как солей алюмокремниевой кислоты. Его учение о роли каолинового ядра и строении алюмосиликатов легло в основу современной кристаллографии. Вернадский выявил около 20 рядов химических элементов, дающих в природе изоморфные смеси соединений, и показал, что при определённых условиях в земной коре элементы одного ряда могут заменять друг друга при образовании общих для них минералов. Его представления о парагенезисе и изоморфных рядах химических элементов стали теоретическим обоснованием создания методов геохимических поисков. Большая Российская энциклопедия: в 30 т. Т. 5. Великий князь - Восходящий узел орбиты / Отв. ред. С.Л. Кравец.- М.: БРЭ, 2006.- С. 168.

Вернадский впервые в России ввёл спектральный метод для решения геохимических задач.

Вернадский - создатель научной школы, среди его учеников - А.Е. Ферсман, Д. И. Щербаков, А. П. Виноградов, В. Г. Хлопин, К. А. Ненадкевич, К. А. Власов, A.А. Сауков, Я. В. Самойлов и др.

Именем Вернадского названы: гора на о. Парамушир, пик в районе р. Подкаменная Тунгуска, полуостров и подлёдные горы в Восточной Антарктиде, минералы - вернадскит и вернадит, диатомовая водоросль. Большая Российская энциклопедия: в 30 т. Т. 5. Великий князь - Восходящий узел орбиты / Отв. ред. С.Л. Кравец.- М.: БРЭ, 2006.- С. 167.

В конце 1944 года у возвратившегося в Москву Владимира Ивановича произошло кровоизлияние в мозг, а 6 января 1945 года на восемьдесят втором году жизни он скончался.

Глава 2. В.И. Вернадский о биосфере

вернадский биосфера геологический минералогия

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

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

Биосфера определяет изменчивый и прекрасный облик Земли, соединяет в своем лоне все живое и освещается изнутри светом человеческого разума. Мы всецело принадлежим биосфере -- и телом, и духовной жизнью, прошлым и будущим, став органом ее самопознания и преобразования.

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...».

Первыми услышали начала учения о биосфере студенты Сорбонны (Франция), которым Вернадский читал лекции по геохимии в 1923--1924 годах. Эти лекции вдохновили французских ученых -- Тейяра де Шардена и Ле Руа -- на глубокие раздумья о сущности человечества. Выборочно восприняв мысли, высказанные Вернадским, Ле Руа вскоре издал две свои научно-философские работы. В них он писал о ноосфере (сфере разума), оставив на втором плане идеи о биосфере. Баландин Р.К. Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие / Р.К. Баландин.- 2-е изд., доп.- М.: Знание, 1988.- С. 101.

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.

«В XX веке в результате роста культуры человека все более резко стали меняться биологически и химически моря и части океана...» -- говорил Вернадский.

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. Там же.- С. 102.

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

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

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

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.

Отдельные разделы учения пользовались за последние годы большой популярностью, а другие оставались в тени. О биосфере пишут специалисты, знатоки конкретных наук, со своих частных позиций. Увы, несмотря на усиливающиеся призывы осуществлять синтез знаний, век узкой специализации продолжается. Баландин Р.К. Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие / Р.К. Баландин.- 2-е изд., доп.- М.: Знание, 1988.- С. 102.

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.

Конечно, любое живое направление научной мысли должно давать новые побеги, должно изменяться, преображаться, переходить на новые, более высокие ступени теоретических обобщений. Но на этом пути бывают и потери. И дело не в том, что Вернадский -- классик науки, великий ученый, основоположник учения о биосфере, а потому якобы отступать от его концепций недопустимо. Напротив, только дальнейшее развитие, в некотором роде преодоление идей Вернадского, обогащение их новым содержанием можно считать достойным продолжением его работы. Однако это не оправдывает, конечно, искажения его идей, а также переход на иные, менее перспективные пути развития научной мысли.

Список литературы

1. Баландин Р.К. Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие / Р.К. Баландин.- 2-е изд., доп.- М.: Знание, 1988.- 208 с.

2. Большая Российская энциклопедия: в 30 т. Т. 5. Великий князь - Восходящий узел орбиты / Отв. ред. С.Л. Кравец.- М.: БРЭ, 2006.- 783 с.

3. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие / А.А. Горелов.- М.: Высшее образование, 2008.- 335 с.

4. Грушевицкая Т.Г. Концепции современного естествознания: Учебное пособие / Т.Г. Грушевицкая, А.П. Садохин.- М.: Высшая школа, 1998.- 383 с.

5. Ермолаев Б. В. Концепции современного естествознания: Учебное пособие / Б. В. Ермолаев, А.А. Аруцев, И.О. Кутателадзе, М.С. Слуцкий.- М.: Высшая школа, 2005.- 340 с.

6. Зимин А.И. . Концепции современного естествознания: Вопросы и ответы / А.И. Зимин.- М.: Юриспруденция, 2007.- 280 с.

7. Самин Д.К. 100 великих ученых / Д.К. Самин.- М.: Вече, 2000.- 592 с.

Размещено на Allbest.ru