4. Современные концепции развития геосферных оболочек.

В неклассической концепции глобальной эволюции Земли в объяснении динамических истоков развития геосферных оболочек решающее значение придается:

- однородности химического состава первичной Земли;

- изменению ее термодинамических состояний под воздействием энергетических потоков;

- приобретению расплавленным веществом Земли текуче-подвижных состояний, приводящих к химико-плоскостной дифференциации этого вещества;

- образованию в результате дифференциации вещества Земли ее геосферных оболочек;

- эволюции геосферных оболочек в процессе непрекращающихся изменений динамических потенциалов Земли.

Каждый шаг в осмыслении возникновения, эволюции и развития геосферных оболочек требует четкого выделения тех динамических факторов, которые детерминируют геологические события. В этом состоит суть, главное содержание неклассической концепции глобальной эволюции Земли.

С позиций глобальной геоэволюции в развитии Земли выделяются следующие этапы:

1. Образование планеты (4,7 – 4 млрд. лет назад).

2. Нарастание тектонической деятельности Земли и достижение ею своего пика (4-2,2 млрд. лет назад).

3. Период приблизительного постоянства в тектонической деятельности планеты (2,2 млрд. назад – 0,6 лет вперед).

4. Угасание тектонической деятельности Земли (0,6 млрд. лет назад – 1,6 млрд. лет вперед).

5. Остывание планеты под лучами Солнца (1,6 -5 млрд. лет вперед).

6. Опаление Земли в результате взрыва Солнца (5 млрд. лет вперед).

7. Космическое странствие планеты (через 5 млрд. лет).

Истории эволюции геосферных оболочек Земли сопряжены друг с другом, но каждая из этих историй имеет свои своеобразные этапы.

Земля – уникальная планета. Если бы в ней исходные концентрации веществ, в частности Fe, FeO, CO₂, H₂O , были несколько другими, то тектоническая деятельность планеты вряд ли обеспечивала бы благоприятные условия для живых организмов, т.е. биоту.

5. Абиотические факторы и экологические функции литосферы.

Каждая из геосферных оболочек обладает как абиотической, так и экологической значимостью. Абиотический и экологический подходы дополняют друг друга.

При абиотическом подходе компоненты и явления неживой природы рассматривают как условие существования живых организмов, в том числе человека.

При экологическом подходе факторы неживой среды изучаются не просто сами по себе, а в их конкретном взаимодействии с биотой и влиянием на нее.

Несмотря на то, что все геосферные оболочки важны в абиотическом и экологическом плане, до недавнего времени абиотический и экологический подходы использовались в основном при изучении гидросферы и атмосферы. Лишь в середине 90-х годов было введено понятие «экологические функции литосферы».

Обычно выделяют четыре экологические функции литосферы: ресурсную, физическую, геодинамическую и химическую.

Ресурсная функция литосферы определяет роль ресурсов, содержащихся в литосфере, а также факторов пространственного характера для жизни биоты и человека.

Весьма тревожная ситуация сложилась с энергетическими ресурсами, с запасами полиметаллических руд, содержащих никель, кобальт, вольфрам, молибден, медь, свинец, цинк, олово. Считается, что они будут исчерпаны в ближайшие 60 лет.

В связи с этим весьма актуальны призывы к ресурсосбережению.

Человечество сегодня стало также мощной литосферной силой и рельефообразующим фактором. Например, к увеличению сейсмичности приводит интенсивная добыча газа и нефти, закачка воды глубоко под землю, рытье карьеров и котлованов; оседают плотины электростанций, крупные города.

Геодинамическая функция литосферы связана с масштабными природными и антропогенными процессами, влияющими на жизнь биоты и человека.

Важнейшее значение приобретает в этой связи прогноз развития катастрофических геологических процессов, эколого-геологическое обоснование возможностей инженерной защиты территорий и осуществление этой защиты.

Геохимическая функция литосферы касается в основном тех геохимических неоднородностей, которые представляют опасность для биоты, в том числе человека. Речь, прежде всего, идет о химическом загрязнении, привнесении в литосферу различных токсикантов (тяжелых металлов, пестицидов, пластмасс, детергентов). Многие химические вещества обладают канцерогенными и мутагенными свойствами.

Значительный вклад в химическое загрязнение литосферы, особенно земной коры, вносят различного рода отходы, в том числе радиоактивные в твердом и жидком состояниях.

Геофизическая функция литосферы реализуется посредством физических факторов, радиации, шумовых и тепловых эффектов.

Техническая деятельность человека, связанная с выносом естественных радионуклидов во внешнюю среду, приводит к включению их в геобиогенные циклы. А это означает, что основная часть радиационного фона имеет антропное происхождение.

Одна из форм загрязнения литосферы – экологический шум, распространяющийся в приповерхностных слоях земной коры. Промышленные предприятия транспорта производят шумы, которые накладываются на естественно-природный шумовой фон. В итоге живые организмы, особенно те, места обитания которых, находятся в земле, и человек испытывает постоянный звуковой дискомфорт.

Заслуживает упоминания также тепловой режим литосферы, который зависит от последствий техногенной деятельности человека, например теплотрасс, прокладываемых на глубине нескольких метров, а порой и по земной поверхности. В результате этого существенно изменяется тепловой режим обитания биоты.

Таким образом, геологическая и географическая специфика нашей планеты такова, что она обеспечивает расцвет жизни человечества. Люди будут в состоянии обеспечить свое будущее лишь в том случае, если они должным образом разовьют свои концептуальные средства, руководствуясь которыми возможно направить в нужное русло свою деятельность.

VI. / Биология в современном естествознании.

Особенности биологического уровня организации материи.

1. Три «образа» биологии. Традиционная, физико-химическая и эволюционная биология.

2. Концепции происхождения жизни.

3. Уровни организации живой материи. Специфические признаки живого.

4. Химический состав биосистем. Обмен веществ и энергии.

5. Клеточное строение живых организмов.

6. Принципы воспроизводства живых систем.

БИОЛОГИЯ – это наука о живом, его строении, формах активности, сообществах живых организмов, их распространении развитии, связях друг с другом и с неживой природой.

Современная биологическая наука – результат длительного процесса развития. Но только в первых древних цивилизованных обществах люди стали изучать живые организмы более тщательно, составлять перечни животных и растений, населяющих разные регионы и классифицировать их. Одним из первых биологов древности был Аристотель.

В настоящее время биология представляет собой целый комплекс наук о живой природе. Структуру его можно рассматривать с разных точек зрения.

1. ПО ОБЪЕКТАМ ИССЛЕДОВАНИЯ биология подразделяется на вирусологию, бактериологию, ботанику, зоологию и антропологию.

2. ПО СВОЙСТВАМ ПРОЯВЛЕНИЯ ЖИВОГО в биологии выделяются:

1) морфология – наука о строении живых организмов;

2) физиология – наука о функционировании организмов;

3) молекулярная биология – изучает микроструктуру живых тканей и клеток;

4) экология – рассматривает образ жизни растений и животных и их взаимосвязи с окружающей средой;

5) генетика – исследует законы наследственности и изменчивости.

3. ПО УРОВНЮ ОРГАНИЗАЦИИ ИССЛЕДУЕМЫХ ЖИВЫХ ОБЪЕКТОВ выделяются:

1)анатомия – изучает макроскопическое строение животных;

2)гистология – изучает строение тканей;

3) цитология - исследует строение живых клеток.

Эта многоплановость комплекса биологических наук обусловлена чрезвычайным многообразием живого мира. К настоящему времени биологами обнаружено и описано более 1 млн. видов животных, около 500 тыс. растений, несколько сот тысяч видов грибов, более 3 тыс. видов бактерий.

Причем мир живой природы исследован далеко не полностью. Число неописанных видов оценивается по меньшей мере в 1 млн.

Исходной и главной категорией в биологии является категория «живого».

В развитии биологии выделяют три основных этапа:

1) систематики (К.Линней);

2) эволюционный (Ч.Дарвин);

3) биологии микромира (Г.Мендель).

Каждый из них связан с изменением представлений о мире живого и самих основ биологического мышления.