5.2 Учение в.И. Вернадского о биосфере и ноосфере

          В.И Вернадский считал, что «пределы биосферы обусловлены прежде всего полем существования жизни», определил биосферу как «организованную, определенную оболочку земной коры, сопряженную с жизнью», и сделал фундаментальное заключение, что «биосфера геологи чески вечна». Согласно Вернадскому, биосферу слагают четыре категории субстанций:

-       живое вещество – совокупность всех живых организмов – микроорганизмов, грибов, растений и животных, их активная биомасса;

-     биогенное вещество – различные формы мертвой органики, торф, уголь, нефть и газ биогенного происхождения, а также осадочные карбонаты, фосфориты и т.д.;

-      биокосное вещество – смеси живого вещества и биогенных веществ с минеральными породами абиогенного происхождения (почва, ил, природные воды, нефтеносные сланцы, битуминозные пески);

-      косное вещество – горные породы, минералы, никак не связанные с деятельности живых организмов (изверженные породы земной коры, магматические руды, продукты их абиогенного преобразования и т.д.).

По В.И. Вернадскому, живым организмам отводится роль важнейшей геохимической силы, играющей первостепенную, «преобразующую» роль в обуславливаемых ими механизмах образования и разрешения геологических структур, круговоротов веществ, изменения твердой (литосферы), водной (гидросферы) и воздушной (атмосферы) оболочек земли.

Причина геологической роли и химической активности живого вещества в следующем:

-       живые организмы благодаря ферментам фиксируют в своем теле молекулы азота при обычных температуре и давлении (в промышленности связать атмосферный азот возможно при t=500⁰С и давлении 30…500 атмосфер);

-       в живых организмах на порядок или несколько порядков увеличивается скорость химических реакций в процессе обмена веществ (дождевые черви за 150-200 лет пропускают через себя метровый слой почвы);

-       живые организмы способны быстро занимать (осваивать) все свободное пространство (площадь листьев 1 га растений составляет 8…10  га);

-       движение живых организмов не только пассивное, но и активное (против течения воды, силы тяжести, давления воздушных потоков);

-       устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти (включение в кругооборот), сохраняя при этом высокую физико-химическую активность;

-       высокая приспособляемость (адаптация) к различным условиям;

-       высокая скорость обновления живого вещества (в среднем для биосферы она составляет 8 лет, для суши – 14 лет, для океана – 33 дня).

          Современные теоретические подходы вносят поправку в представления о структуре и функциях биосферы. Дело в том, что значительная часть биогенных и биокосных веществ, заключенных в глубоких недрах (уголь, нефть и др.), фактически выведена из текущего естественного биотического круговорота, хотя некоторое их количество искусственно вводится человеком в пространство биосферы. Поэтому они не относятся к биосфере как таковой; ей присущи только те вещества и процессы, те элементы и характеристики, которые находятся под контролем современной глобальной биоты, но не компоненты природы, сложившиеся и захороненные в геологическом прошлом.

По сравнению с другими геосферами биосфера не представляет собой сплошную среду с четкими границами. К современной биосфере относится вся совокупность живых организмов и все вещества литосферы, гидросферы и атмосферы, которые в настоящее время участвуют в природном биотическом круговороте, т.е. находятся под контролем потребления, трансформации и продуцирования живыми организмами. Тесная функциональная связь биосистем разных уровней превращает биосферу в глубоко интегрированную и саморегулируемую глобальную систему, обладающую собственным гомеостазом и осуществляющую биотическую регуляцию окружающей организмы (в том числе и человека) среды.

Живое вещество биосферы на 98% представлено биомассой наземных растений, грибов и микроорганизмов. Животные составляют только 1,4% общей массы живого вещества. При относительно малой биомассе численность животных в четыре раза превосходит численность видов растений. При этом число сухопутных животных составляет 93% от общего числа видов, тогда как водные животные составляют только 3% видов. Огромное преобладание видообразования на суше относится преимущественно к беспозвоночным – насекомым, тогда как среди позвоночных наибольшее видовое разнообразие характерно для рыб. Вся биомасса биосферы составляет около 4,9 трлн. тонн.

В результате техногенной деятельности человека биосфера земли коренным образом преобразуется и становится, по определению Вернадского, ноосферой – «сферой разума». Ноосфера – новое геологическое явление на нашей планете, в ней человек впервые становится крупнейшей геологической силой. Ноосфера – мир разумных, научно обоснованных поступков в глобальном масштабе.