Понятие биосферы и ноосферы. Концепция биосферы в.И. Вернадского

Концепция биосферы, которую мы принимаем сейчас, в основном опирается на идеи В.И. Вернадского, хотя сам он считал, что впервые к понятию биосферы подошел французский натуралист Жан Батист Ламарк.

Биосферой называется та часть земного шара, в пределах которой существует жизнь. Она охватывает часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км), часть литосферы, особенно кору выветривания, и всю гидросферу. Нижняя граница опускается в среднем на 2-3 км под поверхность суши и на 1-2 км под дно океана. Однако такое определение порождает ряд вопросов и требует уточнений. Пропуская через фильтр воздух, взятый на больших высотах, можно найти в нем споры бактерий и грибов. Но этот «аэропланктон», очевидно, не имеет активного метаболизма. Даже на поверхности Земли немало мест, слишком холодных, слишком жарких или слишком сухих, для того чтобы там могли существовать организмы с активным метаболизмом. Но и в таких местах всегда можно найти споры. Таким образом, оболочка Земли, называемая биосферой, имеет неправильную форму, т.к. она окружена некоей «парабиосферной» областью, в которой жизнь присутствует только в покоящемся состоянии. Что же характерно для биосферы как особой оболочки земного шара? Во-первых, это область, в которой имеется в значительных количествах жидкая вода. Во-вторых, на нее падает мощный поток энергии от Солнца. Наконец, в-третьих, в биосфере имеются поверхности раздела между веществами, находящимися в жидком, твердом и газообразном состояниях.

Центральное звено в концепции Вернадского о биосфере – представление о живом веществе. «Живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей... Так, выраженные организмы представляют живое вещество, т.е. совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженное в элементарном химическом составе, в весе, в энергии. Оно связано с окружающей средой биогенным током атомов: своим дыханием, питанием и размножением». (В.И. Вернадский). Вернадский считал частью живого вещества человечество, выступающее «огромной геологической силой». Во-первых, человечество увеличивает массу вещества, вовлекаемого в процесс материального производства; во-вторых, существенно меняет геохимический состав поверхностной оболочки земли; в-третьих, постоянно и неуклонно увеличивает свой энергетический и информационный потенциал. Кроме живого вещества Вернадский выделял еще косное вещество (воздух, вода, минералы). Между живым веществом и косным находятся биокосные вещества (остатки живых организмов, например, навоз).

Фундаментом биосферной концепции Вернадского являются сформулированные им следующие биогеохимические принципы:

1. Биогенная миграция химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению, что выражается в способности некоторых живых организмов неограниченно размножаться. Этот принцип в наши дни нарушен человеком.

2. Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию устойчивых в биосфере форм жизни, идет в направлении, усиливающем биогенную миграцию атомов. При антропогенном измельчании средних размеров особей биоты Земли (лес сменяется лугом, крупные животные мелкими) этот принцип начинает действовать аномально интенсивно.

3. Заселение планеты должно быть максимально возможным для всего живого вещества, которое находится в непрерывном химическом обмене с окружающей его средой, создающейся и поддерживающейся на Земле космической энергией Солнца. Вследствие нарушения двух первых принципов космические воздействия из поддерживающих биосферу могут превратиться в разрушающие ее факторы.

В 1926 г. в Париже во время обсуждения доклада В.И. Вернадского о принципах биосферы французский исследователь Э. Леруа предложил термин «ноосфера» для обозначения нового, эволюционного состояния биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором ее развития. В.И. Вернадский стал активно употреблять этот термин, считая, что Леруа в идее о ноосфере развил его идею о биосфере: «Ноосфера создалась в эпоху, когда человеческая мысль охватила биосферу и меняет все процессы по-новому, а в результате активная энергия биосферы увеличивается». В 1937 г. В.И.Вернадский писал: «Ноосфера –последнее из многих состояний эволюции биосферы в геологической истории – состояние наших дней. Сейчас мы переживаем новое геологическое эволюционное состояние биосферы, то есть мы входим в ноосферу». Факторами последней перестройки биосферы В.И.Вернадский считал научную мысль и коллективный труд человечества, давно уже ставшего мощной геологической силой.