Поняття біосфера

Вперше термін «біосфера» — «сфера життя» — був використаний австрійським вченим Едуардом Зюссом ще в XIX ст. (1875). Однак він не дав визначення цього поняття. Сучасне його тлумачення, яке прийняте у всьому світі, належить українському вченому В.І. Вернадському — першому президенту Української академії наук.

Біосфера (від дав.-гр. βιος — життя та σφαῖρα — куля) — природна підсистема географічної оболонки, що являє собою глобальну планетарну екосистему (населена живими організмами). Маса біосфери — близько 0,05% маси Землі.

Біосфера — це оболонка Землі, яка включає частини атмосфери, гідросфери і літосфери, заселені живими організмами.

Біосфера в сучасному розумінні — це глобальна відкрита система зі своїм «входом» (потік сонячної енергії, який надходить з космосу) і «виходом» (утворені в процесі життєдіяльності організмів речовини, які з різних причин «випали» із біологічного кругообігу, так званий вихід «в геологію» — кам'яне вугілля, нафта, осадові породи тощо). З позицій кібернетики ця велетенська система, котра, як і її складові — біогеоценози, описується як «чорний ящик». Процеси, що відбуваються всередині нього, закодовані природою. Можна із впевненістю стверджувати, що система в її основних рисах є саморегульованою, самоорганізованою.

Біосфера охоплює нижні шари атмосфери до висоти близько 11 км, всю гідросферу і верхній шар літосфери до глибини 3-11 км на і й 0,5-1,0 км під дном океану. Товщина біосфери на полюсах Землі близько 10 км, на екваторі — 28 км.

Основні положення вчення В. І. Вернадського про біосферу:

1. Цілісність біосфери визначається самоузгодженісттю всіх процесів в біосфері, обмежених фізичними константами, рівнем радіації та ін.

2. Земні закони руху атомів, перетворення енергії є відображенням гармонії космосу, забезпечуючи гармонію і організованість біосфери. Сонце як основне джерело енергії біосфери регулює життєві процеси на Землі.

3. Жива речовина біосфери з найдавніших геологічних часів активно трансформує сонячну енергію в енергію хімічних зв'язків складних органічних речовин. При цьому сутність живого постійна, змінюються лише форми існування живої речовини. Сама жива речовина не є випадковим створенням, а є результатом перетворення сонячної світлової енергії в дійсну енергію Землі.

4. Чим дрібніше організми, тим з більшою швидкістю вони розмножуються. Швидкість розмноження залежить від щільності живої речовини. Розтікання життя — результат прояву її геохімічної енергії.

5. Автотрофні організми отримують всі необхідні для життя речовини з навколишньої косної матерії. Для життя гетеротрофів необхідні готові органічні сполуки. Поширення фотосинтезуючих організмів (автотрофів) обмежується можливістю проникнення сонячної енергії.

6. Активна трансформація живою речовиною космічної енергії супроводжується прагненням до максимальної експансії, прагненням до заповнення всього можливого простору. Цей процес В. І. Вернадський назвав «тиском життя».

7. Формами знаходження хімічних елементів є гірські породи, мінерали, магма, розсіяні елементи і жива речовина. У земній корі відбуваються постійні перетворення речовин, кругообіг, рух атомів і молекул.

8. Поширення життя на нашій планеті визначається полем стійкості зелених рослин. Максимальне поле життя обмежується крайніми межами виживання організмів, яке залежить від стійкості хімічних сполук, що становлять живу речовину, до певних умов середовища.

9. Кількість живої речовини в біосфері постійна і відповідає кількості газів в атмосфері, перш за все кисню.

10. Будь-яка система досягає стійкої рівноваги, при якому вільна енергія системи наближається до нуля.

Гіпотеза Ге́ї (англ. Gaia hypothesis) — космогонічна гіпотеза, запропонована англійським вченим Джеймсом Лавлоком у 1979 році. Основним положенням гіпотези є твердження (виходячи з того факту, що атмосфера Землі значно відрізняється від атмосфер інших планет сонячної системи, де немає життя), що Земля як планета вцілому, її біосфера є певною мірою живим суперорганізмом.

Ноосфе́ра (в значенні «розум») — сучасна стадія розвитку біосфери, пов'язана з появою в ній людства. Частина планети і навколопланетного простору зі слідами діяльності людини. Термін ноосфера запропонував французький математик Едуард Леруа.

Відповідно до оригінальної теорії Вернадського, ноосфера є третьою у послідовності таких основних фаз розвитку Землі як утворення геосфери (неживої природи) та біосфери (живої природи).

Так само, як біосфера утворюється взаємодією всіх організмів на Землі, ноосфера складається усіма розумами, що взаємодіють.

Ноосферу можна розглядати як єдність «природи» і культури (в широкому тлумаченні останньої — з техносферою включно), особливо починаючи з того моменту, коли «культура» досягає (за силою впливу на біосферу та геосферу) потужності «геологічної сили».

Серед складових частин ноосфери виділяють антропосферу (сукупність людей як організмів), техносферу (сукупність штучних об'єктів, створених людиною, та природних об'єктів, змінених в результаті діяльності людства) та соціосферу (сукупність соціальних факторів, характерних для даного етапу розвитку суспільства і його взаємодії з природою).

Розглядаючи означену єдність природи та культури (у їхній взаємодії) у розвитку ноосфери доцільно розрізняти дві стадії:

1. Ноосфера у стадії її становлення, в процесі стихійного розвитку, починаючи з моменту виникнення «людини розумної»;

2. Ноосфера, що свідомо удосконалюється спільними зусиллями людей в інтересах як людства в цілому, так і кожної окремої людини.

Ноосферу як глобальну оптимізовану соціально – екологічну систему можна уявити як комплекс 4 взаємопов’язаних підсистем:

1. Природної (вода, повітря, рельєф, клімат, флора, фауна);

2. Економічної (населення, промисловість, сільське господарство, транспорт);

3. Соціокультурної (наука, мистецтво, охорона здоров’я, освіта, релігія);

4. Етносоціальної (побут, традиції, звичаї, мова).

Поняття ноосфери можна визначити наступним чином. Ноосфера – сфера розуму і духу, що неперервно розширюється в просторі і часі, сфера заснованої на них життєдіяльності Земної цивілізації, ядром якої слугує історична біосфера Землі. Необмежена у часі життєдіяльність Земної цивілізації досягається гармонічною взаємодією людини і біосфери, регламентованим індексом стійкості розвитку (менше одиниці), та гармонією всередині самого суспільства (визначається індексом соціально – економічної дисгармонії менше 10 - 15).

Останнім часом у ряді робіт вітчизняних і зарубіжних екологів, істориків і філософів все частіше піддається критиці вчення В. І. Вернадського про ноосферу. Так, відомий американський історик охорони природи Д. Вінер назвав вчення про ноосферу «утопічною і науково неспроможною ідеєю». Російський еколог Ф. Р. Штільмарк вважає: «Сама по собі ідея ноосфери, ідея гармонійного злиття природи і суспільства, в основі своїй є глибоко релігійною і на нинішній день є утопічною».

Антропосфера – земна сфера, де постійно живе і куди тимчасово проникає (за допомогою супутників) людство; сфера Землі і найближчого космосу, яка в найбільшому ступені прямо або опосередковано видозмінена людиною у минулому та буде ще більше змінена людьми в майбутньому; частина біосфери, що використовується людьми.

В техногенному суспільстві через процеси урбанізації, індустріалізації, інформатизації і глобалізації як соціальних механізмів технологізації соціуму і біосфери створюється техносфера. Мета створення техносфери – задоволення насущних та елітних соціально – економічних та соціокультурних потреб населенння і більш комфортному середовищі існування (порівняно з природним, біосферним середовищем).

Техносфе́ра — сфера, яка містить штучні технічні споруди, які виготовляються та використовуються людиною:

1) частина біосфери (за деякими уявленнями, — з часом вся біосфера), корінним чином перетворена людиною за допомогою опосередкованого впливу технічних засобів технічні та техногенні об'єкти (будівлі, дороги, механізми тощо) в цілях якнайкращої відповідності соціально-економічним потребам людства;

2) найскладніша частина антропосфери, що охоплює взаємодію технічних засобів виробництва з природно-ресурсним потенціалом території на основі науково-технічного прогресу;

3) практично замкнута регіонально-глобальна майбутня технологічна система утилізації і реутилізації що залучаються до господарського обороту природних ресурсів, розрахована на ізоляцію господарсько-виробничих циклів від природного обміну речовин і потоку енергії.

Техносфера, як цілісна система, включає в себе:

• власне самі технічні артефакти, тобто техніку як об'єкт та її соціокультурне значення;

• специфічне технічне знання, уміння, правила, теорії, їх культурну цінність;

• технічну діяльність в двох планах: як інженерну, і пов'язану з повсякденним життям; специфічну техноментальність;

• систему відносин між людиною та природою, де техніка виступає як певний посередник.

Техносфера зазвичай розуміється як частина біосфери, перетворена людиною для зручності своєї життєдіяльності та для забезпечення своєї безпеки, та включає в себе всі типи поселень, агроценозів, промислів та родовищ корисних копалин, що використовуються людиною.

Тепер розглянемо ще одну групу понять, що використовуються в одному з напрямів екології – урбоекології.

Урбосфера – все штучне оточення людини в просторі і всі можливі інформаційні потоки, породженні цивілізацією.

Урбосфера – природно – антропогенна система, що являє собою складне поєднання природних, техногенних і архітектурних форм, які створюють специфічні геолого – геоморфологічні умови, особливий тип полігенетичної поверхні.

Урбосфера як система володіє комплексом обов’язкових властивостей: структурою, стійкістю, ієрархією, організованістю. Урбосфера включає в себе не тільки власне міські території, але й транспортні мережі, а також місця роботи та відпочинку міських жителів. Вона являє собою складне поєднання природних, техногенних і архітектурних форм, що створюють специфічні геолого – геоморфологічні умови, особливий тип полігенетичної поверхні.

Урбосфера – це змінена людиною частина біосфери з метою задоволення своїх потреб та забезпечення безпеки.

Сьгодні глобалізація техносфери стає пріоритетною тенденцією планетарної еволюції. Техногенний світ неухильно рухається к стану своєї системної цілісності. Розростаючись і заповнюючи всі екологічні ніші на планеті, просуваючись далі – у космос. Наростання об’єму та впливу техногенної реальності свідчить про настання фази глобалізації – виходу техносфери на принципово новий рівень, де вона набуває автономності та починає видігравати провідну роль в земній еволюції.

Виділимо наступні складові (компоненти) глобалізації техносфери:

1. Диференціація, неухильний ріст різноманіття технічних систем і технологій.

2. Інтеграція елементів техносфери, формування її архітектоніки як єдиної планетарної структури.

3. Просторова експансія у всі зони земного світу, включаючи людину і людство в цілому.

4. Космічна орієнтація техногенезу, вихід техносфери за межі Землі та перетворення планетарної еволюції у космічну.

5. Індивідуалізація техногенного світу, виражена у виділенні головної гілки техногенезу – інтелектуальної, за рахунок широкого застосування інформаційно – комп’ютерних засобів і технологій.

6. Автономізація техносфери, вихід на рівень взаємовідносин «техніка – оточуючий світ» без посередництва людини.

7. Автотрофність техніки – здатність засвоювати енергію безпосередньо з отосуючого простору.

8. Еволюційний перехід техніки на мікрорівень, різке зменшення питомої ваги техносфери порівняно з іншими планетарними оболонками.

9. Віртуалізація техносфери (масовий перехід матеріального в ідеальне)

Екосфера – планетарний простір, в якому відбуваються сучасні глобальні екологічні процеси, взаємодія між сучасною біосферою та техносферою, їх сума. Екосфера виникла на підгрунті зіткнення між техносферою та біосферою, в якому техносфера відіграє активну, агресивну роль.

Екосфера – єдина система взаємодії сучасної біосфери і техносфери: екосфера = сучасна біосфера + техносфера.

В сучасній екології існує 2 підходи до проблеми взаємодії людини і природи: антропоцентричний і екоцентричний.

Згідно антропоцінтричного підходу взаємодії будуються по правилах, які встановлює сама людина. При цьомц людина ставить себе в цетрі природи, а іноді й над нею. Оволодіваючи законами природи, підпорядковуючи їх своїм інтересам, спираючись на соціальну організацію та технологічні потужності, людина вважає себе вільною від тиску тих сил, які діють в природі. Виникаючі проблеми довкілля розглядаються як наслідок неправильного ведення господарства, технологічних промахів. Рішення проблем здійснюється через технологічну реорганізацію та модернізацію, тобто проблеми можуть бути вирішені тими ж засобами, що є причиною їх виникнення (технологічний оптимізм). Вважається, що закони природи не можуть і не повинні заважати науково – технічному і соціальному прогресу людства. В центрі екологічних проблем ставиться людина, її технології, «влада над природою». Цей підхід характерний для більшості політиків, економістів, господарників та інженерів. Вважається, що суспільство і природа є двома різними системами, в яких найбільш важливу роль відіграють внутрішні зв’язки.

Згідно екоцетричного (біоцентричного) підходу, людина як біологічний вид в значній мірі залишається під контролем головних екологічних законів та в своїх взаємовідносинах з природою змушений і повинен приймати її умови. Прогрес людства обмежується необхідністю підпорядкуванння законам природи. Проблеми довкілля викликані антропогенним порушенням регуляторних функцій біосфери, які не можуть бути змінені або відновлені технологічним шляхом (технологічний песимізм). Прихильними екоцетричного підходу ставлять в центр екологічних проблем стан та стійкість живої природи, біосфери. Цей підхід характерний для відносно невеликого кола професійних екологів та системних аналітиків, а також стихійного екоцетризму багатьох людей.

Вибір між цими двома точками зору або компромісі між ними багато в чому визначає стратегію подальшого розвитку людства. Більшість людей поки що схиляються до антропоцетричної точки зору, оскільки вона виглядає більш простою та оптимістичною, проте існують переконливі аргументи на користь екоцентризму, якими нехтувати не можна.