Глава 3. Строение и свойства биосферы

Антропосфера — сфера Земли, где живет и куда временно проникает (с помощью спутников и т.п.) человечество. Поня­тие «антропосфера» употребляют для характеристики простран­ственного положения человечества и его хозяйственной дея­тельности.

Техносфера — часть биосферы (со временем, по-видимо- му, вся биосфера), преобразованная технической деятельно­стью человека. Понятие «техносфера» используют, когда хо­тят подчеркнуть вещественную сторону отношений человек- природа, а также то, что на настоящем этапе хозяйственная деятельность людей не настолько разумна, чтобы говорить о ноосфере.

Надо отметить, что единства в терминологии по данному воп­росу нет. Понятие «ноосфера» является самым общим, а другие понятия используют, когда хотят оттенить тот или иной аспект.

Сравнение важных характеристик, отличающих биосферу и техносферу, представлено в табл. 12.

Таблица 12

Сравнение биосферы и техносферы

(Т.А. Акимова, В.В. Хаскин, 2001)

Техносфера

Сравниваемые показатели

Сферообразующее число биологических видов

Число контролируемых видов

Масса сферы, Гт

в том числе активное вещество, Гт

неактивное, произведенное вещество, Гт

Кратность обновления активного вещества, год

Годовая нетто-продукция, Гт

Годовой расход органического вещества, Гт

12000

Годовой расход энергии, ЭДж^:

Г одовой расход воды, кі

Степень замкнутости круговорота веществ, % Запас генетической информации, Гбит***

Запас сигнальной информации, Гбит

Скорость переработки информации, бит/с Информационная скорость эволюции, бит/с

Примечание:

• 1 Гт — 1 гигатонна = 10⁹ т.

** 1 ЭДж — 1 эксаджоуль = 10¹⁸ Дж. *** 1 Гбит = 10⁹ бит.

Можно выделить ряд основных признаков превращения биосферы в ноосферу:

1. Возрастание количества механически извлекаемого мате­риала земной коры (рост разработки месторождений полезных ископаемых). Геохимическая деятельность человека становит­ся сравнимой по масштабам с биологическими и геологичес­кими процессами. В геологическом круговороте резко возрас­тает звено денудации.

2. Массовое потребление (сжигание) продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох (нефти, газа, каменного угля и пр.). Следствием является усиление парникового эффекта и гло­бальное потепление климата.

3. Рассеивание энергии, в отличие от ее накопления в биосфе­ре до появления человека. Основным следствием является энер­гетическое загрязнение биосферы.

4. Образование в больших количествах веществ, ранее в био­сфере отсутствовавших (чистые металлы, пластмассы и др.). В результате наблюдается химическое загрязнение биосферы — ее металлизация, загрязнение промышленными и другими от­ходами и т.д.

5. Создание, хотя и в ничтожно малых количествах, транс­урановых химических элементов (плутония и др.). Освоение ядер- ной энергии за счет деления тяжелых ядер и (в обозримом буду­щем) термоядерной энергии за счет синтеза легких ядер атомов. Возникает опасность теплового загрязнения биосферы и заг­рязнения радиоактивными отходами ядерной энергетики.

6. Расширение границ ноосферы за пределы Земли в связи с научно-техническим прогрессом. Возникновение космонавтики обеспечило выход человека за пределы родной планеты. Ноо­сфера в будущем займет большее пространство, чем биосфера до появления человека. Создается принципиальная возмож­ность создания искусственных биосфер на других планетах.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определение понятию «биосфера».

2. Охарактеризуйте структуру биосферы.

3. Где проходят верхняя и нижняя границы биосферы? Какие лими­тирующие факторы ограничивают распространение жизни за пре­делы биосферы?

4. Что такое озоновый экран? В чем состоит его значение для био­сферы?

5. Какие компоненты (типы вещества) биосферы выделил В.И. Вер­надский?

6. Как классифицировал типы вещества биосферы А.В. Лапо?

7. Охарактеризуйте химический состав живого вещества. Чем он от­личается от состава земной коры и других неживых тел?

8. В каких частях биосферы наблюдается максимальная плотность жизни?

9. Как соотносятся между собой видовое разнообразие и биомасса растений и животных?

10. Охарактеризуйте основные свойства живого вещества.

11. Охарактеризуйте основные функции живого вещества.

12. Охарактеризуйте основные свойства биосферы как экосистемы высшего ранга.

13. В чем проявляется географическая зональность и высотная пояс­ность биосферы?

14. В чем состоит значение высокого биологического разнообразия живой природы?

15. Что понимают под круговоротом веществ? Какие круговороты ве­ществ выделяют?

16. Опишите основные черты каждого из круговоротов веществ. В чем отличие антропогенного круговорота веществ от естественных кру­говоротов — геологического и биологического?

17. Опишите основные черты круговоротов основных биогенных ве­ществ и элементов: воды, углерода, кислорода, азота, фосфора, серы.

18. Кто ввел в науку термин «ноосфера»? Кто является основополож­ником учения о ноосфере?

19. Что понимают под термином «ноосфера»? Как вы понимаете этот термин?

20. Что понимают под терминами «антропосфера» и «техносфера»? В каких случаях их употребляют?

21. Каковы основные признаки превращения биосферы в ноосферу?

ЛИТЕРАТУРА

1. Аллен Дж., Нельсон М. Космические биосферы / Пер. с англ. М.: Прогресс, 1991.

2. Биогеохимический круговорот веществ в биосфере / Под ред. В.А. Ковды. М.: Наука, 1987.

3. Биосфера: Сб. / Под ред. М.С. Гилярова. М.: Мир, 1972.

4. В.И. Вернадский и современность / Под. ред. В. С. Соколова и А. Л. Яншина. — М.: Наука, 1986.

5. Верзилин Н.Н., Верзилин Н.Н., Верзилин Н.М. Биосфера, ее настоя­щее, прошлое и будущее. М.: Просвещение, 1976.

6. Вернадский В.И. Биосфера. М.: Мысль, 1967.

7. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окру­жения. М.: Наука, 1965.

8. Войткевич Г.В., Вронский В.А. Основы учения о биосфере: Учеб. пособие для студ. вузов. Ростов н/Д: Феникс, 1996.

9. Добровольский В.В. Основы биогеохимии: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1998.

10. Дювиньо П. Танг М. Биосфера и место в ней человека. М.: Про­гресс, 1968.

11. Камшилов М.М. Эволюция биосферы. М.: Наука, 1976.

12. Каталог биосферы / Пер. с англ. М.: Мысль, 1991.

13. Лапо А.В. Следы былых биосфер. М.: Знание, 1987.