4.5. Самоорганізація біосфери

Згідно другого закону термодинаміки, якщо розглядати Всесвіт як закриту систему, вона йде до своєї неминучої дезінтеграції, так як запас концентрованої енергії, за рахунок якої відбуваються усі процеси в біосфері, рано чи пізно буде вичерпаний.

Якщо запас корисної енергії у системі зменшується, то її здатність підтримувати організовані структури послабшується.

Високоорганізовані структури розпадаються на менш організовані. Міра внутрішньої невпорядкованості системи - ентропія - зростає.

Другий закон термодинаміки передбачає все більш однорідне майбутнє навколишнього середовища.

Теорія еволюції органічного світу розглядає біосферу як відкриту систему, яка знаходиться в не рівноважному стані й обмінюється речовиною, енергією й інформацією з навколишнім середовищем. Термодинаміка відкритих систем вивчає не рівноважні процеси. В їх описанні ключову роль відіграє поняття зменшення ентропії системи за рахунок процесів, які відбуваються у середині неї.

Відкриті системи безупинно флуктують. Іноді окрема флуктуація може стати (у результаті позитивного зворотного зв’язку) настільки сильною, що організація, яка існувала раніше,не витримує й руйнується. У цей переломний момент, у точці біфуркації, принципово неможливо пророчити, в якому напрямку буде відбуватися подальший розвиток: чи стане стан системи хаотичним, чи вона перейде на новий, більш високий рівень організації. Під дією випадкових чинників і добору відбуваються повільні кількісні зміни параметрів системи, що розвивається (еволюційний розвиток), а потім наступає перехід у новий стан (біфуркаційний розвиток). Біфуркаційні процеси роблять процес еволюції незворотнім.

Біфуркаційний механізм розвитку підтверджує можливість спонтанного виникнення порядку й організованості з безладдя й хаосу в результаті процесу самоорганізації. Хід розвитку біосфери зовсім не призводить до пониження рівня організації й зменшення різноманіття форм організмів та їх угрупувань; розвиток живої матерії відбувається від нижчих форм до вищих. Здатність відкритих систем до самоорганізації – одне з величезніших досягнень сучасної фізики. Очевидно, що при існуючих космічних і земних передумовах жива речовина біосфери здатна продовжувати свій “тиск ” на зовнішні оболонки Землі й потенціал цього тиску аж ніяк не слабшає.

Антропогенний фактор, який викликає деградацію біосфери, слід розглядати як флуктуацію, викликану популяційним вибухом, який по законам регулювання, неминуче буде елімінований. Система - «суспільство – природа», по теорії Пригожина, досягнувши точки буфіркації, повинна буде перебудуватися. Біфуркація – це імпульс, до розвитку біосфери по-новому, невідомому шляху. Яке місце в ньому посяде людство – це предмет спеціальних досліджень. Що ж до біосфери, то за її судьбу можна не хвилюватися, вона продовжить свій розвиток.

Питання для самоконтролю:

1.Які основні потоки енергії у екосистемах?

2. Який баланс енергії у екосистемах повинен виконуватися, щоб вона нормально функціонувала?

3. Що таке «трофічні ланцюги», «екологічні піраміди»?

4. Як здійснюються «біогеохімічні кругообіги речовини»?

5.За рахунок чого підтримується стійкість і саморегуляція екосистем

6. Які функції живої речовини у біосфері?

7. Які основні потоки енергії у біосфері, який їхній баланс?

8. Що таке біохімічні кругообіги речовини?

9. Що таке стабільність біосфери, як вона підтримується, у чому

виявляється?

10. Як здійснюється самоорганізація біосфери?

Лекція 5

Тема лекції: СОЦІОЕКОСИСТЕМИ, ЇХНЯ СТРУКТУРА І ЗАКОНИ ФУНКЦІОНУВАННЯ

План:

 Історія взаємовідносин людського суспільства і природи.

Чотири етапи розвитку глобальної соціоекосистеми нашої планети

 Поняття соціоекосистем, їх класифікація

 Структура соціоекосистем

 Функціонування соціоекосистем

 Соціоекосфера. Навчання Вернадського В.І. про ноосферу