Техносфера и ноосфера кратко

Обновлено: 05.07.2024

Чтобы разобраться в причинах противоречий в толкованиях и оценках ноосферной концепции, В. А. Николаев (1996) обращается к истории вопроса и к первоисточникам. Для христианского мировоззрения, веками формировавшегося под знаком безусловного права человека на владение всеми богатствами природы, дарованного свыше, она естественна и закономерна. В концепции ноосферы сложно переплелись материалистические и религиозно-философские взгляды на роль и предназначение человечества, человеческой мысли в окружающем мире.

Я не ищу гармонии в природе.

Разумной соразмерности начал

Ни в недрах скал, ни в ясном небосводе

Я до сих пор, увы, не различал.

Как своенравен мир ее дремучий!

В ожесточенном пении ветров

Не слышит сердце правильных созвучий,

Душа не чует стройных голосов.

Но в тихий час осеннего заката,

Когда умолкнет ветер вдалеке,

Когда, сияньем немощным объята,

Слепая ночь опустится к реке,

Когда, устав от буйного движенья,

От бесполезно тяжкого труда,

В тревожном полусне изнеможенья

Затихнет потемневшая вода,

Когда огромный мир противоречий

Насытится бесплодною игрой, -

Как бы прообраз боли человечьей

Из бездны вод встает передо мной.

И в этот час печальная природа

Лежит вокруг, вздыхая тяжело,

И не мила ей дикая свобода,

Где от добра неотделимо зло.

И снится ей блестящий вал турбины,

И мерный звук разумного труда,

И пенье труб, и зарево плотины,

И налитые током провода.

Так засыпая на своей кровати,

Безумная, но любящая мать

Таит в себе высокий мир дитяти,

Чтоб вместе с сыном солнце увидать.

Появление Человека разумного стало итогом направленного развития живой природы. Современник Дарвина североамериканский ученый Д. Д. Дана пришел к выводу, что эволюция живого вещества идет в направлении обособления и формирования головного отдела центральной нервной системы. Это явление он назвал цефализацией (от греч. kefale - голова). Дана указал, что в ходе геологического времени наблюдается скачкообразное усовершенствование центральной нервной системы (мозга), начиная от ракообразных и моллюсков и кончая человеком (принцип Дана).

Ключевые положения концепции В. И. Вернадского: а) человечество - великая геологическая сила; б) эта сила есть разум и воля человека как существа социально организованного; в) лик планеты изменен человеком настолько глубоко, что оказался затронутым ее биогеохимический метаболизм; г) человечество эволюционирует в сторону обособления от остальной биосферы.

Если синтезировать все характеристики ноосферы, данные В. И. Вернадским, то она представляется как сфера человеческой культуры с широким спектром духовных и материальных проявлений. Как и в ранних работах, Вернадский связывает ее возникновение и развитие с процессом культурогенеза.

Воздействие человека принципиально отличается от результатов жизнедеятельности остальных организмов: оно связано в первую очередь не с биологической, а с производственной деятельностью. Мощь человечества, по словам Вернадского (1994), связана не с его материей, но с его мозгом, с его разумом и направленным этим разумом его трудом. Будущее биосферы - ноосферы может быть прекрасным. Однако Вернадский видел и предсказывал негативные последствия антропогенного воздействия на природу. В геологической истории биосферы перед человеком открывается огромное будущее, если он поймет это и не будет употреблять свой разум и свой труд на самоистребление. Лик планеты, пишет Вернадский, резко меняется человеком сознательно и, главным образом, бессознательно: меняются физически и химически почва, воздушная оболочка Земли, природные воды суши, прибрежные моря и части океана.

Пока рука давила на рычаг,

Вращали мельничное колесо -

Не нарушали древних равновесий.

К извечным тайнам подобрал ключи

И выпустил плененных исполинов.

М. А. Волошин "Машина"

Вернадский подчеркивал, что в XX в. впервые в истории Земли человек узнал и охватил всю биосферу, расселился по всей ее поверхности. "Человечество своей жизнью стало единым целым". Нет ни одного клочка Земли, где бы человек не мог прожить, если бы это было ему нужно. Эта мысль была подхвачена писателями-публицистами. Один из них, обращаясь к парадоксу, как человек "голенький, без шерсти, тонкокожий, с маленькой пастью, с нестойкими зубишками, с мускулатурой куда более слабой, чем у зверей, бегающий и прыгающий куда хуже, чем они", стал властелином на Земле, писал, что только благодаря своему разуму человек создал вокруг себя от рубашки на теле до спутников в космосе вторую среду - техносферу - и в ней и благодаря ей стал самым могучим существом на планете.

Эволюция человеческого общества предстает как совокупная эволюция умственных способностей человека, освоения все более эффективных источников энергии, орудий и технологий труда, науки и культуры. Под воздействием человеческого общества, предсказывал Вернадский, биосфера должна будет преобразоваться в новое состояние - ноосферу.

Опыт всех предшествующих поколений и настоящего времени показывает, что человечество, к сожалению, движется не к созданию гармоничной с природой ноосферы, а по пути деструкции биосферы и замены ее инженерно-техническими сооружениями (техносферой): почвенный покров заменяется асфальтом, растительность - жилыми и промышленными строениями. В наглядном виде это показано на схеме, составленной В. А. Зубаковым (1990) (рис. 11.1).

С момента выделения предков человека из животного состояния начинается психозой: в социальной эволюции человека ведущую роль стали играть психические факторы. На протяжении психозоя, почти 1,5 млн лет, развивалось первобытное общество. Для него были характерны натуральное хозяйство, загонная охота, поддержание огня, появление членораздельной речи. Численность населения была небольшой. Человеческое общество еще являлось частью природных экосистем. Деструкция биосферы носила узко локальный характер.

С родовой и классовой дифференциацией общества всего лишь 6-8 тыс. лет назад наступает период социозоя. На протяжении доиндустриального периода произошли огромные изменения в жизни общества, в его взаимоотношениях с природой. Сначала основным видом хозяйства была загонная охота, потом земледелие. Появляются высокоразвитые цивилизации древней Месопотамии, Египта, Средиземноморья, Азии и Центральной Америки. Растет численность населения. Растут крупные города с числом жителей до одного миллиона человек. Деструкция биосферы увеличивается от локальных до крупных региональных размеров.

Индустриальный период в жизни общества начался примерно 200 лет назад. За это время хозяйство, культура и общественные отношения людей развивались все ускоряющимися темпами. Промышленная революция сопровождалась быстрым ростом потребления энергии. Произошел демографический взрыв. Развитию науки и культуры способствовало изобретение книгопечатания, затем появились электронные средства связи — радио и телевидение. Сбор и обработка информации стали осуществляться с помощью портативных, но мощных по своим возможностям компьютеров. Вполне реальной стала перспектива создания искусственного интеллекта. Развитие человеческого общества на протяжении социозоя сопровождалось лавинной деградацией биосферы. Экологический кризис достиг глобальных масштабов. Человечество на протяжении 1,5 млн лет в лице более чем 60 тысяч поколений адаптировалось к биосфере, оставаясь ее неотъемлемой частью. Теперь для полной деструкции биосферы при современных темпах этого процесса достаточно 100-150 лет, т. е. за 5-7 поколений человечество может лишиться необходимых условий существования и исчезнуть, как исчезли в свое время динозавры.

В. А. Зубаков (1995) рисует мрачную картину будущего человечества. Он считает, что в техносфере, созданной на месте деградированной биосферы, человек как биологический вид существовать не сможет. На смену ему придет своеобразный симбиоз человеческого интеллекта (мозга) с искусственным биокибернетическим устройством, т. е. киборг. Источниками энергии для киборгов будут служить не пища, а непосредственно энергия Солнца, химических или ядерных реакций. Киборги будут свободны от большинства экологических зависимостей - от воды и пищи, тепла и холода, от воздуха для дыхания. Они смогут существовать на поверхности Земли, отравленной промышленными выбросами, в глубинах океана и в космическом пространстве. Однако на первых этапах киборги не смогут обходиться без людей, которые будут служить для них донорами мозга. Поэтому будущие хозяева техносферы будут вынуждены создавать экологически чистые резерваты для выращивания людей. Поскольку человеческий мозг смертен, как всякая биологическая структура, будущее принадлежит бессмертному полностью искусственному интеллекту.

По гипотезе Зубакова, искусственный интеллект, свободный от экологических ограничений, способен заполнить всю мета-Вселенную. Максимальная концентрация информации и энергии в мета-Вселенной вызывает негэнтропийный коллапс, необходимый, чтобы войти в контакт с другой мета-Вселенной. Если дух - это информация, то он вечен, как вечен материальный мир.

На рубеже XX и XXI вв. человеческое общество начало осознавать конечность своего существования. Не успела отойти на второй план опасность гибели от ядерной войны, как приблизилась не менее страшная глобальная экологическая опасность.

В. А. Зубаков предлагает два крайних сценария будущего человечества. По первому человечество не сможет задержать приближения глобального экологического кризиса. Развитие мирового сообщества будет идти в ближайшие 30-40 лет стихийно. В этих условиях даже без ядерной войны к концу XXI в. деградация биосферы и замена ее техносферой станет реальностью.

По второму сценарию в течение ближайших двух десятков лет человечество сможет либо найти выход из глобального экологического кризиса, либо существенно его замедлить. Этого можно достичь только при условии политического объединения человечества, контролирования рождаемости, полного экологизирования производства и перехода от классового противостояния к отношениям социальной справедливости. Путь к ноосфере лежит через переход от природопотребительского мышления к принципиально новому экологическому мышлению, нацеленному на органичное слияние человеческого общества с биосферой.

Итак, техносфера или ноосфера? Это предмет дискуссии, в которой активное участие принимал крупнейший специалист в области этногенеза Л. Н. Гумилев. Противоречия во взглядах Гумилева и Вернадского освещает А. Н. Медведь (1994). Гумилев был противником идеи ноосферы. Это несогласие заключено в вопросе: "Так ли уж разумна "сфера разума"? Ведь ее развитие ведет к замене живых процессов. " (Гумилев, 1989, с. 315). Приведем еще цитату Гумилева (1989). "Человеческое творчество вырывает из природы частицы вещества и ввергает их в оковы форм. Камни превращаются в пирамиды или Парфенон, шерсть в пиджаки, металл - в сабли и танки. А эти предметы лишены саморазвития. " (с. 315). Продолжая эту мысль Гумилева, можно сказать, что кроме захламленных неолитических стоянок, развалин замков и мусорных свалок вокруг современных городов ноосфера не дала человеку ничего.

Гумилев говорит, что только пассионарность (явление, не подвластное человеку, а руководящее им) меняет Землю. Что же такое пассионарность? Гумилев (1978) определяет это понятие как непреоборимое стремление (осознанное или чаще неосознанное) к деятельности.

Если Вернадский подчеркивал интегральную функцию человечества как единого целого, то, в противоположность ему, Гумилев обращает внимание на пространственно-временную неоднородность этногенеза. Гумилев не признает однородности человечества. Он подчеркивает важность разделения его на этносы. Пассионарный толчок каждый этнос испытывает по-разному или не испытывает вовсе.

А. Н. Медведь (1994) пишет, что в культурологии сейчас вполне приняты понятия так называемых "холодной" и "горячей" культур. Например, культура античности относится к "горячей", т. е. к взрывной культуре, раскалившей до предела общество Древней Греции и посылавшей свои импульсы далеко за пределы Эллады. Явное "охлаждение" античной культуры наступает во времена императорского Рима.

"Мы переживаем не кризис, волнующий слабые души, - писал Вернадский, ·· а величайший перелом научной мысли человечества, совершающийся лишь раз в тысячелетия, переживаем научные достижения, равных которым не видели долгие поколения наших предков. Стоя на переломе, охватывая взором раскрывающееся будущее, мы должны быть счастливы, что нам суждено это пережить, в создании такого будущего участвовать."

Закономерный и неотвратимый характер процесса перехода биосферы в стадию ноосферы лежит в основе социального оптимизма Вернадского. Он считал науку той великой силой, которой удастся сделать то, что не удалось философии, религии, политике, объединить человечество.

Что же ожидает человечество? Будет ли человек счастлив, живя в "хрустальном дворце" при полном экономическом довольстве? В "Записках из подполья" Φ. Μ. Достоевский говорит о противоречивости человеческой натуры. Проявление свободной воли и уникальной личности состоит в том, чтобы жить не только по строго обоснованным научным нормам: ". люди все еще люди, а не фортепьянные клавиши, на которых хоть и играют сами законы природы собственноручно, но грозят до того доиграться, что уж помимо календаря и захотеть ничего нельзя будет". Счастливый человек ищет страданий; живя в полном благополучии, он может пожелать себе "вредного, глупого и даже глупейшего, а именно: чтобы иметь право пожелать себе даже и глупейшего и не быть связанным обязанностью желать себе одного только умного".

Единое благополучное общество скорее всего утопия. Здесь важно осознать опасность призывов к борьбе за ноосферу. Какие бы благие цели при этом ни ставились, может появиться соблазн загнать "несознательную" часть населения в концлагеря, а упорно сопротивляющихся - расстрелять!

Иначе говоря, если возникновение человечества явилось в эволюции планеты этапом колоссального значения, то это отнюдь не означает, что эволюция на нем закончилась и в дальнейшем возможно лишь изменение природы человеком. Планетная эволюция продолжается, темпы ее колоссальны — она имеет революционный характер, — но определяется планетная эволюция теперь человечеством.

Сейчас уже определенно выделились два основных производных от человеческой деятельности, от ноотехнизации компонента; техносфера и ноосфера. (У ноотехнизации, как отмечалось, две сложнейшие сами по себе составляющие — техногенез и ноогенез, практически неразрывно переплетенные.)

Еще в двадцатых годах нашего века натуралисты (А. Е. Ферсман и другие) осознали, что на земном шаре в планетарном масштабе идет техногенез — сотворение техносферы. Как элементы в нее входят городские и сельские поселения, промышленные и сельскохозяйственные предприятия, колоссальный — миллиардный-парк всяческих машин и механизмов, средства транспорта и средства связи, энергетические системы снабжения и обслуживания, дороги, мосты и т. п.

В сущности, вся или почти вся материальная жизнь цивилизованного человека связана с каналами техносферы, а сама техносфера уже вышла из прямого, непосредственного подчинения человеку — закономерности ее развития приобрели характер объективных закономерностей.

Вероятно, мы вправе считать провозвестниками техногенеза каменные топоры и ловчие ямы, первые гончарные изделия и улучшенные жилища — пещеры… Но безусловно, что с появлением человека на Земле начался ноогенез — производство знания, накопление пусть примитивной, но жизненно совершенно необходимой древнему человеку информации, которая потом передавалась из поколения в поколение.

В неолите, когда произошло расселение человека по земному шару, точечные огоньки ноогенеза затеплились на всех его континентах. Они разгорались кострами в густо населенных древних цивилизациях.

Ноосфера — это планетизированный непрерывный поток информации, поддерживающий или изменяющий структуру мира, это постоянно возникающее и развивающееся знание, которое воплощается в социальных, идеологических, научных, технических, художественных комплексах, а также в преобразованной человеком природе… Ноосфера зафиксирована в электромагнитных волнах, в книгах, документах, в социальных и научных организациях, в нервных тканях, на страницах газет и журналов, в архитектуре городов, в культурных ландшафтах и парковых ансамблях… Как известие, заключенное в телеграмме, может вызвать взрыв радости или обморок, так и волны ноосферы то радуют, то тревожат народы, сплачивают тысячи людей в трудовых усилиях, приводят в боевую готовность войска, вызывают кризисы на биржах. Вне потока информации, вне постоянной включенности в ноосферу невозможна ныне ни политическая, ни экономическая жизнь, — вообще невозможна человеческая жизнь в современном ее понимании.

Итак, мы имеем дело с совершенно реальным всемирным потоком информации, с реальной массой информации, передаваемой с абсолютной непрерывностью по бесчисленным каналам связи и буквально заполонившей земное и околоземное пространство.

Помимо тех весьма общих определений новых компонентов земного шара, которые только что были мною даны, техносфера и ноосфера могут быть, так сказать, подведены под одну общую категорию — они рычаги, с помощью которых человечество приступает к управлению как своей жизнью, так и природой земного шара.

Все это лишний раз подтверждает объективность процесса выхода в космос, его предопределенность эволюцией планеты.

СОЗНАНИЕ И НООСФЕРА

СОЗНАНИЕ И НООСФЕРА Конкретизация представлений о ноосфере как о высшей из известных систем материального мира требует достаточно развернутого и подробного рассмотрения сущности сознания — ее важнейшего объекта и составного элемента, первостепенного фактора ее

Вернадский впервые выделил роль антропогенного фактора в эволюции биосферы, предсказав, что биосфера в результате разумной деятельности человека преобразуется в сферу новой жизни – ноосферу.

Ноосфера – стадия развития биосферы, в которой разумная деятельность человека становится определяющей силой.

Но Вернадский не предполагал столь бурного вмешательства человека в жизнь биосферы, которое произошло в эпоху НТР (с 1945г.). Сейчас человек живет в эпоху техносферы.

Техносфера – стадия развития биосферы, в которой определяющей силой становится деятельность человека, связанная с вмешательством в биосферные процессы и преобразованием их в соответствии с потребностями человека.

В эпоху техносферы среда жизни человека состоит из 4 неразрывных связанных подсистем:

1) Собственно природная (дикая) среда – имеет естественное происхождение, способная к самоподдержанию и саморегуляции без воздействия со стороны человека. Антарктида – 100%, Австралия и Океания – 28%, Африка – 27,5%, Азия – 13,6%, Южная Америка – 20,8%, Северная Америка – 37,5%, Европа – 2,8%, СНГ – 33,6%. В основном это суровые, малопригодные для жизни экстремальные участки суши.

2) Среда второй природы (порожденная агротехникой) – все модификации природной среды, искусственно преобразованной людьми и нуждающиеся в постоянном регулирующем воздействии со стороны человека, т.к. не обладает свойствами самоподдержания и саморегуляции. С/х угодья, грунтовые дороги, искусственные зеленые насаждения, домашние животные и комнатные растения. Расширение этой среды требует все больших усилий по ее поддержанию, в частности, энергетических затрат.

3) Среда третьей природы (искусственная среда) – весь искусственный мир, созданный человеком, не имеющий аналогов в естественной природе, системно чуждый ей. Без непрерывного обновления немедленно начинает разрушаться. Асфальт, бетон, внутренние пространства производственных помещений и жилищ, мебель, машины, инструменты и т.д.

4) Социальная среда – культурно-психологический (информационный) климат, намеренно или непреднамеренно создаваемый для личности, социальных групп и человечества в целом. Слагается из влияний людей друг на друга, путем непосредственного воздействия или с помощью СМИ, информационных технологий и т.д

Билет 25

4.Влияние на организм экологических факторов, экологическая валентность

Абиотические факторы оказывают на организмы прямое и косвенное воздействие. Пример: температура – определяет тепловой баланс животных и растений (прямое воздействие); косвенно влияет на травоядных животных, обеспечивая условия для роста растений.

Эффект воздействия фактора зависит от его дозы. Как избыток, так и недостаток фактора ведет к угнетению жизнедеятельности организма.

Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для организма – зона (закон) оптимума; дающая наихудший эффект – зона (закон) пессимума. Границы, за которыми существование организма невозможно – нижний и верхний пределы выносливости.

Для каждого организма (вида) есть свой оптимум условий, т.е. степень выносливости организма к действию фактора. Пример: растения и животные умеренного пояса выносят большие колебания температур, чем растения и животные тропических зон.

Свойство вида (организма) адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды – экологическая валентность (экологическая пластичность).

Экологически непластичные, маловыносливые виды – стенобионтные (узкоспециализированные); более выносливые – эврибионтные (широкоприспособленные).

Виды, приспособленные к широкому колебанию температур – эвритермные, к узкому колебанию температур – стенотермные;

к широкому колебанию солености – эвригалинные, к узкому колебанию солености – стеногалинные;

к широкому диапазону пищи – эврифаги, к узкому диапазону пищи – стенофаги.

Совместное действие экологических факторов.

На любой организм оказывается совокупное воздействие экологических факторов – констелляция факторов.

Пример: при оптимальной температуре возрастает устойчивость к неблагоприятному влиянию недостаточности питания; при обилии пищи возрастает толерантность к неблагоприятным климатическим факторам.

Однако, компенсация одного фактора другим ограничена до отклонения фактора от пределов выносливости вида.

Фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении оказывается близким к пределам выносливости данного организма – ограничивающий фактор.

Пример: лось в Скандинавии обитает севернее, чем в Сибири, что объясняется ограничивающим фактором температуры (в Сибири зимние температуры значительно ниже, чем в Скандинавии).

Степень ограничивающего действия фактора зависит от стадии развития организма и степени оптимальности других факторов.

Пример: в период размножения все организмы чувствительнее к неблагоприятным условиям, т.е. фактор, являющийся ограничивающим в одних условиях, будет неограничивающим в других.

Правило минимума (закон Либиха):

Вещество, которое находится в минимуме, управляет урожаем и определяет величину и устойчивость последнего, т.е. фактор, имеющий жизненно важное значение, является основным, независимо от его концентрации.

Влажность почв--

- основной фактор для водного питания первичных продуцентов – зеленых растений.

Виды почвенной воды:

1) Гравитационная вода – занимает широкие промежутки между частицами почвы и под действием силы тяжести уходит в более глубокие слои. Растения легко ее усваивают, когда она находится в зоне корневой системы. Запасы в почве пополняются осадками.

2) Капиллярная вода – заполняет мельчайшие пространства между частицами почвы (капилляры). Не перемещается вниз, удерживается силой сцепления. Из-за испарения с поверхности почвы образует восходящий ток воды. Хорошо усваивается растениями.

1) и 2) воды доступные для растений.

3) Химически связанная вода – кристаллизационная вода (гипс, глина и т.д.). Недоступна для растений.

4) Физически связанная вода – также недоступна для растений.

а) пленочная (рыхлосвязанная) – ряды диполей, последовательно облекающих друг друга. Удерживаются на поверхности почвенных частиц силой от 1 до 10 атм.

б) гигроскопическая (прочносвязанная) – окутывает почвенные частицы тонкой пленкой и удерживается силой от 10000 до 20000 атм.

Если в почве находится только недоступная вода, растение вянет и погибает.

Содержание влаги в почве, при котором растение не удовлетворяет свою потребность в воде – коэффициент завядания (КЗ).

Для песка КЗ = 0,9%, для глины = 16,3%.

Общее количество воды – КЗ = степень обеспеченности растения водой.

Билет 26

7. жизненные формы животных

Среди приспособлений живых организмов к среде особую роль играют морфологические адаптации и изменения в наибольшей степени затрагивают те органы, которые находятся в непосредственном контакте с внешней средой. Морфологический тип приспособления животных или растений к основным факторам местообитания и определенному образу жизни называется жизненной формой. Жизненные формы определяют приспособленность организмов к комплексу факторов к специфике местообитания.

В эпоху техносферы среда жизни человека состоит из 4 неразрывных связанных подсистем:

Билет 25

4.Влияние на организм экологических факторов, экологическая валентность

к широкому колебанию солености – эвригалинные, к узкому колебанию солености – стеногалинные;

к широкому диапазону пищи – эврифаги, к узкому диапазону пищи – стенофаги.

Совместное действие экологических факторов.

На любой организм оказывается совокупное воздействие экологических факторов – констелляция факторов.

Однако, компенсация одного фактора другим ограничена до отклонения фактора от пределов выносливости вида.

Правило минимума (закон Либиха):

Влажность почв--

- основной фактор для водного питания первичных продуцентов – зеленых растений.

Виды почвенной воды:

1) и 2) воды доступные для растений.

3) Химически связанная вода – кристаллизационная вода (гипс, глина и т.д.). Недоступна для растений.

4) Физически связанная вода – также недоступна для растений.

Если в почве находится только недоступная вода, растение вянет и погибает.

Для песка КЗ = 0,9%, для глины = 16,3%.

Общее количество воды – КЗ = степень обеспеченности растения водой.

Билет 26

7. жизненные формы животных

Назрела необходимость осмысливания современного этапа ноосферного развития. На планете безраздельно господствует техническая цивилизация; только 28 % её территории не затронуто хозяйственной деятельностью. Техносфера, пространство планеты, находящееся под воздействием производственной деятельности человечества, стала реальностью и можно сделать вывод о сложности перехода к ноосферному развитию - слишком далеко в тупик завело человечество предпочтение материальных ценностей над духовными и технократическое развитие.

Таким образом, закономерный процесс перехода в ноосферу происходит через техносферу, а истощение при этом большинства ресурсов и отравление биосферы приведут к тому, что переход будет происходить не разумно, а с революционными потрясениями, катастрофами.

Комментарии, вопросы по параграфу можно добавить на странице обсуждения.

Содержание

Расскажите, что вам известно об атмосфере, литосфере, гидросфере и биосфере Земли.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли. Плотность атмосферы убывает с высотой, и она постепенно переходит в межпланетное пространство. Атмосферный воздух состоит из азота — 78,1%, кислорода — 20,1%, аргона — 0,9% и углекислого газа — 0,03%. Остальное небольшое количество приходится на неон, гелий, водяной пар, частицы пыли и льда. Основной газовый состав атмосферы мало изменяется с высотой и в разных точках земного шара. Содержание водяного пара и твердых примесей более динамично. В атмосфере выделяют пять слоев:тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера (или ионосфера), экзосфера (или сфера рассеяния).

Гидросфера—прерывистая водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и литосферой, включающая океаны, моря и континентальные водные бассейны (озера, реки, ледники). Гидросфера покрывает 70,8% земной поверхности. Основная часть (98,3%) массы воды сосредоточена в морях и океанах, 1,65% в материковых льдах и только 0,45% в пресных водах рек, озер и болот. Гидросфера находится в постоянном взаимодействии с атмосферой, земной корой и биосферой. Вода гидросферы растворяет в себе воздух атмосферы, кислород которого используется для жизнедеятельности огромного количества организмов, населяющих гидросферу. С этой точки зрения гидросфера является частью биосферы.

Биосфера — это особая биокосная оболочка Земли, в которой обитают живые организмы. Основы учения о биосфере были заложены российским ученым В.И.Вернадским, положившим начало науки биогеохимии. Пределы биосферы охватывают тропосферу, гидросферу и верхний слой литосферы, в основном кору выветривания. Верхняя граница биосферы находится на высоте 10-12 км, где были обнаружены бактерии и их споры, нижняя граница проходит на глубинах 2-3 км, где также были обнаружены микроорганизмы в нефтеносных водах. Основная же масса микроорганизмов на суше не проникает глубже нескольких десятков, реже — сотен метров. В гидросфере жизнь проникает до дна мирового океана, то есть до глубин более 10 км. Внутри биосферы можно выделить отдельные слои или оболочки, в которых наблюдается повышенная концентрация живых организмов, и процессы с их участием являются ведущими в функционировании этих систем. К ним можно отнести наземные оболочки, включающие растительный и почвенный покров, животный мир, водные экосистемы и мелководные оболочки, донные экосистемы. Мощность этих оболочек значительно меньше и измеряется метрами и десятками метров. Взаимодействие живой и неживой материи в этих оболочках, так же как и в почвах, создало условия для существования живых организмов. В этом смысле можно говорить о том, что все биокосные системы биосферы обладают плодородием в широком смысле этого слова. [1]

Литосфера — твердая оболочка Земли. Она поставляет для создания почвы косное вещество (горные породы). Это же косное вещество является для живых организмов источником минеральных солей, а бактерии-хемосинтетики (серобактерии, железобактерии) используют энергию, выделяющуюся при окислении неорганических соединений. [2]

Перечислите наиболее острые проблемы современности, стоящие перед человечеством.

Наиболее серьезную угрозу представляет глобальное потепление климата, которое вызывает активное таяние ледников, истончение морского арктического льда. В результате многие виды арктических животных, птиц и растений оказались на грани исчезновения. Дожди в низких и высоких широтах становятся более частыми и обильными, а в тропических и субтропических — напротив, климат становится более засушливым. Баланс в экосистемах нарушается, по всему миру отмечаются частые наводнения, засухи и ураганы. Предотвратить это можно лишь одним способом: резко сократить выбросы парниковых газов и углекислого газа в атмосферу.

Еще одна проблема, с которой столкнулось человечество — это разрушение озонового слоя. Поскольку озон, располагающийся на высоте 20-25 км над поверхностью Земли, является своеобразным фильтром, поглощающим агрессивные ультрафиолетовые лучи Солнца, то при истончении озонового слоя люди массово теряют зрение, получают солнечные ожоги, которые впоследствии приводят к развитию злокачественных опухолей кожи. Кроме того, опасности подвергаются морские экосистемы, так как фитопланктон, выступающий здесь в роли основного звена пищевой цепочки, не может нормально развиваться при чрезмерном воздействии жесткого УФ-излучения.

Уже несколько лет научное экологическое сообщество ищет технологии для решения и такой проблемы, как загрязнение Мирового океана пластиковыми отходами. В данный момент обнаружено пять огромных мусорных островов, которые дрейфуют в водах Тихого, Атлантического и Индийского океанов и создают огромные риски для всех их обитателей. Некоторые животные и рыбы принимают микрочастицы пластика за фитопланктон и ошибочно поедают их. Птенцов морских птиц привлекают более крупные пластиковые кусочки ярких оттенков, молодые птицы проглатывают их, обрекая себя на мучительную смерть.

Жителей мегаполисов особенно волнует проблема загрязнения воздуха. Огромные объемы выхлопных газов, выбросов от предприятий окутывают города в толстый слой смога, дышать в котором порой становится просто невозможно. Отсюда многочисленные проблемы со здоровьем у взрослых и детей.

Население засушливых регионов остро страдает от недостатка питьевой воды. Бесконечные эпидемии, хронические заболевания, социальная напряженность и территориальные конфликты из-за источников воды терзают людей, заставляя их покидать свою Родину и отправляться на поиски лучшей жизни. Последствия водного дефицита уже ощутили на себе и европейцы, когда улицы их городов заполонили мигранты из Африки и Ближнего Востока.

Еще одна проблема, последствия которой уже скоро ощутит всё человечество — это уничтожение тропических лесов. Тропические леса не даром называют легкими планеты. Они перерабатывают углекислый газ, концентрация которого в атмосфере постоянно растет, в кислород, необходимый для дыхания живых организмов. К тому же, с вырубка и сожжение лесных насаждений ведет к таким рискам, как опустынивание почвы и утрата биоразнообразия на Земле.

В результате глобальных изменений климата, вырубки лесов, дефицита пресной воды, интенсивного использования плодородных земель происходит их истощение и превращение в пустыни. В итоге возникает опасность голода, а недостаток воды проявляется в росте инфекционных заболеваний. Люди вынуждены мигрировать в более благополучные районы, что приводит к социальным конфликтам и распространению эпидемий.

В природе все взаимосвязано. Существующее многообразие видов живых существ на планете - не каприз природы, а насущная необходимость. Исчезновение одного вида вызывает нарушение работы всей экосистемы.Процесс исчезновения видов и появления новых постоянно идет в природе. Однако, с участием человека уменьшение видового разнообразия происходит катастрофическими темпами. С начала 17 века на планете исчезло более 800 видов растений и животных.

Не менее остро стоит и проблема истощения природных ресурсов. Бурный рост промышленности ведет к потреблению невероятного количество природных ресурсов, а их запасы на планете весьма ограничены. По оценкам ученых, нефти, угля и прочих полезных ископаемых хватит на ближайшие 40-50 лет. Перспективы дальнейшего выживания для человечества весьма туманны.

За последние 200 лет население Земли выросло с 1 до 7,5 миллиардов человек и ежегодно увеличивается на 80-90 миллионов. По прогнозам к 2100 году оно может составить более 10 млрд. [3]

Дайте определения биосферы, ноосферы, техносферы. Объясните, как эти сферы связаны с геологическими оболочками Земли — литосферой, гидросферой и атмосферой.

Биосфера (сфера жизни) — та часть оболочек Земли, в которых живут различные организмы. Биосфера занимает часть атмосферы (нижнюю часть тропосферы), литосферы (верхнюю часть, включая почву) и пронизывает всю гидросферу и верхнюю часть донной поверхности. Биосферу можно определить и как геологическую оболочку, населенную живыми организмами.

Техносфера - часть биосферы в прошлом преобразованная людьми с помощью прямого или косвенного воздействия тех. средств в целях наилучшего соответствия своим материальным и социально-экономическим потребностям (город, промзона). Техносфера пришла на смену биосфере и в результате на планете осталось мало территорий с ненарушенными экосистемами. [5]

Биосфера существует во взаимодействии с другими геосферами: она проникает во всю гидросферу, в нижнюю часть атмосферы, охватывает поверхность суши и верхние слои литосферы. Биосфера является активной оболочкой планеты и источником ресурсов для человека, которое обеспечивает питание, дарит эстетическое удовольствие, способствует генетическому разнообразию.

Биосфера активно взаимодействует с литосферой в ее верхней части — земной коре. Так, растения корнями проникают в трещины и тем самым разрушают горные твердые породы, превращая их в осадочные, рыхлые породы. В земной коре происходит накапливание остатков животных и растений. Оседая на дне водоемов, они образовывают толщу осадочных пород, торфа и каменного угля. Взаимодействие гидросферы и биосферы происходит наиболее активно. Вода это сама жизнь и без нее невозможно существование любых организмов. Влияние биосферы на гидросферу выявляется в поддержании солености океанической воды, которая за 200 млн. лет почти не изменилась. Дело в том, что организмы используют соли морской воды для жизнедеятельности, тем самым поддерживая неизменность состава воды гидросферы.

Биосфера с литосферой имеют общую составляющую природного образования. Это почва – плодородный верхний слой земли, который образуется в процессе взаимодействия неорганической и органической природы. В слоях рыхлых горных масс, хорошо прогретых и увлажненных, живут микроорганизмы – грибы, бактерии, водоросли. В почве подземные животные. А растениями, которые прорастают на поверхности земли, питаются наземные млекопитающие, птицы и другие, а также человек выращивает овощи, фрукты и злаки. [6]

Назовите верхнюю и нижнюю границы биосферы.

Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхней границей, проходящей примерно на высоте 20 км от поверхности планеты, является озоновый слой, задерживающий губительную для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. На эту высоту поднимаются лишь споры растений и грибов, пыльца растений и некоторые бактерии. Летающие насекомые и птицы обычно не поднимаются выше 1000 м.

Нижняя граница биосферы проходит по гидросфере, где жизнь распространена повсюду, и литосфере, до глубины 3 — 7 км, куда проникает вода. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения. [7]

Перечислите факторы, которые являются ограничивающими для верхних пределов биосферы. Рассмотрите их с точки зрения физики и биологии.

Жизнь возможна благодаря наличию определенных факторов. Существуют физико-химические условия, ограничивающие ее распространение за пределы биосферы. Ключевым условием является наличие свободной воды. Это растворитель веществ, необходимых для жизни, основная составляющая всех организмов. Невозможно представить жизнь без воды! Вода, с ее высокой теплоемкостью и способностью переходить из одного агрегатного состояния в другое в земных условиях, является природным регулятором климата, поддерживая температуру в диапазоне, пригодном для жизни (от чуть ниже О °С и до чуть выше 40 °С). Атмосферное давление, равное (в норме) 101325 Па (760 мм рт. ст.), а также оптимальное количество минеральных веществ и света также принадлежат к факторам, решающим образом влияющим на возможность зарождения жизни. Безусловно, существуют организмы, способные выживать в экстремальных температурных, барометрических или световых условиях, но их все же ничтожно мало по сравнению с количеством видов, способных жить в нормальных условиях. В верхних слоях ультрафиолетовое излечение не дает развиваться живым организмам – это определяет верхнюю границу биосферы. [8]

Перечислите факторы, которые являются ограничивающими для нижних пределов биосферы. Рассмотрите их с точки зрения физики, химии и биологии.

В литературе существование жизни чаще всего ограничивается диапазоном температур от 250 до +160 °С, давлениями от 0,001 до 3000 атм. Нижняя граница жизни условно проходит в водной среде на глубине 10 км, в земной коре — на глубине до 2 км. Ограничивающим фактором нижних пределов биосферы является температура: там, где она выше +50 °C и ниже -60 °C, в окружающей среде могут жить только споры, бактерии или сине-зелёные водоросли. Поскольку Живое — главная составляющая биосферы, ее границы определяются возможностью выживать отдельных индивидуумов в условиях окружающей среды. Высокие температуры в земных глубинах устанавливают нижнюю черту жизни. [10]

Читайте также: