История развития представлений о биосфере реферат

Обновлено: 02.07.2024

Содержание

Введение
Концепция В.И. Вернадского о биосфере
Заключение
Список используемой литературы

Работа содержит 1 файл

Реферат по КСЕ.docx

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского

Кафедра начального естественно-математического образования

Реферат по предмету:

студентка 2 курса

факультет а ППиНО

педагогик а и психология

Концепция В.И. Вернадского о биосфере
Заключение
Список используемой литературы

Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863-1945 гг.). Центральным в этой концепции является понятие о живом веществе, которое В.И. Вернадский определяет как совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В.И. Ве6рнадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.

Концепция В.И. Вернадского о биосфере

Биосфера 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. Вернадский рассматривал биосферу как область жизни, включающую наряду с организмами и среду их обитания. Он выделил семь разных, но геологически взаимосвязанных типов веществ:

- биогенное вещество (горючие ископаемые, известняки и другое, то есть вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами)

- косное вещество (образуется в процессах, в которых живые организмы не участвуют)

- биокосное вещество (создается одновременно живыми организмами и в ходе процессов неорганической природы, например, почва)

- вещество космического происхождения (метеориты, космическая пыль).

Живое вещество распределено в биосфере крайне неравномерно. Максимум его приходится на приповерхностные участки суши (особенно велика масса тропических лесов) и гидросфера, где в массе развиваются зеленые растения и живущие за их счет гетеротрофные организмы (организмы, использующие в качестве источника углерода экзогенные органические вещества). Более 90% всего живого вещества биосферы, образованного главным образом углеродом, кислородом, азотом и водородом, приходится на наземную растительность (97-98% биомасса суши). Общая масса живого вещества в биосфере оценивается в 1,8 – 2,5∙1018 г (в пересчете на сухое вещество) и составляет лишь незначительную часть массы биосферы (3∙1024 г). Тем не менее, Вернадский, опираясь на многочисленные данные, считал живое вещество наиболее мощным геохимическим и энергетическим фактором, ведущей силой планетарного развития.

Основной источник биохимической активности организмов – солнечная энергия, используемая в процессе фотосинтеза зелеными растениями и некоторыми микроорганизмами для создания органического вещества, обеспечивающего пищей и энергией все остальные организмы. Благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов около 2 млрд. лет назад началось накопление в атмосфере свободного кислорода, затем образовался озоновый слой, защищающий от жестокого космического излучения. Фотосинтез и дыхание зеленых растений поддерживают современный газовый состав атмосферы. Появление кислорода первичной безкислородной атмосфере Земли рассматривается как важнейший этап эволюции биосферы.

Жизнь на Земле в геологически обозримый период всегда существовала в форме сложноорганизованных комплексов разнообразных организмов (биоценозов). Вместе с тем живые организмы и среда их обитания тесно связанны, взаимодействуют друг xc другом, образуя целостные системы – биогеоценозы. Питание, дыхание и размножение организмом и связанные с ними процессы создания, накопления и распада органического вещества обеспечивают постоянный круговорот вещества и энергии. С этим круговоротом связанна миграция атомов химических элементом – их биогеохимические циклы, в ходе которых атомы большинства химических элементов проходят бесчисленное количество раз через живое вещество. Так, например, кислород атмосферы оборачивается через живое вещество за 2000 лет, углекислый газ - за 200-300 лет, а вся вода биосферы – за 2 млн. лет. Разные организмы в разной степени способны аккумулировать из среды обитания различные элементы: содержание углерода в растениях в 200 раз, а азота – в 30 раз превышает их уровень в земной коре. Под влиянием живых организмов происходит интенсивная миграция атомов элементов с переменной валентностью (железо, марганец, хром, сера, фосфор, азот, вольфрам), создаются их новые соединения, происходит отложение сульфидов и минеральной серы, образование сероводорода и тому подобное. Большим разнообразием органических соединений характеризуется состав самих организмов. Благодаря живому веществу на планете образовались почвы и органоминеральное топливо.

В ходе развития жизни неоднократно происходила смена одних групп организмов другими, но при этом всегда поддерживалось более или менее постоянное соотношение форм, выполняющих те или иные геохимические функции. Так, например, от палеозоя до нашего времени комплексы организмов, накапливающих кальций, менялись, но аккумуляция этого элемента происходила с относительно постоянной скоростью. Таким образом, совокупная деятельность живого вещества на земле непрерывно поддерживала режима неорганической среды, необходимой для существования жизни, то есть относительный гомеостаз (способность биологических систем противостоять изменениям и сохранять постоянство состава и свойств) в биосфере, одним из характерных свойств которой В.И. Вернадский считал организованность. Поэтому биосферу можно определить как сложную динамическую систему, осуществляющую улавливание, накопление и перенос энергии путем обмена веществ между живым веществом и окружающей средой.

Уже в начале XX века В.И. Вернадский начал говорить о том, что воздействие человека на окружающую Природу растет столь быстро, что не за горами время, когда он превратится в основную геологообразующую силу. И, как следствие, он должен будет принять на себя ответственность за будущее развитие Природы. Развитие окружающей среды и общества сделаются неразрывными. Биосфера перейдет однажды в сферу разума – в ноосферу. Произойдет великое объединение, в результате которого развитие планеты будет направляться силой Разума.

Изучая биосферу, механизмы и ее эволюцию, Вернадский делает следующие обобщения:

С самого начала своего научного пути Вернадский развивался как универсальный ученый и научный деятель. Он реформировал множество наук и научный направлений, внес существенный и революционизирующий вклад не только во все науки о Земле, но и в общественные дисциплины и, прежде всего, в историю науки. Он рассматривал науку как основной двигатель исторического прогресса. Она распространяется без применения насилия, естественным путем и неизменно усиливает влияние человека на биосферу. С появлением человека в истории планеты наступает новый этап, подтверждает Вернадский, а именно, эра господства разума, наиболее ярко проявляющаяся в научном знании, в квалифицированном освоении и формировании действительности. Вернадский вместе с другими учеными второй четверти XX века – Э. Леруа и П. Тейяром де Шарденом – создал учение о ноосфере как о естественном явлении, равноценном по силе своего воздействия на природу всему остальному живому веществу биосферы.

Помогаем учителям и учащимся в обучении, создании и грамотном оформлении исследовательской работы и проекта.

Темы исследований

Оформление работы

Наш баннер

Сайт Обучонок содержит исследовательские работы и проекты учащихся, темы творческих проектов по предметам и правила их оформления, обучающие программы для детей.

Код баннера:

Исследовательские работы и проекты

Развитие представлений о биосфере

В ученической исследовательской работе по биологии на тему "Развитие представлений о биосфере" учащаяся 9 класса поставила перед собой цель изучить вклад выдающихся учёных в развитие представлений о биосфере, уделить особое внимание учениям В.И. Вернадского.

Подробнее о работе:

В детском исследовательском проекте по биологии на тему "Развитие представлений о биосфере" ученица 9 класса выполняет поиск информации и дает объяснения, что такое биосфера и как она влияет на формирование у человека взгляда на природу и представление об устройстве мира. Несмотря на то, что современная биосфера сформировалась 3,5 - 4 млрд лет назад, ее изучение несовершенно и постоянно появляются новые теории и сведения.

В готовом исследовательском проекте по химии "Развитие представлений о биосфере" автором были изучены самые масштабные исследования в области биосферы. Понятие биосфера ввёл Ф.Ратцель. Сам же термин биосфера создал Э.Зюсс. Однако особый вклад в исследование биосферы и формирование этой науки в современном ее представлении внесли Вернадский Владимир Иванович, Юстус фон Либих, Антуан Лоран Лавуазье.

Введение

В результате данная работа позволяет узнать о вкладе выдающихся учёных в развитие представлений о биосфере.

Биосфера – населенная жизнью оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или настоящей деятельностью живых организмов.

История развития представлений о биосфере отражает изменение взглядов на природу Земли, непосредственно окружающую человека.

Возникшая 3,5-4,0 млрд. лет назад, современная биосфера включает живые организмы (около 3 млн. видов), их остатки, зоны атмосферы, гидросферы и литосферы, населенные и видоизмененные этими организмами.

Понятие биосфера ввёл Ф.Ратцель. Сам же термин биосфера создал Э.Зюсс. Он писал о биосфере как особой оболочке Земли, охваченной жизнью, наравне с атмосферой, гидросферой, литосферой.

Особое значение для популяризации географического представления о биосфере имели сочинения Г. Вагнера. Он понимал биосферу как пространство, населённое живыми существами, хотя другие географы того времени понимали биосферу как совокупность организмов.

П.И. Броунов ввёл понятие наружная оболочка Земли. По мнению Броунова наружная оболочка Земли является ареной органической жизни и состоит из лито-, гидро-, атмо- и биосферы, которые проникают одна в другую и своим взаимодействием обусловливают все явления на Земле.

Изучение биосферы

К философам Нового времени, затрагивавшим тему биосферы, как оболочки, населенной жизнью, можно причислить Николая Кузанского, Джордано Бруно и Галилео Галилея. Он сделал наиболее значимый шаг к развитию понимания природы и мира вне зависимости от человека и говорил, что мир бесконечен, а во всех процессах, которые происходят в природе ничто не возникает из ниоткуда и не уничтожается бесследно.

В семнадцатом веке Бернхард Варениус провозгласил, что все живые существа, будь то растения, животные или насекомые, находятся в особом взаимопроникновении с грунтом, водой, минералами и атмосферой.

В 1902 году Дмитрий Николаевич Анучин высказал предположение о том, что все компоненты Земли, включая гидро-, атмо-, био- лито- и педиосферу (почвенную сферу), а также и антропосферу являются результатом деятельности разнообразных теллурических (земных) и космических сил.

Владимир Иванович Вернадский

Всю совокупность организмов на планете В.И. Вернадский назвал живым веществом, рассматривая в качестве его основных характеристик суммарную массу, химический состав и энергию. В состав биосферы кроме живого вещества (растительного, животного и микроорганизмов) входят биогенное вещество (продукты жизнедеятельности живых организмов - каменный уголь, битумы, нефть), биокосное вещество (продукты распада и переработки горных и осадочных пород живыми организмами - почвы, кора выветривания, все природные воды, свойства которых зависят от деятельности на Земле живого вещества) и, наконец, косное вещество - совокупность тех веществ в биосфере, в образовании которых, как считается, живые организмы не участвуют (горные породы магматического, неорганического происхождения, вода, космическая пыль, метеориты).

Следовательно, биосфера - это та область Земли, которая охвачена влиянием живого вещества. С современных позиций биосферу рассматривают как наиболее крупную, глобальную экосистему, поддерживающую планетарный круговорот веществ.

К настоящему времени первичная биосфера значительно изменена деятельностью человека. Качественно новый этап ее развития - биотехносфера. Состояние же биосферы, при котором преобразующая человеческая деятельность начинает играть в ней определяющую роль, В. И. Вернадский назвал ноосферой или сферой разума.

В.В. Докучаев обратил внимание на сложные и многообразные соотношения живой и мертвой природы: между растительным, животным и минеральным царствами. Ученики В.В. Докучаева развили и углубили эти представления. Н.М. Сибирцев объяснил значение биологических процессов в почвообразовании; А.Н. Краснов связывал распределение организмов с распределением физических сил и общим строем нашей планеты в настоящем и прошлом; Г.Н. Высоцкий изучал влияние леса на гидрогеологический режим.

В.И. Вернадский главной специальностью избрал минералогию. От минералогии он перешёл к исследованию истории химических элементов и заложил основы геохимии. Его ученик А.Е. Ферсман в 1912 г. прочитал первый курс геохимии и стал главой отечественной геохимии. Сам же В.И.Вернадский сосредоточил своё внимание на роли живых организмов в геохимических процессах. Так возникла отрасль геохимии - биогеохимия.

Вернадский (1863-1945) создал учение о биосфере. Свои идеи он чётко сформулировал в знаменитом труде "Биосфера" (1926). Для этого он с 20-х гг. проводил специальные исследования природных газов, вод, химического состава почвы, живого вещества и земной коры. Результаты этих исследований изложены в многочисленных докладах, выступлениях, публикациях.

Завершающий труд "Химическое строение биосферы Земли и её окружение" было опубликовано в 1927, в которой отметил следующие положения:

В современном мире, полеты человека в космос, за пределы Земли, способствуют продолжению разработок новых сторон изучения биосферы.

В многочисленных публикациях В.И. Вернадского центральное место занимает учение о биосфере. Оно получило распространение только с 60-х годов. Сейчас слово "биосфера" не сходит со страниц газет, журналов и многочисленных книг.

По В.И. Вернадскому, биосфера - образование космическое, планетарное (сравните с географической оболочкой) - "на нашей планете в биосфере существует не жизнь, от окружения независимая, а живое вещество, то есть совокупность живых организмов, теснейшим образом связанная с окружающей её средой биосферы". Живым веществом В.И. Вернадский называл: совокупность живых организмов, выраженную в весе, в химическом составе, в мерах энергии и в характере пространства.

Таким образом, В.И.Вернадский обосновал учение о биосфере, о геологической деятельности живого вещества.

Юстус фон Либих

Либих указал на неспособность существующего почвенного гумуса обеспечить достаточное количество углерода для поддержки растущих в нем растений. Либих сформулировал идеи о минеральной теории растительного питания и добавил его собственные убеждения о том, что неорганические вещества могут обеспечить питательными веществами так же эффективно, как и органические источники.

В своей теории минеральных питательных веществ Либих определил химические элементы азот (N), фосфор (P) и калий (K) как необходимые для роста растений. Он сообщил, что растения приобретают углерод (C) и водород (H) из атмосферы и воды (H2O). Подчеркивая важность наличия минералов в почве, он утверждал, что растения питаются азотными соединениями, полученными из воздуха. Это утверждение было источником споров на протяжении многих лет и оказалось верным для бобовых, но не для других растений.

Одним из его наиболее известных достижений является разработка азотного удобрения. В первых двух изданиях своей книги Либих писал, что содержащегося в атмосфере азота недостаточно, и утверждал, что азотное удобрение необходимо для выращивания здоровых сельскохозяйственных культур. Либих считал, что азот может поставляться в форме аммиака и признавал возможность замены химических удобрений на естественные (навоз животных и т. д.).

Позднее он убедился, что содержание азота в достаточной степени обеспечивается осаждением аммиака из атмосферы и в течение многих лет категорически возражал против использования азотных удобрений. Ранняя коммерческая попытка создания собственных удобрений оказалась неудачной из-за отсутствия испытаний в реальных условиях сельского хозяйства и отсутствия азота в смесях.

Либих видел сходство между метаболизмом растений и животных и предположил, что азотистое вещество животного было сходным с растительным веществом и получено из него. Он классифицировал пищевые продукты на две группы: азотистые материалы, которые, по его мнению, использовались для создания ткани животных, а также неазотные материалы, которые, по его мнению, были связаны с отдельными процессами дыхания и выработки тепла.

Работа Либиха показала общую способность растений и животных синтезировать сложные молекулы из более простых. Его эксперименты по метаболизму жиров убедили его в том, что животные должны иметь возможность синтезировать жиры из сахаров и крахмала. Другие исследователи основывались на своей работе, подтверждая способность животных синтезировать сахар и вырабатывать жиры.

Он представил взгляд на болезнь с точки зрения химического процесса, при котором здоровая кровь могла быть атакована внешней инфекцией; секретирующие органы стремились преобразовывать и удалять такие вещества; и неспособность сделать это может привести к их устранению через кожу, легкие и другие органы, потенциально распространяя заражение. Идеи Либиха привели к разработке лучших методов тестирования экспериментальных моделей метаболизма и выделили химию как фундаментальную науку для понимания здоровья и болезней.

Антуан Лоран Лавуазье

А. Л. Лавуазье открыл новую эру и в опытном исследовании жизненных процессов — физиологии. Исследованиями над животной теплотой Лавуазье представил против витализма, царившего в то время в науках биологических, столь же сильные доводы, как исследованиями над горением тел и над составом воды против учения о флогистоне. Лавуазье выделил огонь, то есть его источник — теплоту из класса весомых тел и отнёс его вместе со светом, магнетизмом и др. в разряд невесомых жидкостей.

Траты, производимые в организме процессом горения, восполняются пищеварением. Названные исследования стараются установить соотношение между количеством выделяемой организмом углекислоты и состоянием покоя или работы, в котором организм находится. Лавуазье правильно понял значение и связь трёх важных функций животного организма: дыхания, пищеварения и транспирации.

Такое разделение внесло большую ясность как в общие воззрения, так и в расчёты химических превращений. Состав воздуха и воды был разъяснён Лавуазье; а что землю нельзя считать элементом, доказательств этому было уже накоплено много. Вместе с тем новое понятие об элементарных телах, установленное Бойлем (1661), было подкреплено Лавуазье и окончательно введено в науку.

Понятие об элементарных телах могло быть в то время, конечно, чисто эмпирическое, так как для широкой философской его концепции не было ещё данных. Элементарными телами Лавуазье считал те, которые в его время оставались ещё неразложенными. Различие между двумя классами простых тел, металлами и металлоидами, принадлежит Лавуазье.

Вопрос о трёх состояниях тел, близко связанный с учением о стихиях, был выдвинут Лавуазье. В этом отношении в воззрениях Лавуазье на природу различных состояний и связь их с теплотой уже ясно намечаются воззрения нашего времени. Он признавал теоретически возможность превращения понижением температуры (и увеличением давления) всех газообразных тел в жидкости и в твёрдые тела.

Лавуазье первый придал важное значение количественной стороне химических превращений веществ и сделал весы необходимой принадлежностью химической лаборатории. Он сам во всех своих исследованиях руководился тем принципом, что при различных химических превращениях вещество не пропадает, не творится вновь и что поэтому веса тел, участвующих в химическом превращении, до превращения и после него, остаются неизмененными.

Руководясь принципом, указанным Лавуазье, исследователи быстро пришли к выводам необычайной важности, к установлению законов, управляющих весовыми отношениями соединяющихся между собою веществ; а эти законы, в связи с законами объёмных отношений для газов, привели затем к установке понятий об атоме и частице, придающих необыкновенную простоту и ясность современной химической системе.

Заключение

Факты и положения о биосфере накапливались постепенно в связи с развитием ботаники, почвоведения, географии растений и других преимущественно биологических наук, а также геологических дисциплин. Те элементы знания, которые стали необходимыми для понимания биосферы в целом, оказались связанными с возникновением экологии, науки, которая изучает взаимоотношения организмов и окружающей среды.

Организмы же благодаря этим взаимоотношениям существуют в природе не как хаотичные скопления, а образуют определенные сообщества - надорганизменные системы (популяции, биоценозы, экосистемы), также являющиеся предметом экологии. Так как все живое организовано в экосистемы (вся биосфера в целом - это тоже экосистема высокого уровня), то человек также оказывается включенным в многочисленные экологические взаимосвязи.

Проблемы биосферы связаны с нынешним состоянием окружающей среды. Впрочем, как и все остальные экологические проблемы. И состояние окружающей среды все больше изменяется в худшую сторону, что влечет за собой увеличение в объеме уже существующих проблем и возникновение новых, к решению которых человечество еще не готово, так как еще не разработаны пути решения старых проблем, а появляются все новые.

Для написания данной работы были использованы ресурсы Сети Интернет.

Лекции

Лабораторные

Справочники

Эссе

Вопросы

Стандарты

Программы

Дипломные

Курсовые

Помогалки

Графические

Доступные файлы (1):

n1.docx

Биосфера — населенная жизнью оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой в существенных чертах обусловлены прошлой или современной деятельностью живых организмов.

История развития представлений о биосфере отражает изменение взглядов на природу Земли, непосредственно окружающую человека. Остановимся на ее некоторых ключевых моментах.

Истоки учения о биосфере, по всей видимости, следует искать в первых религиозно-философских воззрениях на природу и место человека в ней. Природа бытия, которая мыслилась в качестве единой духовной сущности, пронизывающей Вселенную, как философская проблема определилась еще в начале первого тысячелетия до нашей эры в среде индийских жрецов — брахманов. В основе брахманизма лежат представления о творце Вселенной, об одушевленности природы и воплощении всех живых существ.

Гармонию человека и Космоса проповедовало этико-политическое учение конфуцианство, возникшее в Древнем Китае в VI в. до н. э. Буддизм, сложившийся тогда в Древней Индии, связывая жизнедеятельность личности с внешним миром, считал бытие вечным страданием, а страдание — космической реальностью.

Большое внимание происхождению Вселенной и природе вещей уделила древнегреческая философия. Мир земной и Космос были объединены существованием человека, хотя и противопоставлены христианством, которое утверждает бренность земной жизни и бессмертие души с загробным воздаянием в раю.

Решающий шаг к признанию объективного существования мира вне и независимо от человеческого сознания сделал итальянский поэт, философ и астроном, один из основателей естествознания Г. Галилей (1564—1642). В соответствии с его воззрением мир бесконечен: во всех процессах, происходящих в природе, ничто не уничтожается и не порождается. Однако, Галилей не был последователен и допускал божественный первотолчок.

Таким образом, представление о биосфере, выросшее из понимания огромного значения живых организмов на Земле, вырабатывалось трудами многих поколений естествоиспытателей, в нем отражено философское осмысление бытия человека. С течением времени становилось все более ясно, что природные явления, наблюдающиеся у поверхности Земли, в непосредственном окружении человека, имеют качественное своеобразие и их взаимодействие обусловливает образование единого планетарного целого — оболочки, в которой только и возможны жизнь, существование живого вещества.

Следует отметить важнейшие научные положения учения В. И. Вернадского.

* Космические излучения, идущие от всех небесных тел, охватывают биосферу, проникают всю ее и все в ней, и биосфера должна рассматриваться как область превращения космической энергии.

* Биосфера есть планетное явление космического характера.

К настоящему времени первичная биосфера значительно изменена деятельностью человека. Качественно новый этап ее развития — биотехносфера. Состояние же биосферы, при котором преобразующая человеческая деятельность начинает играть в ней определяющую роль, В. И. Вернадский назвал ноосферой или сферой разума.

Ноосфе́ра — сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития.

Биосфера – область распространения жизни на Земле, состав, структура и энергетика которой определяется главным образом прошлой или настоящей деятельностью живых организмов; включает в себя населенную организмами верхнюю часть литосферы, воды, речек, водоемов, морей и океанов (гидросферу), а так же нижнюю часть атмосферы (тропосферу). Самая крупная экосистема планеты.

Начало развития учений о биосфере следует искать еще в ранних религиозных и философских трактатах древней Греции, Китая и Индии.

К философам Нового времени, затрагивавшим тему биосферы, как оболочки, населенной жизнью, можно причислить Николая Кузанского, развившего его идеи Джордано Бруно, который отверг церковные представления о противоположности Земли и неба и высказал идею о множественности миров. Но наиболее значимый шаг к развитию понимания природы и мира вне зависимости от человека сделал Галилео Галилей: он утверждал, что мир бесконечен, а во всех процессах, которые происходят в природе ничто не возникает из ниоткуда и не уничтожается бесследно.

Уже в семнадцатом веке Бернхард Варениус (географ из Нидерланд), провозгласил, что все живые существа, будь то растения, животные или насекомые, находятся в особом взаимопроникновении с грунтом, водой, минералами и атмосферой.
Позже, в девятнадцатом веке, в работах географов, биологов и экологов достаточно ясно просматривается идея взаимодействия и взаимопроникновения, включающая в себя как осознанную, так и неосознанную человеческую деятельность.

Не смотря на активное влияние Запада, учение о биосфере, как науке сформировалось в России только в начале двадцатого века. Огромную роль в ее становлении сыграла литературная деятельность Льва Толстого и Федора Достоевского, идеи течения русского космизма в философии, представители которого посвятили себя изучению солнечно-земных связей и пониманию значимости человека, как частицы Вселенной.

Читайте также: