Развитие представлений о биосфере. Концепция Вернадского о биосфере

Федеральное агентство по образованию 

Саратовский государственный университет имени  Н.Г. Чернышевского

Педагогический  институт 

Кафедра начального естественно-математического  образования 
 

Тема: «Развитие представлений о биосфере. Концепция Вернадского о биосфере» 

Реферат по предмету:

«Концепция  современного естествознания» 
 
 
 
 

                                                   Выполнила:

                                                   студентка 2 курса

                                                   факультета ППиНО

                                                   по специальности 

                                                   педагогика и психология

                                                   Третьякова К.В. 

                                                   Проверил:

                                                   Исаева О.А. 
 
 
 
 
 

Саратов 2011

Содержание 

    Введение

1. Концепция В.И. Вернадского о биосфере
2. Заключение
3. Список используемой литературы

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

    В буквальном переводе термин «биосфера» обозначает сферу жизни и в  таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 году австрийским  геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831-1914 гг.). Однако задолго до этого под этими названиями, в  частности «пространство жизни», «картина природа», «живая оболочка Земли» и тому подобное, его содержание рассматривалось многими другими  естествознателями. Биосферу нельзя рассматривать  в отрыве от неживой природы, от которой  он, с одной стороны зависит, а  с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествознателями  возникает задача – конкретно  исследовать, каким образом и  в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические  процессы, происходящие на поверхности  Земли в земной коре. Только подробный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы.

    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:

    - живое вещество 

    - 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)

    - радиоактивное вещество

    - рассеянные атомы

    - вещество космического происхождения  (метеориты, космическая пыль).

    К проблемам изучения роли живого вещества в эволюции земной оболочки и биосферы Вернадский пришел через занятия  геохимией и изучение эволюции земной коры. Он был первым, кто понял, что  весь лик Земли. Ее ландшафты, химизм океана, структура атмосферы –  все это порождение жизни. В результате возникла новая научная дисциплина – биогеохимия. В основе этой картины  развития Земли как космического тела должна была лежать некая изначальная  гипотеза, фиксирующая факт становления  жизни на нашей планете. Вернадский не занимался специально проблемой  возникновения жизни, ограничившись  констатацией эмпирического факта: жизнь на Земле возникла. Для совокупности всех существующих организмов (включая  микроскопические) он ввел термин «живое вещество», и, выясняя его полный химический состав, подошел к изучению всех химических и энергетических процессов, которые происходят в той оболочке Земли, в которой существует живое  вещество, то есть в биосфере.

    Центральное звено в концепции Вернадского  о биосфере – представление о  живом веществе. «Живые организмы  являются функцией биосферы и теснейшим  образом материально и энергетически  с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей. Для того чтобы в этом убедиться, мы должны выразить живые организмы  как нечто целое и единое. Так, выраженные организмы представляют живое вещество, то есть совокупность всех живых организмов, в данный момент существующих, численно выраженное в элементарном химическом составе, в весе, в энергии. Оно связанно с окружающей средой биогенным током  атомов: своим дыханием, питанием и  размножением», - писал В.И. Вернадский в своей книге «Химическое  строение биосферы Земли и ее окружения».

    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.

    «Биосфера XX столетия превращается в ноосферу, создаваемую, прежде всего, ростом науки, научного понимания и основанного на ней социального труда человества… Взрыв научного творчество создает переход биосферы в ноосферу», - пишет Вернадский в 30-е годы.

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

1. Человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как и всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы, в определенном ее пространстве – времени.
2. Человек во всех его проявлениях составляет определенную часть строения биосферы.
3. «Взрыв» научной мысли в XX столетии подготовлен всем прошлым биосферы и имеет глубочайшие корни в ее строении. Он не может остановится и пойти назад. Он может только замедлиться в своем темпе. Ноосфера – биосфера, переработанная научной мыслью, подготовлявшаяся шедшим сотнями миллионов, может быть, миллиарды лет процессом, создавшим Homo sapiens faber, не есть кратковременное и преходящее геологическое явление. Процессы, подготовлявшиеся многие миллиарды лет не могут быть преходящими, не могут остановится. Отсюда следует, что биосфера неизбежно перейдет, рано или поздно, в ноосферу.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

    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.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы

1. Г.И. Рузавин «Концепции современного естествознания», Москва, 2001
2. В.И. Вернадский «Труды по философии естествознания», Москва, 2000
3. В.И. Вернадский «Философские мысли натуралиста», Москва, 1988
4. В.И. Вернадский «Биосфера», Москва, 2001