Техносфера

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

I. Техносфера. 

Техносфера – совокупность всех функционирующих и старых, недействующих технических объектов и всех продуктов их деятельности, возникших на Земле и в космосе. К продуктам деятельности относятся изменения химического состава воды, почвы и атмосферы; изменения  земной коры в виде подземных выработок  и  отвалов извлеченных пород; биогеоценотические изменения, вызванные сведением лесов, распашкой земель, осушением болот, созданием водохранилищ и т.д. Техносфера создавалась и развивалась для обеспечения благополучного существования человека и улучшения условий его жизни. Техносфера – это пространственно-временная система социально организованной тех. формы материи —  техники и управляемой ею технологической формы движения материи. Зародившись в виде технических элементов, призванных компенсировать и усилить трудовые и интеллектуальные потенции человека, техносфера постепенно формирует не только искусственную среду обитания, но и становится «физиологической»  системой общества, осуществляющей вещественно-энергетический обмен с окружающим миром.  Техносфера  имеет теоретически  беспредельные возможности эволюционировать как в глубь геосферы, так и за её пределы – в космос. Как и любая относительно самостоятельная система (подсистема), техносфера подчиняется  внутренним  законам и закономерностям строения, функционирования и развития, т.е. способна к  саморазвитию. Неосознанное обществом саморазвитие  техносферы привело  к  ряду  крупномасштабных  негативных последствий. Иначе говоря, на протяжении всей истории человечества техносфера развивалась стихийно, будучи ограниченной лишь ресурсами биосферы. Начиная с XX в., создание новых технических систем все чаще стало приносить больше вреда и зла, чем пользы и добра (экологические бедствия и нарушения экологии, связанные с деятельностью человека). Дальнейшее стихийное развитие техносферы угрожает благополучному существованию человека. В связи с этим в будущем должно  осуществляться научно-обоснованное развитие техносферы как составной  части  гармоничной  ноосферы.   
 
 
 

Формирование  гармоничной  техносферы вызовет  значительное возрастание количества объектов технического творчества и  появление принципиально новых  классов задач по совершенствованию  и преобразованию  сложных  комплексов  технических  систем,  решаемых  с  учетом ограничений и требований нормального существования биосферы и человека. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

II. Воздействие человека на природу. 

       1. Экологические проблемы в современном  мире вышли на первое место. Получив неограниченную власть над природой, люди варварски используют ее. "Сегодня угроза выживанию пришла со стороны окружающей природной среды, быстро деградирующей под натиском человеческой деятельности", – сказал генеральный секретарь Конференции ООН Морис Стронг. Ресурсы планеты иссякают. Катастрофически быстро загрязняются воздух и вода. Превращаются в пески плодородные земли. На глазах сокращаются площади лесов. На планету буквально "вываливаются" горы отбросов; человек провоцирует природные катастрофы.

       Возможное потепление, истощение озонового  слоя, кислотные дожди, "цветение" водоемов, накопление токсичных и  радиоактивных отходов представляют угрозу для выживания. Конечно, есть страны, для которых эти проблемы не столь остры. Но, в целом, все  человечество озабочено ими, и поэтому они являются глобальными.

       2. Основные экологические проблемы  современности.

       2.1. Хозяйственная деятельность человека.

       Человечество  является частью биосферы, продуктом  ее эволюции. Однако взаимоотношения  человека и природных сообществ никогда не были безоблачными. Охотничья деятельность древнего человека, несомненно, ускорила вымирание многих крупных травоядных животных. В охотничьих целях поджигание растительности способствовало опустыниванию территорий. Человек начал менять и разрушать целые сообщества с переходом к скотоводству и земледелию.

       В ходе развития земледелия неправильная распашка приводила к потере плодородного слоя, который уносился водой или  ветром, а избыточное орошение вызывало засоление почв.

       За  последние сто лет произошли два важных сдвига. Во-первых, резко увеличилась численность населения Земли. Во-вторых, еще более резко выросло промышленное производство, производство энергии и продуктов сельского хозяйства. В результате, человечество стало оказывать заметное воздействие на функционирование всей биосферы. Критическую ситуацию в конце ХХ столетия образуют следующие негативные тенденции:

       а) Потребление ресурсов Земли настолько  превысило темпы их естественного  воспроизводства, что истощение  природных богатств стало оказывать заметное влияние на их использование, на национальную и мировую экономику и привело к необратимому обеднению литосферы и биосферы.

       б) Отходы, побочные продукты производства и быта загрязняют биосферу, вызывают деформации экологических систем, нарушают глобальный круговорот веществ и создают угрозу для здоровья человека.

       2.2. Рост народонаселения.

       Отклонением от закономерностей равновесия в  живой природе стал ускоряющийся рост народонаселения Земли. Т.А. Акимова, В.В. Хаскин (1994) приводят данные о том, что по разным оценкам к 2025 году на Земле будет от 7,6 до 9,4 млрд. человек. Рост народонаселения требует увеличения производства продуктов питания, создания новых рабочих мест и расширения промышленного производства. Так, в конце ХХ в. ежедневно требуется всем людям Земли около 2 млн. тонн пищи, 10 млн. м³ питьевой воды, 2 млрд. м³ кислорода для дыхания. Всеми отраслями человеческого хозяйства ежедневно добывается почти 300 млн. тонн топлива, используется 2 млрд. м³ воды и 65 млрд. м³ кислорода. Все это сопровождается расходованием природных ресурсов и массированным загрязнением среды.

       2.3. Изменение состава атмосфер и  климата.

       Наиболее  разрушительно из воздействий деятельности человека на сообщества – выделение  загрязнителей. Загрязнителем является любое вещество, попадающее в атмосферу, почву или природные воды и нарушающее идущие там биологические, иногда и физические или химические процессы. К загрязнителям нередко относят радиоактивные излучения и тепло. Вследствие деятельности человека, в атмосферу поступают углекислый газ СО₂ и угарный газ СО, диоксид серы SО₂, метан СН₄, оксиды азота NО₂, NO, N₂O. Основные источники их поступления – это сжигание ископаемого топлива, выжигание лесов и выбросы промышленных предприятий. При использовании аэрозолей в атмосферу поступают хлорфторуглероды, в результате работы транспорта – углеводороды (бензапирен и др.).

       За  счет газов антропогенного происхождения  образуются кислотные осадки и смог. Попадая в озера, кислотные осадки нередко вызывают гибель рыб или всего животного населения. Они также могут вызывать повреждения листвы, а часто гибель растений, ускорять коррозию металлов и разрушение зданий. Кислотные дожди большей частью наблюдаются в регионах с развитой промышленностью.

       Смог  крайне вреден для живых организмов. Одним из вредных компонентов смога является и озон (О₃). В крупных городах при образовании смога его естественная концентрация (1·10^-8) повышается в 10 раз и более. Озон здесь начинает оказывать вредное воздействие на легкие и слизистые оболочки человека и на растительность.

       С антропогенными изменениями атмосферы  связано и разрушение озонового  слоя, который является защитным экраном  от ультрафиолетового излучения. Опасность  истощения озонового слоя заключается  в том, что может снизиться  поглощение губительного для живых организмов ультрафиолетового излучения. Ученые считаю, что основной причиной истощения озонового слоя (экрана) является применение людьми хлорфторуглеродов (фреонов), которые широко используются в быту и производстве в виде аэрозолей, дореагентов, пенообразователей, растворителей т.д. В 1990 году мировое производство озоноразрушающих веществ составляло более 1300 тысяч тонн.

       2.4. Загрязнение природных вод.

       Человечество  практически полностью зависит  от поверхностных вод суши – рек и озер. Эта ничтожная часть водных ресурсов (0,016%) подвергается наиболее интенсивному воздействию. На все виды водопользования тратится 2200 км³ воды в год. Потребление воды постоянно растет, и одна из опасностей – исчерпание ее запасов. Тревогу вызывает все возрастающее количество хозяйственных стоков.

       Загрязнение водоемов происходит не только отходами промышленного производства, но и  попаданием с полей в водоемы  органики, минеральных удобрений, пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве.

       Морские воды также подвергаются загрязнению. С реками и со стоками прибрежных промышленных и сельскохозяйственных предприятий ежегодно выносят в  моря миллионы тонн химических отходов, а с коммунальными стоками  и органических соединений. Из-за аварий танкеров и нефтедобывающих установок в океан попадает по разным источникам не менее 5 млн. тонн нефти в год, вызывая гибель многих водных животных, морских птиц. Опасения вызывают захоронения ядерных отходов на дне морей, затонувшие корабли с ядерными реакторами и ядерным оружием на борту.

       2.5. Сведение лесов – одна из  важнейших глобальных экологических  проблем современности. Лес поглощает  атмосферное загрязнение антропогенного  происхождения, защищает почву  от эрозии, регулирует сток поверхностных  вод, препятствует снижению уровня грунтовых вод и т.д.

       Уменьшение  площади лесов вызывает нарушение  круговоротов кислорода и углерода в биосфере. Хотя катастрофические последствия сведения лесов широко известны, их уничтожение продолжается. Сведение лесов влечет за собой гибель их богатейших фауны и флоры.

       2.6. Истощение и загрязнение почвы.

       Почвы являются еще одним ресурсом, который  подвергается чрезмерной эксплуатации и загрязняется. Несовершенство сельскохозяйственного  производства – основная причина  сокращения площади плодородных почв. Распашка обширных степных площадей в России и других странах стала причиной пыльных бурь и гибели миллионов гектаров плодороднейших земель.

       Эрозия  почвы в ХХ столетии стала всемирным  злом. Подсчитано, что в результате водной и ветровой эрозии в этот период на планете потеряно 2 млрд. гектар плодородных земель активного сельскохозяйственного использования.

       Избыточное  орошение, в первую очередь в условиях жаркого климата, может вызывать засоление почв. Радиоактивное загрязнение  почвы несет большую опасность. Радиоактивные вещества из почв попадают в растения, затем в организмы животных и человека, накапливаются в них, вызывая различные заболевания. Особую опасность представляют химические средства защиты, особенно органические соединения, применяемые в сельском хозяйстве в борьбе с вредителями, болезнями и сорняками. Неумелое и бесконтрольное использование пестицидов приводит к их накоплению в почве, воде, донных отложениях водоемов.

       2.7. Сокращение природного разнообразия.

       Чрезвычайная  эксплуатация, загрязнение, а зачастую  и просто варварское уничтожение природных сообществ приводят к резкому снижению разнообразия живого. Вымирание животных может стать крупнейшим в истории нашей планеты. С лица Земли за последние 300 лет исчезло больше видов птиц и млекопитающих, чем за предшествующие 10 000 лет. Следует помнить, что главный ущерб разнообразию состоит не в их гибели из-за прямого преследования и уничтожения,  в том, что в связи с освоением новых площадей для сельскохозяйственного производства, развитием промышленности и загрязнением среды площади многих природных экосистем оказываются нарушенными. Это так называемое "косвенное воздействие" приводит к вымиранию десятков и сотен видов животных и растений, многие из которых не были известны и никогда не будут описаны наукой. Значительно ускорился процесс вымирания, например, животных, в связи с уничтожением тропических лесов. За последние 200 лет их площадь сократилась почти вдвое и продолжает сокращаться со скоростью 15–20 гектаров в минуту. Практически полностью исчезли степи в Евразии и прерии в США. Сообщества тундры также интенсивно разрушаются. Во многих районах находятся под угрозой коралловые рифы и другие морские сообщества.

       3. Пути решения экологических проблем.