Решающим моментом в формировании биосферы явилось появление фотосинтеза – процесса, преобразующего энергию Солнца в органические вещества. Единственными объектами Земли, которые могут напрямую усваивать энергию Солнца и синтезировать органические вещества, являются организмы – фотосинтетики – зеленые растения и цианобактерии, в связи с чем именно они являются посредниками между биосферой и Космосом.
В. И. Вернадский первым понял глобальное значение фотосинтеза и его решающую роль в формировании современного состава атмосферы и биосферы в целом. До Вернадского фотосинтезу не придавали особого значения и считали его лишь одним из множества биологических процессов.
Результатами деятельности живых организмов в биосфере являются;
– имеющийся в настоящее время газовый состав атмосферы, поскольку почти весь атмосферный кислород является продуктом фотосинтеза; из кислорода в верхних слоях атмосферы образуется озоновый слой, защищающий организмы Земли от ультрафиолетовых (УФ) лучей Солнца;
– современный химический состав природных вод;
– почвенная оболочка Земли;
– залежи ископаемого топлива – нефти, газа, угля, которые являются неразложившимися остатками древних организмов;
– отложения осадочных пород – мел и биогенные известняки, являющиеся осевшими на дне океана скелетами морских организмов;
– залежи железных, серных, марганцевых руд, созданные бактериями – хемосинтетиками и др.
Между всеми формами вещества биосферы, ее косными телами и живыми существами непрерывно идет обмен веществом и энергией. Говоря словами Вернадского, живые организмы вовлекают косное вещество в биогеохимические круговороты, вызывают биогенную миграцию атомов (рисунок 3.1).
Поступление с атмосферными осадками
Поступление за счет выветривания
Рисунок 3.1 Биологические круговороты катионов в наземной экосистеме
Биогенная миграция атомов пронизывает всю биосферу, и именно она создает ее как материальное тело. Энергию для миграции атомов организмы получают из Космоса. В этом проявляется космическая, планетная роль живого вещества.
Областью наивысшей геохимической активности живого вещества является почва. Почвой называют поверхностные слои горных пород, измельченные и переработанные совместным действием климата и живых организмов. Образование почвы В. И. Вернадский считал важнейшим этапом эволюции биосферы.
Правильный, естественный ход, замкнутость и непрерывность биогеохимических круговоротов веществ являются главным фактором, определяющим устойчивость биосферы.
Закон биогенной миграции атомов В. И. Вернадского имеет важное теоретическое и практическое значение. Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же она протекает в среде, геохимические особенности которой (О2, СО, Н2 и т. д.) обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время населяет биосферу, так и тем, которое существовало на Земле в течение всей геологической истории. Согласно закону биогенной миграции атомов, понимание общих химических процессов, протекавших и протекающих на поверхности суши, в атмосфере и заселенных организмами глубинах литосферы и вод, а также геологических слоях, сложенных прошлой деятельностью организмов, невозможно без учета биотических факторов, в том числе эволюционных.
Превращение биосферы в ноосферу
Итогом научной и философской деятельности В. И. Вернадского было создание им учения о ноосфере.
Согласно теории В. И. Вернадского, разрушительная деятельность человека в биосфере должна смениться сферой разума – ноосферой, «эволюцией, управляемой сознанием». Должна произойти перестройка планетарных процессов под влиянием сознательной деятельности людей, превращение биосферы в ноосферу.
Термин «ноосфера» (от греч. noos – разум), в буквальном переводе означающий «сфера разума», впервые применил в 1927 г. французский математик и философ Эдуар Леруа (1870 – 1954 гг.). Леруа назвал ноосферой некий «мыслящий пласт, который зародился в конце третичного периода и разворачивается над миром растений и животных», т. е. вне биосферы и над ней. В развитии учения Леруа о ноосфере активно участвовал палеонтолог и философ Пьер Тейяр де Шарден (1881 — 1955 гг.).
В. И. Вернадский придал термину «ноосфера» новое значение: он назвал ноосферой новый этап эволюции биосферы, означающий сознательную деятельность в ней человечества.
Вернадский видел, что уже в начале XX в. под влиянием человека в биосфере начали происходить грандиозные изменения, «человечество становится величайшей геологической силой» и полагал, что со временем масштабы этой деятельности могут неблагоприятно сказаться на функционировании биосферы. Вернадский писал: «Человеческое общество все более выделяется по своему влиянию на среду… Это общество становится в биосфере. единственным в своем роде агентом, могущество которого растет с ходом времени со все увеличивающейся быстротой. Оно изменяет новым образом и с возрастающей быстротой структуру самих основ биосферы».
В связи с этим Вернадский считал, что человек должен изменить свою во многом стихийную деятельность в биосфере на осознанную, планомерную и производить ее таким образом, чтобы, с одной стороны, не вредить биосфере, а, с другой, использовать ее ресурсы как можно более полно, рационально. В частности, Вернадский считал, что людям необходимо научиться самим производить органические вещества с помощью энергии Солнца, не прибегая к посредничеству растений.
По мнению Вернадского «человек, как он наблюдается в природе, как и все живые организмы, как всякое живое вещество, есть определенная функция биосферы в определенном ее пространстве и времени. Человек во всех его проявлениях составляет определенную, закономерную часть биосферы. И перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободно мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера».
Составитель преподаватель АКС Гакипова А.Д.