Біосфера і концепція ноосфери В.І. Вернадського

Поняття біосфери, на думку В.І. Вернадського, було сформульовано Ж.Б. Ламарком на початку XIX століття (без вживання самого поняття). Термін біосфера ввів австрійський геолог Е. Зюсс (1873 p.). Широке трактування вчення про біосферу належить В.І. Вернадському.

Біосфера - сукупність усіх живих організмів на Землі.

Вернадський, що вивчав взаємодію живих і неживих систем, переосмислив поняття біосфери. Він розумів біосферу як сферу єдності живого і неживого.

Згідно з Вернадським, речовина біосфери складається з:*

живої речовини - біомаси сучасних живих організмів;*

біогенної речовини - усіх форм детриту, а також торфу, вугілля, нафти і газу біогенного походження;*

біокосної речовини - сумішей біогенних речовин з мінеральними породами небіогенного походження (ґрунт, мул, природні води, газо- і нафтоносні сланці, бітумінозні піски, частина осадових карбонатів;*

косної речовини - гірських порід, мінералів, опадів, не порушених прямим біохімічним впливом організмів.

Сучасні дослідження внесли зміни в уявлення про структуру біосфери. В поняття біосфери варто включати тільки ті елементи і характеристики, що знаходяться під контролем біоти, і не включати компоненти природи, що відносяться до геологічного минулого. Таким чином, до біосфери відноситься вся сукупність живих організмів і всі речовини, що знаходяться під контролем споживання, трансформації і продукування живими організмами.

Сучасна біосфера є підсумком тривалого історичного розвитку усього органічного світу в його взаємодії з неживою природою. Завдяки взаємодії абіотичних і біотичних факторів біосфера знаходиться в постійному русі і розвитку.

Сукупність живих організмів відіграє провідну роль у розвитку біосфери. Основними функціями біоти є:* 

енергетична, виконується насамперед рослинами, що у процесі фотосинтезу акумулюють сонячну енергію у вигляді різноманітних органічних сполук. Усередині екосистеми ця енергія у вигляді їжі розподіляється між тваринами. Частково енергія розсіюється, частково накопичується у відмерлій органічній речовині. Так утворилися поклади торфу, кам’яного вугілля, нафти й інших паливних корисних копалин;*

деструктивна, полягає в розкладанні, мінералізації мертвої органічної речовини, хімічному розкладанні гірських порід, залученні мінералів, що утворилися, у кругообіг. Мертва органічна речовина розкладається до простих неорганічних сполук (вуглекислого газу,*води, сірководню, метану, аміаку і т.д.), що знову використовуються в початковій ланці кругообігу. Цим займається спеціальна група організмів - редуценти (деструктори);* 

концентраційна, полягає у виборчому нагромадженні при життєдіяльності організмів атомів речовин, розсіяних у природі. Здатність концентрувати елементи з розведених розчинів - це характерна риса живої речовини. Найбільш активними концентраторами багатьох елементів є мікроорганізми;*

утворююча середу, полягає в трансформації фізико-хімічних параметрів середовища (літосфери, гідросфери, атмосфери) в умови, сприятливі для існування організмів. Можна відзначити, що вона є спільним результатом усіх згаданих вище функцій: енергетична функція забезпечує енергією усі ланки біологічного кругообігу; деструктивна і концентраційна сприяють витягу з природного середовища і нагромадженню розсіяних, життєво важливих для організмів елементів.

Функції живої речовини створили і підтримують у рівновазі баланс речовини й енергії в біосфері, забезпечуючи стабільність умов існування організмів, у тому числі людини. Крім того, жива речовина здатна відновлювати умови мешкання, порушені в результаті природних катастроф чи антропогенного впливу. Цю здатність живої речовини до регенерації екологічних умов виражає принцип Ле Шательє, запозичений із сфери термодинамічних рівноваг. Він полягає в тім, що зміна будь-яких перемінних в системі, у відповідь на зовнішнє збурювання, відбувається в напрямку компенсації вироблених збурювань. У теорії управління аналогічне явище зветься зворотнім зв’язком. Завдяки цим зв’язкам система повертається в первісний стан, якщо вироблені збурювання не перевищують граничних значень. У такий спосіб стійкість екосистеми виявляється явищем не статичним, а динамічним.

В результаті середоутворюючої функції був перетворений газовий склад первинної атмосфери, змінився хімічний склад вод первинного океану, утворився шар осадових порід у літосфері, на поверхні суші виник родючий ґрунтовий покрив.

Біосферу можна уявити як систему взаємозалежних між собою біогеоценозів. Кожний з них відносно замкнутий у собі, але в той же час зв’язаний обмінними вихрами атомів з іншими ценозами. Біосфера в цілому і складові її біоценози являють собою авторегуляційні системи. Це такі системи, що мають здатність самовідновлення порушеної рівноваги обмінних процесів, причому в напрямку, сприятливому для подальшого існування системи, тобто мають місце позитивні і негативні зворотні зв’язки. Оскільки біосфера відноситься до систем, що акумулюють речовину й енергію, то її авторегуляція забезпечує прогресивний саморозвиток з підвищенням організованості частин і зростанням ступеню цілісності. Вплив людського суспільства поки що сильно порушує цей природний процес.

Біосфера пройшла значну еволюцію з часу появи та протягом останніх 2-3 млн років. Однак, якщо спочатку за своїм впливом на природу людина могла розглядатися лише як один із другорядних факторів, то в міру розвитку цивілізації і зростання технічної оснащеності її роль стала порівнянною з дією могутніх геологічних процесів. Ця обставина змушує найсерйознішим чином ставитися до можливих віддалених наслідків як виробничої, так і природоохоронної діяльності людини.

У результаті техногенної діяльності людства біосфера Землі докорінно перетвориться і стане, за визначенням В.І. Вернадського, ноосферою - »сферою розуму». Таким чином, найголовніший результат розвитку біосфери - поступове твердження Розуму як найважливішого елемента біосфери, найважливішого фактора її розвитку.

Поняття »ноосфери» вперше було запропоновано французьким вченим Едуардом Леруа, а розвинуто двома його сучасниками - П’єром Тейяр де Шарденом і В.І. Вернадським.

Вчення про ноосферу Тейяр де Шардена можна звести до таких положень:*

виникнення розуму - закономірний результат розвитку матерії, підготовлений усім ходом розвитку світу;*

виникнення людського розуму - якісно новий етап еволюції живої матерії, перехід еволюції від біологічної фази до соціальної, духовної, превалювання духовного начала над матеріальним в організації і функціонуванні біосфери;*

людина, як носій розуму, не пристосовується до середовища, як інші тварини, а змінює і підкоряє його собі;*

ноосфера являє собою результат діяльності всього людства. Починаючи з моменту появи людини, на сучасному етапі, вона, як і біосфера, включає »колишні ноосфери»;*

у стані ноосфери еволюція »здобуває волю розпоряджатися собою - продовжити себе чи відкинути», завершити розвиток розуму шляхом глобальної катастрофи;*

формування ноосфери - природний процес, що не залежить від волі людини, але він може бути прискорений діяльністю людини.

Практично всі перераховані положення розділялися Вернадським. Погляди Вернадського на ноосферу відрізнялися тим, що він вирішальне значення надавав науковому пізнанню законів організації біосфери, трансформації її під впливом діяльності людини, а також свідомій діяльності з прискорення становлення ноосфери.

Основна його праця, присвячена проблемі ноосфери, -»Наукова думка як планетарне явище» - не була опублікована за життя автора. В ній вчений спробував пов’язати природничо-наукову теорію геохімічної міграції речовини й енергії з розвитком суспільства, тобто знайти момент переходу біосфери (внаслідок кількісних змін, внесених в неї людиною) у якісно новий стан - ноосферу.

Ноосфера - (noos - розум) сфера розуму і праці.

Почавши наукову діяльність як кристалограф і мінералог, Вернадський зацікавився проблемою міграції хімічних елементів, а потім і енергії в природі. Ця проблема була піддана ним всебічному аналізу - від міграції елементів атомних часток до »всесвітнього», космічного обміну речовини й енергії. В результаті були виявлені різні фактори міграції хімічних елементів: роль фізичних процесів, вплив життя і живої речовини (сукупності живих організмів) на формування біогеосфери і зворотного впливу природного середовища на живі організми, нарешті, місце і роль соціальної життєдіяльності в цьому процесі, тобто специфіка зміни біогеохімічної міграції речовини й енергії під впливом людської діяльності.

Людина розглядається в ноосфері як головна геологічна сила природи (випробування ядерної зброї в шарах Землі призводять до сейсмічних хвиль, подібних природним землетрусам, які фіксуються всіма сейсмічними станціями світу). Відмінності ноосфери від біосфери полягають у прискоренні темпів розвитку: природа накопичувала корисні копалини в надрах Землі мільйони років, а людина їх вичерпає за кілька тисячоліть. 1 м3 ґрунту накопичується 100 років, а під час сильної зливи з розораних схилів може бути змито до 10 м3 гумусового шару.

Людське суспільство і створена ним »друга природа» - не ракова пухлина на тілі Землі, а найбільший витвір і чудо природи, матеріалізований результат еволюції від найпростіших до найвищих форм її власної організації.

Наукова значимість вчення Вернадського про ноосферу полягає в тому, що він як натураліст, досліджуючи геохімічні процеси міграції речовини й енергії в природі, виявив геологічну роль життя, живої речовини в планетарних процесах, у становленні і подальшій підтримці динамічної рівноваги біосфери - продукту життєдіяльності і середовища існування живих істот. У цій живій речовині він виділив людину як планетарну силу, що змінює природні біогеохімічні процеси планети, здатну перешикувати відповідно до своїх уявлень, що складалися протягом багатьох геологічних епох, природні цикли міграції речовини її енергії і змінити в такий спосіб біосферу Землі.

В основу концепції ноосфери Вернадським покладені ідеї про об’єктивний процес перетворення людиною природи »в інтересах вільно мислячого людства як єдиного цілого», тому що ноосфера розумілася ним як навколишнє середовище людини, природне явище, новий стан біосфери.

Ноосфера, згідно з Вернадським - це перетворена в інтересах людини природа, рівноважний