Учение В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере. Глобальные экологические проблемы

Биосфера — глобальная оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяются совокупной деятельностью живых организмов. Учение о биосфере создано великим ученым академиком В.И. Вернадским («Биосфера», 1926 г.).

Границы биосферы:

• Верхняя граница в атмосфере — озоновый экран (слой озона O₃ на высоте 20-25 км), выше которого жесткое УФ-излучение Солнца делает жизнь невозможной;

• Нижняя граница в литосфере — глубина 3-4 км (ограничена высокой температурой земных недр и давлением, предел жизни — термофильные бактерии нефтяных пластов);

• Нижняя граница в гидросфере — дно Мирового океана на глубине до 11 км (Марианский желоб — 11 022 м).

Вещество биосферы подразделяется на 4 группы:

1. Живое вещество — совокупность всех живых организмов планеты;

2. Биогенное вещество — создано и переработано живыми организмами (каменный уголь, нефть, торф, известняк, мел, кислород атмосферы);

3. Косное вещество — образовано процессами неживой природы без участия организмов (гранит, базальт, магма, песок вулканов);

4. Биокосное вещество — продукт совместной деятельности живых организмов и неживой природы (почва, ил, природные воды).

Живое вещество составляет менее 0.01% массы земной коры, но является мощнейшей геохимической силой планеты:

1. Газовая функция — регуляция газового состава атмосферы (фотосинтез поставляет весь свободный кислород O₂, дыхание — CO₂, денитрификаторы — N₂);

2. Концентрационная функция — избирательное поглощение и накопление рассеянных химических элементов из окружающей среды (диатомовые водоросли и хвощи накапливают кремний SiO₂, моллюски и кораллы — кальций CaCO₃, ламинария — йод, позвоночные — фосфор Ca₃(PO₄)₂);

3. Окислительно-восстановительная функция — окисление и восстановление соединений при метаболизме (хемосинтез железо- и серобактерий, образование сероводорода H₂S в Черном море);

4. Деструкционная функция — минерализация мертвого органического вещества редуцентами (бактериями и грибами) до CO₂, H₂O и солей;

5. Энергетическая функция — фотосинтетическая аккумуляция энергии солнечного света и ее рассеяние по трофическим цепям.

Ноосфера (от греч. noos — разум) — высшая стадия эволюции биосферы, в которой разумная созидательная деятельность человека становится определяющим фактором глобального развития.

Условия перехода биосферы в ноосферу по В.И. Вернадскому:

1. Заселение человеком всей поверхности планеты Земля;

2. Преобразование средств связи и создание единой информационной системы человечества;

3. Открытие новых источников энергии (ядерной, возобновляемой);

4. Прекращение войн и объединение усилий стран мира для сохранения природы;

5. Разумное научно обоснованное управление биогеохимическими круговоротами в гармонии с биосферными законами.

Антропогенное давление нарушило биосферное равновесие:

• Парниковый эффект — удержание инфракрасного теплового излучения Земли парниковыми газами (CO₂, метан CH₄, водяной пар, оксиды азота). Сжигание ископаемого топлива и вырубка тропических лесов ведут к глобальному потеплению, таянию ледников и подъему уровня Мирового океана;

• Разрушение озонового слоя — истончение озонового экрана под действием хлорфторуглеродов (фреонов), ведущее к росту мутагенного УФ-облучения (Монреальский протокол 1987 г. запретил производство фреонов);

• Кислотные дожди — выбросы диоксида серы (SO₂) и оксидов азота (NO_x) промышленностью образуют серную и азотную кислоты, закисляя водоемы и губя хвойные леса;

• Экологические проблемы Казахстана:

1. Трагедия Аральского моря — высыхание моря из-за чрезмерного забора стока рек Сырдарьи и Амударьи на полив хлопчатника, солепылевые бури на дне Аралкума;

2. Семипалатинский испытательный полигон — радиоактивное загрязнение радионуклидами цезия-137 и стронция-90;

3. Проблема озера Балхаш и загрязнение Каспийского шельфа.

Ключевые проверочные факты ЕНТ:

• Озоновый слой (экран) — это ВЕРХНЯЯ ГРАНИЦА БИОСФЕРЫ (20-25 км), защищающая всё живое от губительного УФ-излучения;

• Каменный уголь, мел, нефть и кислород — БИОГЕННОЕ вещество (создано живыми организмами!);

• Почва и ил — БИОКОСНОЕ вещество;

• Гранит и базальт — КОСНОЕ вещество.