1. Общая характеристика взаимоотношений Человека и Природы, их эволюция после начала «промышленной революции» (1750-2000 г)

Вид материала

Документы

Подобный материал:

• Итоги развития советской психологии в предвоенные годы (в конце 30-х гг.) 13 Общая, 1927.8kb.
• Эрик хобсбаум. Век революции. Европа 1789-1848, 5544.43kb.
• Философские аспекты взаимоотношений человека и природы в условиях глобального экологического, 317.37kb.
• 1 Экологическая доктрина Российской Федерации, 739.58kb.
• Экологическая доктрина российской федерации, 271.42kb.
• Власть и мусульмане среднего поволжья: эволюция взаимоотношений. 1945 2000, 896.56kb.
• Преподаватель Титов Владимир Николаевич, 65.81kb.
• Колониальная политика Англии после буржуазной революции, 66.65kb.
• А. В. Чудинов 200 лет Великой французской революции, 301.1kb.
• Общая характеристика работы актуальность темы исследования, 1181.69kb.

14. Геоисторическая эволюция биосферы, точки Пастера, состав и границы биосферы. Учение В.И.Вернадского о биосфере.

Образование и геоэволюция биосферы

Земля, Луна и другие планеты солнечной системы, образовались за счет аккреции (слипания и дальнейшего роста) твердых частиц газопылевого протопланетного облака около 4,5 млрд. лет тому назад.

Молодая Земля сразу же после образования была относительно холодным космическим телом и в ее недрах температура не превышала температуры плавления земного вещества, отличалась достаточно однородным составом: без ядра, мантии и др. В течение первых 600 млн. лет жизни нашей планеты (катархейская эпоха) на ее поверхности полностью отсутствовала гидросфера, а молодая атмосфера была исключительно разреженной и состояла в основном из газов водорода и гелия. И лишь по завершении данной стадии первозданного состояния Земля перешла на главную последовательность развития планет земной группы.

Самое заметное влияние на формирование Земли оказывали лунные землетрясения, вызываемые интенсивными приливными деформациями её поверхности (более 1,5 км) и сопровождавшиеся механическим разрушением и расплавом первичных грунтов с дальнейшим образованием соединений железа и пористых реголитов.

Возникновение первых признаков жизни на Земле относится уже к архейской эпохе (3,8-3,9 млрд. лет). Это связано с началом дегазации земного вещества, развитием вулканической деятельности и появления восстановительной атмосферы и первичного, еще фрагментарного Мирового океана. Это отклонение в развитии нашей "космической" протопланеты в земную сторону связано прежде всего с началом процесса дифференциации земного вещества и последующим формированием ядра и мантии Земли (Ушаков С.А. и др.).

Существенные изменения происходили в атмосфере и гидросфере. По мере возрастающей потери водорода в атмосфере появилось большое количество азота, углекислого газа, метана и паров воды. Под воздействием больших потоков энергии: ультрафиолетового и ионизирующего излучения Солнца, электрических разрядов в атмосфере и вулканической деятельности сформировалась восстановительная вторичная атмосфера. В этих условиях начал развиваться абиотический синтез с образованием аминокислот, пуринов, сахаров, липидов и других простейших образований. Их растворение в водоемах, а также в парах воды способствовало образованию "первичного бульона" гидросферы Земли, а в дальнейшем и появления процесса синтеза органических веществ. Это способствовало появлению первых форм жизни на Земле в пропитанных водой и элементоорганическими соединениями вулканических грунтах и водоемах.

Следующим важнейшим этапом в развитии жизни на Земле стало появление около 3,5 млрд. лет назад хлорофиллоносных организмов, способных осуществлять фотосинтез, т.е. использовать экзогенный источник энергии (солнечную радиацию) для синтеза из углекислого газа, воды и минеральных элементов всех органических веществ, необходимых для жизни. Данные организмы оказались способны трансформировать солнечную энергию в биохимическую и аккумулировать ее для дальнейшего вовлечения новых порций земного субстрата в биосферный цикл. Это положило начало качественно новому этапу в развитии самой биосферы.

Дальнейшая тектоническая история земли убедительно показала теснейшую связь эндогенных факторов со всеми известными этапами развития живых организмов. Так последовательность образований и распадов древних протерозойских суперконтинентов (Моногея, Мегагея и др.) и связанное с этим обильное поступление железа из рифтовых зон в океаны связывало весь синтезируемый синезелеными водорослями кислород. Поэтому весь этот период времени (3,5 млрд. лет  0,6 млрд. лет назад) его содержание в атмосфере Земли было ничтожным. И лишь только исчезновение железа в выходах мантии в конце протерозоя определило быстрый рост количества свободного кислорода в атмосфере, последующее прохождение зарождающейся биосферой трех состояний Пастера и бурное развитие живых организмов на суше (Ушаков С.А., Сорохтин и др. 2000; Степановских А.С.2001).

Данный геохимический рубеж является самым значимым для биосферы после появления фотосинтеза. Атмосфера из восстановительной превратилась в окислительную. Стал формироваться озоновый экран Земли, что по сути и определило кардинальный разворот к быстрому формированию благоприятных условий для возникновения жизни и на суше Земли.

Обилие аналогичных геохимических барьеров (рубежей) отмечается в палеозое и мезозое. Формирование последнего известного суперконтинента Пангеи в раннем мезозое (300 млн. лет назад) наряду со значительной трансгрессией океана захоронило под водой значительные запасы органического вещества. Дальнейшая их анаэробная, высокотемпературная и биохимическая трансформация способствовала образованию огромных запасов углеводородного сырья на планете.

Потепление климата во время существования Пангеи и наличие озона в атмосфере способствовало бурному развитию гигантских рептилий, пресмыкающихся и земноводных, т.е. выходом животных на сушу. Однако следующее деление суперматерика, расхождения его частей от рифтовых зон в океанах и похолодание климата, уничтожили эту цивилизацию на рубеже кайнозоя. Сохранившиеся млекопитающие и покрытосеменные растения в силу их большей приспособленности стали следующими доминантами в живой природе. Видовое разнообразие млекопитающих увеличивалось в 4-5 раз быстрее, чем у рептилий и пресмыкающихся.

Таким образом, моноконтинент с единственным (хоть и гигантским) ареалом распространения популяций ограничивал развитие видового разнообразия. И, наоборот, его распад на отдельные фрагменты снял это ограничение. Поэтому отмеченные тектоно-геохимические барьеры маркируют природные экологические катастрофы, резкие смены экологических условий и стимулируют ускоренное развитие в следующий тектонически более спокойный период наиболее приспособленных (сохранившихся) растений и организмов. Это нельзя объяснить влиянием только космических факторов (солнечно-земными связями), хотя уникальность Земли как космического тела бесспорна. Данные глобальные барьеры и сопровождающие их нарушения вещественных и энергетических балансов природной среды прямо зависят от глобальных тектонических процессов в течение всего геологического времени существования нашей планеты.

Вместе с тем, появление и развитие биосферы являлось результатом действия многофакторных процессов и носило системный характер. Так, все экологические ниши, существовавшие на Земле после ее возникновения, были заняты биосферой. При этом почти 4 млрд. лет развитие шло преимущественно в водной среде от простейших протоценозов в первичном бульоне до сложных водных экосистем в мировом океане палеозоя.

Кардинальное усложнение биосферы и последующий эволюционный взрыв имеют свое начало около 450 млн. лет назад, когда в силу ранее отмеченных причин произошел выход живых организмов на сушу. С этого момента развитие экосистем на материках планеты стало доминирующим. В результате, почти 100%-ное видовое представительство океанических организмов в биосфере Земли на фоне явно положительной тенденции их развития сократилось к настоящему времени до 15÷16%. В целом благоприятное влияние природных факторов на формирование современных экологических условий на Земле, их относительное постоянство в последние 60-70 млн. лет способствовало формированию привычной для нас биосферы.

Сложность строения суши и соответствующую «пестроту» и значительную динамику экологических факторов и условий местообитаний, можно увидеть при анализе распространения значительного числа типов почв и растительности на суше Земли.

Так, наиболее известное природное образование – ландшафт, подразумевает единый геологический фундамент и геологическую историю, а также единый климат. Если при анализе состояния ландшафта учитывается соотношение тепла и увлажнения территории, то в этом случае мы говорим о ландшафтной зоне (биоме)  степной, хвойно-лесной, тундре, пустыне и т.д.

Если на расположение ландшафтных зон решающее влияние оказывает тип атмосферной циркуляции, то в этом случае можно говорить уже о физико-географическом секторе, например, Северо-Американском, где от Атлантического побережья до Кордильер концентрическое расположение ландшафтных зон контролируется преобладающим здесь антициклоном соответствующих размеров.

Когда в качестве определяющих показателей мы видим уже единство неотектоники и геоструктуры, общие черты макрорельефа, наличие широтной зональности и др., то это природное образование будет определяться как физико-географическая страна, например, Русская равнина.

Если рассматривать более низкие структурные уровни биосферы, то их представителями последовательно будут биогеоценоз (элементарный ландшафт)  экосистемы более низких уровней (урочища  фации ...биотоп). При этом можно отметить такую закономерность, что в пределах верхних структурных уровней биосферы, начиная от элементарного ландшафта (биогеоценоза) и в более крупных пространственных образованиях (ландшафт  ландшафтная зона (биом)  физико-географическая страна  физико-географический сектор) роль биологических процессов в их функционировании значительно уменьшается. Преимущественное значение имеют геоматические  геоморфологические, геологические, гидроклиматические и др. процессы, формирующие условия местообитаний живых организмов. Живые организмы экосистем более заметное влияние имеет в мелких типах местообитаний, но и в этом случаях биотоп в целом остается ведущим, а живые организмы, будучи «приглашенными» в данную нишу и даже значительно изменив ее, имеют все-таки роль ведомого, т.к. более уязвимы как перед факторами среды, а также и техногенным воздействием.

Отмеченная сложность строения и многогранность свойств биосферы делает научно-системный подход единственно приемлемым для принятия обоснованных решений:

– по оценке влияния и прогнозу техногенных воздействий на динамику

экологических условий на всех структурных уровнях биосферы;

– по организации оптимального природопользования;

– по охране окружающей среды.

Это, кстати, превосходно продемонстрировал В.И.Вернадский. Будучи всесторонне подготовленным ученым-энциклопедистом и обладая лишь скудной по современным меркам информацией, он тем не менее почти на полвека опередил научную мысль планеты в выработке экосовместимой перспективы существования человечества, аргументировано обосновав неизбежность переход биосферы в состояние ноосферы.

Учение Вернадского

Научный и практический вклад В. И. Вернадского уже известного как основателя учения о биосфере состоит в том, что он впервые глубоко обосновал единство чел­века и биосферы. Сама живая материя, как носитель разума, отмечал В. И. Вернадский, составляет небольшую часть биосферы по массе. Однако именно появление человека на Земле предопределило неизбежность возникновения нового состояния биосферы  переход ее в ноосферу, оболочку разума, охва­ченную целенаправленной деятельностью самого человека. Впервые сформулирована историческая перспектива возможности выживания человечества в пределах биосферы, управляемой разумом на основе биоцентрических законов и с выводом за рамки применения превалирующей ныне антропоцентрической психологии безнаказанного природопокорительства.

В. И. Вернадский, оценивая роль человеческого разума и научной мысли, делает следующие выводы:

 ход научного творчества является той силой, которой человек меняет биосферу, в которой он живет;

 это проявление изменения биосферы есть неизбежное явление, сопут-ствующее росту научной мысли;

 это изменение биосферы происходит независимо от человеческой воли, стихийно, как природный естественный процесс;

 а так как среда жизни есть организованная оболочка планеты  биосфера, то вхождение в нее в ходе ее геологически длительного существования, нового фактора ее изменения  научной работы человечества  есть природный процесс перехода биосферы в новую фазу, в новое состояние  в ноосферу;

 в переживаемый нами исторический момент мы видим это более ясно, чем могли видеть раньше. Здесь вскрываются перед нами «законы природы». Новые науки  геохимия и биоге­охимия  дают возможность впервые выразить некоторые важные черты процесса математически.

Выводы о том, что биосфера неизбежно превратится в ноосферу, т.е. сферу, где разум человека будет играть доминирующую роль в развитии системы человек  природа, получили название закона ноосферы В. И. Вернадского.

15. Общие экологические закономерности организации биосферы. Законы экодинамики Ю.Голдсмита. Взаимодействие биосферы с космосом.

Общие экологические закономерности организации биосферы

Конечно же, для биосферы наиболее важны многофакторные процессы взаимодействия живого и неживого вещества природы, что отразил В.И.Вернадский в законе о биогенной миграции атомов, определив возможности сознательного управления биогеохимическими процессами на различных структурно-пространственных уровнях ее организации. Им же были сформулированы законы константности количества живого вещества в пределах геологических эпох (в условиях природно-климатического постоянства) и его физико-химического единства. Это в совокупности и объясняет глобальное динамическое равновесие в биосфере. Поскольку живая субстанция экосистем по сути своей лишь посредник между Солнцем и Землей, тогда либо ее объем не меняется, либо должны измениться вещественно-энергетические параметры ее существования.

Развитие идей В.И.Вернадского и собственные исследования Ю.Голдсмита позволили ему сформулировать четыре закона экодинамики. Первый является прямым следствием выше перечисленных и формулирует, что “информационная и соматическая структура биосферы постоянны”. Второй закон гласит, что биосфера и ее подсистемы в своем развитии не выходят за рамки вещественно энергетических возможностей природы и стремятся к состоянию экологического равновесия (зрелости)  “закон стремления к климаксу”. Логическим продолжением этого в рамках экодинамики является третий закон  “принцип экологического порядка”, объясняющий взаимообусловленность целого и частного в биосфере и ее подсистемах, свойства стабильности и отторжение природой инородных (в том числе и антропогенных) образований. В тех случаях, когда рассматривается реакция экосистем на внешние воздействия и адаптация к изменениям в окружающей среде, то определяющим их поведение будет четвертый закон  “самоконтроля и саморегуляции”. Совместное действие всех перечисленных законов формирует правило “автоматического поддержания глобальной среды обитания”. В согласии с ним живая часть экосистем поддерживает пригодные условия среды обитания, противодействуя в пределах устойчивости внешним разрушающим факторам.

Отдельно следует остановиться на взаимодействии биосферы с космосом, а точнее с Солнцем, имеющим превалирующее значение. Биосфера весьма существенно трансформирует солнечно-земные связи. Так, на треть поглощается поток суммарной солнечной радиации, а озоновым слоем – жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца и т.д. Наряду с этим, многие процессы в биосфере оказываются под влиянием ритмической составляющей состояния Солнца. В колебаниях абиотических параметров и состояния неживой природы (температура воды и воздуха, повторяемости тропических ураганов, явления “Эль-ниньо” и др.), а также количественных показателей популяций отдельных видов (птиц, рыб, планктона, саранчи и др.) отмечается высокая корреляция с периодическими изменениями солнечной активности. Учет таких зависимостей весьма важен, например, при оценке негативного эффекта техногенных воздействий на природу.

В случае с легендарной “переброской” части стока северных рек в бассейн р. Волги и Каспия, где ощущался дефицит воды, при проведении проектно-изыскательских работ вдруг выяснилось, что виной этому является не хозяйственная деятельность, а очередной климатический минимум, вызванный колебанием солнечной активности. Его окончание довольно скоро вызвало естественный подъем уровня воды в Каспийском море. Хорошо, что природа в этом случае “поторопилась” …

16. Современная эволюция Биосферы. Ноосфера. Коэволюция человека и биосферы.

3.4. Современная эволюция Биосферы.

Ноосфера. Коэволюция человека и Биосферы.

переход в эпоху ноосферы является одним из актов “приспособления” человечества с опорой на силу разума, а не инстинктов и рефлексов, как у других организмов.

Под ноосферой понимают сферу взаимодействия природы и общества, в которой разумная деятельность людей становится главным, определяющим фактором развития. Название «ноосфера» происходит от греческого «ноос» — разум и, таким образом, обозначает сферу разума. Понятие ноосферы ввели в 1927 году французские ученые: математик Э. Леруа и геолог-палеонтолог

П. Тейер де Шарден. Они, качественно оценив потенциал воздействия человека на природу, увидели ней современную геологическую стадию (силу) развития биосферы (Э. Леруа), а также «мыслящий пласт», который разворачивается над миром растений и животных – вне биосферы и над ней» и способный вызвать значительные изменения в ее состоянии (П. Тейер де Шарден).

Научный и практический вклад В. И. Вернадского уже известного как основателя учения о биосфере состоит в том, что он впервые глубоко обосновал единство чел­века и биосферы. Сама живая материя, как носитель разума, отмечал В. И. Вернадский, составляет небольшую часть биосферы по массе. Однако именно появление человека на Земле предопределило неизбежность возникновения нового состояния биосферы  переход ее в ноосферу, оболочку разума, охва­ченную целенаправленной деятельностью самого человека. Впервые сформулирована историческая перспектива возможности выживания человечества в пределах биосферы, управляемой разумом на основе биоцентрических законов и с выводом за рамки применения превалирующей ныне антропоцентрической психологии безнаказанного природопокорительства.

В. И. Вернадский, оценивая роль человеческого разума и научной мысли, делает следующие выводы:

 ход научного творчества является той силой, которой человек меняет биосферу, в которой он живет;

 это проявление изменения биосферы есть неизбежное явление, сопут-ствующее росту научной мысли;

 это изменение биосферы происходит независимо от человеческой воли, стихийно, как природный естественный процесс;

 а так как среда жизни есть организованная оболочка планеты  биосфера, то вхождение в нее в ходе ее геологически длительного существования, нового фактора ее изменения  научной работы человечества  есть природный процесс перехода биосферы в новую фазу, в новое состояние  в ноосферу;

 в переживаемый нами исторический момент мы видим это более ясно, чем могли видеть раньше. Здесь вскрываются перед нами «законы природы». Новые науки  геохимия и биоге­охимия  дают возможность впервые выразить некоторые важные черты процесса математически.

Выводы о том, что биосфера неизбежно превратится в ноосферу, т.е. сферу, где разум человека будет играть доминирующую роль в развитии системы человек  природа, получили название закона ноосферы В. И. Вернадского.

В дальнейшем эволюции биосферы и переходу ее в ноосферу были посвящены научные работы многих зарубежных и отечественных исследователей. Так,

М. М. Камшилов (1974), рассматривая эволюцию биосферы, отмечал (рис. ):

1  в большом абиотическом круговороте веществ (А) возникла

биосфера (Б);

2  по мере развития жизни она расширяется;

3  в ней появляется человеческое общество (Ч);

4  человеческое общество начинает поглощать вещество и энергию не

только через биосферу, но и непосредственно из абиотической среды (Т);

5  биосфера, превратившаяся в ноосферу (Н), развивается под контролем разумной деятельности человека (ноогенез); управление взаимными отношениями человеческого общества и природы осуществляется с помощью ноогенетики; жизнь, развиваясь по пути ноогенеза, все полнее осваивает вещество, энергию и потенциал информации неживой природы, распространяясь за пределы Земли (пунктирные линии).

Обобщая значительный фактический материал по биосфере, по особенностям взаимодействия человеческого общества и природы, А.С. Степановских [ ], характеризует формирующуюся ноосферу следующими основными признаками:

 возрастающим количеством механически извлекаемого материала литосферы  ростом разработки месторождений полезных ископаемых. В 90-х годах XX столетия оно превышало 100 млрд. т в год, что в 4 раза больше массы материала, выносимого речным стоком в океан в процессе денудации суши;

 массовым потреблением продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох, главным образом в энергетических целях. Химическое равновесие в биосфере в связи с этим смещается в сторону, противоположную глобальному процессу фотосинтеза, что неизбежно приводит к росту содержания углекислого газа в биосфере и уменьшению содержания свободного кислорода;

 процессы в ноосфере приводят к рассеиванию энергии Земли, а не к ее накоплению, что являлось характерным для биосферы до появления человека. Возникает важная энергетическая проблема;

 в ноосфере создаются в массовом количестве вещества, которые ранее в биосфере отсутствовали. Происходит металлизация биосферы;

 характерно для ноосферы появление новых трансурановых химических элементов в связи с развитием ядерной технологии и ядерной энергетики. Овладение ядерной энергией происходит за счет деления тяжелых ядер. Предвидится в недалеком будущем получение термоядерной энергии за счет синтеза легких ядер, что позволит полностью отказаться от горючих полезных ископаемых в качестве источника энергии;

 ноосфера выходит за пределы биосферы в связи с огромным прогрессом научно-технической революции. Возникла космонавтика, которая обеспечивает выход человека за пределы планета Земля. Происходит освоение околоземного и космического пространства с непредвиденными возможностями. Создается принципиальная возможность создания искусственных биосфер на других планетах;

 с образованием ноосферы планета Земля переходит в новое качественное состояние. Если биосфера  это сфера Земли, то ноосфера  это сфера Солнечной системы и в будущем станет ее областью для реализации познавательных и производственных интересов человеческого общества.

Однако ряд отечественных и зарубежных ученых (В. Л. Барсуков и А. Л. Яншин, 1988; В. А. Кутырев, 1990 и др.) считая закон ноосферы В. И. Вернадского справедливым по своей сути, относят его больше к религиозной или социальной утопии. По их мнению, он точен в том смысле, что если человечество не начнет разумно регулировать свою численность и давление на природу, в соответствии с ее законами, то в измененном виде биосфера сохраниться, а цивилизация, и вид «человек разумный» не исключено, что погибнут.

Существенным уточнением этого является мнение Н.Н. Моисеева (1997) о том, что развитие цивилизации возможно только через коэволюцию с биосферой Земли. Вопрос лишь в том, что воспользуется ли человечество такой перспективой и сможет научиться (по Н. Ф. Реймерсу 1994), управлять не столько природой, а прежде всего собой и мерой воздействия на окружающую среду. Временная неопределенность реализации данного прогноза, конечно, существует. Одно несомненно, что это необходимо осуществлять. Неизбежность этого также является смыслом закона ноосферы В. И. Вернадского, ибо другую историческую возможность в столь короткое докризисное время вряд ли удастся найти