Учение В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере

Министерство образования  и науки Российской Федерации

« Брянская государственная инженерно-технологическая академия »

 

 

 

 

 

 

Кафедра: «Физики»

Дисциплина: «Концепция современного естествознания»

Реферат на тему« Учение В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере »

 

 

 

 

 

 

Выполнила студентка группы ФК-101:Антохина.А.В.

Проверила: Старший преподаватель кафедры физика Бобкова.Э.В.

 

 

 

 

 

Брянск 2011

Содержание

Стр.

 

1. Введение …………………………………………………………………

 

2. Основная часть ………………………………………………………….

 

3.Выводы ………………………………………………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Введение.

В.И.Вернадский получил блестящее  образование, явившееся фундаментом  успешной научной деятельности. Он закончил физико-математический факультет  Петербургского университета, где преподавали  выдающиеся ученые В.В.Докучаев (основатель почвоведения), Д.И.Менделеев (создатель  периодической системы химических элементов), А.И.Воейков (создатель современных  представлений климатологии), А.Н.Бекетов (основатель научной школы географии  растений), Н.П.Вагнер (крупный специалист по фауне беспозвоночных).

Творческие интересы В.И.Вернадского  были очень широки. Он был не только геологом, но и занимался биологией, изучением почв, природных вод, метеоритов, проблем радиоактивности. Из 416 опубликованных трудов 100 посвящено минералогии, 70-биогеохимии, 50-геохимии, 43-истории наук, 37-организационным  вопросам, 29-кристаллографии, 21–радиогеологии, 14–почвоведению, остальные - разным проблемам  науки. Общей характерной чертой исследований ученого является фундаментальность. Поэтому его труды и идеи не потеряли актуальности и практического  значения и в наши дни.

Более 20 лет, с 1890 по 1911 год  Вернадский преподавал в Московском университете, где складывались его  научные интересы.

До него минералогия считалась  скучной описательной наукой. Вернадский создал новую минералогию с генетическими  основами, внес в нее дух динамизма. Своим вдохновителем в этом отношении  он считал французского ученого 18 века Бюффона. Получив кафедру Московского  университета, Вернадский разделил кристаллографию  и минералогию, считая, что первая опирается на физику и математику, а вторая – является химией земной коры и связана с геологией. За время работы В.И.Вернадского в  Московском университете неузнаваемо  преобразились и кафедра минералогии, и кабинет. Были составлены каталоги, а коллекция минералов кабинета увеличилась почти вдвое и стала одной из лучших в России. Кабинет постепенно вырос в научный институт, снабженный современным оборудованием. Особое место в творчестве Вернадского занимала проблема алюмосиликатов, в исследовании которых он достиг огромных успехов.

Из генетической минералогии  зародилась новая наука – геохимия, основателем которой общепризнан В.И.Вернадский. Сам термин “геохимия” был предложен швейцарским химиком Ф.Шенбейном еще в 1838 г., но Вернадский придал этому термину новый смысл. Годы зарождения геохимии – 1908–1911 гг. Первый курс новой науки прочитал в 1912 г. талантливый ученик В.И.Вернадского, А.Е.Ферсман. В дальнейшем Вернадский неоднократно выступал с докладами и лекциями по геохимии, написал книгу.

Радиогеология – одна из самых молодых геологических  наук, которая 

появилась в начале 20 века и получила развитие во многих странах  мира. В.И.Вернадского считают создателем радиогеологии как самостоятельного научного направления. Проблемами радиоактивности  Вернадский занимался с 1908 г и  на протяжении всей жизни. Владимир Иванович делал доклады, организовывал экспедиции на поиски радиоактивных минералов  на Кавказ и в Среднюю Азию. Открытие радиоактивных руд в Фергане, поиски на Урале и в Забайкалье позволили создать собственную  сырьевую базу. В декабре 1921 г. учеником Вернадского В.Г.Хлопиным был получен  первый русский радий из ферганской руды. По инициативе В.И.Вернадскогов январе 1922 г. в Петербурге был создан Радиевый институт. Уже в 1935 г ученый писал: “Сейчас можно и нужно говорить о новой созидающей науке –  радиогеологии, науке о радиоактивных  свойствах нашей планеты, о происходящих в ней, ей свойственных, особых радиоактивных явлениях. Эта новая отрасль знания находится в быстром становлении и должна быть сейчас освоена и продумана и теоретически и практически…”. В 1940 году в связи с обращением академиков В.И.Вернадского, А.Е.Ферсмана, В.Г.Хлопина в Президиум АН СССР была создана Комиссия по урану.

Первая мировая война  выявила необходимость создания современной .

минерально-сырьевой базы и  в 1915 г. по инициативе Вернадского была создана Комиссия по изучению естественных производительных сил России (КЕПС), проработавшая до 1930-го года. Комиссия объединила крупнейших ученых: геологов, химиков, экономистов. Впервые были открыты бокситы (Тихвинское месторождение), дана оценка железных руд Урала, исследованы  фосфориты Центральной России и  т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Основная часть.

Биосфера.

Биосфе́ра (от др.-греч. βιος — жизнь И σφαῖρα — сфера, шар) — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; «пленка жизни»; глобальная экосистема Земли.

Биосфера — оболочка Земли, заселённая живыми организмами и  преобразованная ими. Биосфера сформировалась 500 млн лет назад, когда на нашей  планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю  гидросферу, верхнюю часть литосферы  и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов  растений, животных, грибов и бактерий. Человек тоже является частью биосферы, его деятельность превосходит многие природные процессы и, как сказал В. И. Вернадский: «Человек становится могучей геологической силой».

 Термин «биосфера» был введён в биологии Жаном-Батистом Ламарком в начале XIX в., а в геологии предложен австрийским геологом Эдуардом Зюссом в 1875 год.

Местоположение биосферы Биосфера располагается на пересечении  верхней части литосферы, нижней части атмосферы и занимает почти  всю гидросферу.

Границы биосферы : Верхняя  граница в атмосфере: 15-20 км. Она  определяется озоновым слоем, задерживающим  коротковолновое излучение, губительное  для живых организмов.

Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими  метрами.

Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. определяется дном Мирового Океана, включая  донные отложения.

Состав биосферы Биосферу слагают следующие типы веществ:

Живое вещество — вся  совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико - химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Масса живого вещества сравнительно мала и оценивается величиной 2,4…3,6×1012 т (в сухом весе) и составляет менее одной миллионной всей биосферы (ок. 3×1018 т), которая в свою очередь представляет собой менее одной тысячной массы Земли. Но это одна «из самых могущественных геохимических сил нашей планеты», поскольку живое вещество не просто населяет биосферу, а преобразует облик Земли. Живое вещество распределено в пределах биосферы очень неравномерно.

Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу  минеральных веществ. Эту геологическую  роль живого вещества можно представить  себе по месторождениям угля, нефти, карбонатных  пород и т. д.

Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых  организмов.

Биокосное вещество, которое  создается одновременно живыми организмами  и косными процессами, представляя  динамически равновесные системы  тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д. Организмы в  них играют ведущую роль.

Вещество, находящееся в  радиоактивном распаде.

Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного  вещества под влиянием космических  излучений.

Вещество космического происхождения.

Зарождение жизни Жизнь  на Земле зародилась ещё в архее  — примерно 3,5 млрд лет назад. Такой  возраст имеют найденные палеонтологами древнейшие органические остатки. Возраст  Земли как самостоятельной планеты  Солнечной системы оценивается  в 4,5 млрд лет. Таким образом, можно  считать, что жизнь зародилась ещё  в юношескую стадию жизни планеты. В архее появляются первые эукариоты  — одноклеточные водоросли и  простейшие организмы. Начался процесс  почвообразования на суше. В конце  архея появился половой процесс  и многоклеточность у животных организмов.

Будущее биосферы:  Жизнь на Земле зародилась ещё в архее — примерно 3,5 млрд лет назад. Такой возраст имеют найденные палеонтологами древнейшие органические остатки. Возраст Земли как самостоятельной планеты Солнечной системы оценивается в 4,5 млрд лет. Таким образом, можно считать, что жизнь зародилась ещё в юношескую стадию жизни планеты. В архее появляются первые эукариоты — одноклеточные водоросли и простейшие организмы. Начался процесс почвообразования на суше. В конце архея появился половой процесс и многоклеточность у животных организмов.

С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой. Существует несколько трагичных  для человечества преждевременных  изменений состояния биосферы, некоторые  из них связаны с деятельностью человечества.

Некоторые философы, например, Дэвид Пирс выступают за модификацию  биосферы с целью избавления от страданий  всех живых существ и создание в буквальном смысле рая на земле

Среди ученых 20 века, исследовавших  биосферу широко известен  В.И.Вернадский.

В.И.Вернадский о  биосфере и “живом веществе”.

 Центральным в этой  концепции является понятие о  живом веществе, которое В.И.Вернадский  определяет как совокупность  живых организмов. Кроме растений  и животных, В.И.Вернадский включает  сюда и человечество, влияние  которого на геохимические процессы  отличается от воздействия остальных  живых существ, во-первых, своей  интенсивностью, увеличивающейся с  ходом геологического времени;  во-вторых, тем воздействием, какое  деятельность людей оказывает  на остальное живое вещество.

 Это воздействие сказывается  прежде всего в создании многочисленных  новых видов культурных растений  и домашних животных. Такие виды  не существовали раньше и без  помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие  породы. Поэтому Вернадский рассматривает  геохимическую работу живого  вещества в неразрывной связи  животного, растительного царства  и культурного человечества как  работу единого целого.

По мнению В.И.Вернадского, в прошлом не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют  живые тела и продукты их жизнедеятельности

 * открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел;

* явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В.И.Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т. д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т. п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.

 Поскольку живое вещество  является определяющим компонентом  биосферы, постольку можно утверждать, что оно может существовать  и развиваться только в рамках  целостной системы биосферы. Не случайно поэтому В.И.Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

 Решающее отличие живого  вещества от косного заключается  в следующем:

* изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;

* в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется прежде всего "в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно";

* только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч.Дарвина (1859 г.);

* живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.

 В.И.Вернадский высказывает  предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс  эволюции, проявляющийся в изменении  с ходом геологического времени,  вне зависимости от изменения  среды. 

 Для подтверждения  своей мысли он ссылается на  непрерывный рост центральной  нервной системы животных и  ее значение в биосфере, а также  на особую организованность самой  биосферы. По его мнению, в упрощенной  модели эту организованность  можно выразить так, что ни  одна из точек биосферы "не  попадает в то же место, в  ту же точку биосферы, в какой  когда-нибудь была раньше” . В  современных терминах это явление можно описать как необратимость изменений, которые присущи любому процессу эволюции и развития.

 Непрерывный процесс  эволюции, сопровождающийся появлением  новых видов организмов, оказывает  воздействие на всю биосферу  в целом, в том числе и  на природные биокосные тела, например, почвы, наземные и подземные  воды и т. д. Это подтверждается  тем, что почвы и реки девона  совсем другие, чем третичной  и тем более нашей эпохи.  Таким образом, эволюция видов  постепенно распространяется и  переходит на всю биосферу.