Роль космоса в развитии биосферы

 Челябинский государственный педагогический университет

 

 

 

                                                 Реферат

                           По дисциплине: « Учение о биосфере »

                     На тему: « Роль космоса в развитии биосферы »

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студентка Естественно-технологического факультета

Группы ЭП 160-40

Шабалина В.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                      ЧЕЛЯБИНСК 2013г.

                                           СОДЕРЖАНИЕ:

1.Биосфера. Основные функции и свойства живого вещества.

1.1.Граници биосферы.

2.Космологический смысл учения о биосфере.

3.Космический цикл, как важнейший фактор существования биосферы.

4. Ритмы космоса и здоровье человека.

4.1.Цикличность природных и организменных процессов.

4.2.Космос и биологические ритмы.

5.Воздействие Солнца на Землю.

5.1.Солнечная радиация.

6.Гравитация.

7.Воздействие малых космических тел.

8.Краткосрочные последствия столкновений.

Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              1.Биосфера. Основные функции и  свойства живого вещества.

Впервые понятие биосфера, как "область жизни", было введено  в науку Ж.Б. Ламарном в начале 19 века, а в геологию Э. Зюссом в 1875 г. Он понимал под этим термином совокупность всех организмов. Это определение близко к современному понятию биота.                        

Вернадский пошел значительно  дальше. Его "биосфера не есть только так называемая область жизни". Это единство живого и косного вещества планеты. Но не только. Это еще и связь с космосом, с космическими излучениями, принимаемыми нашей планетой, строящими ее биосферу.Биосфера составляет верхнюю оболочку или геосферу, одной из больших концентрических областей нашей планеты Земли.Если с понятием "биосферы" по Зюссу связывалось только наличие в трех сферах земной оболочки (твердой, жидкой, газообразной) живых организмов, то по В.И. Вернадскому, им отводится роль главнейшей геохимической силы.

В таком случае под понятием биосферы понимается все пространство, где существует или когда-либо существовала жизнь, то есть, где встречаются живые организмы или продукты ихжизнедеятельностью.Биосфера охватывает часть атмосферы, верхнюю часть литосферы и гидросферу. Верхняя граница биосферы проходит на высоте примерно 20 км над поверхностью Земли, а нижняя на 6-7-километровой глубине. Биосфера принципиально отличается от прочих земных оболочек поскольку является "комплексной". Она не только "покров" из живого вещества, но и среда обитания миллионов видов живых существ, в том числе и человека.

 

                                  1.1Граници биосферы.

Биосфера в атмосфере  простирается примерно до озонового  экрана (у полюсов - 8-10 км, у экватора - 17-18 км, над остальными территориями ( 20-25 км).Гидросфера практически вся, в том числе и самая глубокая впадина (Марианская) Мирового океана (11022 м) занята жизнью. К необиосфере следует относить также и донные отложения, где возможно существование живых организмов.В литосферу жизнь проникает на несколько километров, но в основном ограничивается почвенным слоем, но по отдельным трещинам и пещерам она распространяется на сотни метров.Границы палеобиосферы в атмосфере примерно совпадают с необиосферой, под водами к палеобиосфере следует относить и осадочные породы, которые практически

полностью претерпели переработку  живыми организмами. Это толща от сотен метров до десятков километров. Это применимо и к литосфере, пережившей водную стадию функционирования.

Таким образом, границы биосферы определяются наличием живых организмов или "следами" их жизнедеятельности.Живое вещество образовало ничтожно тонкий слой в общей массе геосфер Земли. Его масса составляет 2420 млрд. тонн, что более чем в 2 тысячи раз меньше массы самой легкой оболочки Земли - атмосферы. Но эта ничтожная масса живого вещества встречается практически повсюду - в настоящее время живые существа отсутствуют лишь в областях обширного оледенения и в кратерах действующих вулканов.Живое вещество может сохраняться даже в условиях открытого космоса. Так, третья экспедиция американских астронавтов забыла на Луне телекамеру. Когда через полгода ее возвратили на Землю, на внутренней стороне крышки были обнаружены земные бактерии, которые без каких-либо вредных последствий пережили длительное нахождение за пределами родной планеты.

Биосфера - открытая система. Ее существование немыслимо без  поступления энергии извне. Она  испытывает воздействие космических сил,прежде всего солнечной активности.. Неживые абиогенные вещества, как известно, поступают в биосферу из космоса, ним же выносятся порциями из оболочки земного шара.

 

                            2.Космологический смысл учения  о биосфере.

Космология - учение о Вселенной  как едином целом и обо всей охваченной астрономическими наблюдениями области Вселенной как части целого, раздел астрономии.Идеи Вернадского о биосфере и ноосфере пронизаны духом космизма и относятся к русской космической мысли.Однако к середине XIX века начало проявлять себя особое направление в философской культуре России, которое получило название «русский космизм».

Концепция ноосферы Вернадского– естественнонаучная концепция «встроенности» земной биосферы в эволюционные космические процессы.По Вернадскому, живой организм биосферы не сводится к известным физико-химическим системам, биосфера содержит два типа веществ – «живое» и «косное», а живое вещество постоянно нарушает равновесие поверхности нашей планеты. С его точки зрения, отдельные организмы, а также биоценозы – системные совокупности живого – находятся в состоянии ГОМЕОСТАЗА, т. е. динамического равновесия с окружающей средой, которое поддерживается за счет обмена с нею веществом, энергией, информацией. В его концепции появление и эволюция человека рассматриваются как «органический этап развития биосферы, которая в свою очередь является порождением космической среды мира».В нашем столетии биосфера получает совершенно новое понимание. Она выявляется как планетное явление космического характера».

 Наибольшую связь биосфера  с Космосом имеет через излучение.  «Излучениями нематериальной среды охвачена не только биосфера, но все доступное, все мыслимое пространство. Кругом нас, в нас самих, всюду и везде, без перерыва, вечно сменяясь, совпадая и сталкиваясь, идут излучения разной длины волны – от волн, длина которых исчисляется десятимиллионными долями миллиметра, до длинных, измеряемых километрами.Всё пространство ими заполнено. Нам трудно, может быть невозможно, образно представить эту среду, космическую среду мира, в которой мы живем и в которой – в одном и том же месте и в одно и то же время – мы различаем и измеряем по мере улучшения наших приемов исследования всё новые и новые излучения. Их вечная смена и непрерывное заполнение ими пространства резко отличают лишенную материи космическую среду от идеального пространства геометрии»

Другой формой связи биосферы планеты с Космосом является передача материи в форме метеоритов, звездной пыли, а также единой космогонией планеты и Солнечной системы, а вместе с  ней и Космоса. Это находит отражение в сходном составе наружных оболочек Земли, Солнца, звезд и резким отличием химического состава метеоритов и внутренних масс Земли.

Благодаря космическим излучениям биосфера получает во всем своем строении новые, необычные и неизвестные для земного вещества свойства, и отражающий ее в космической среде лик Земли выявляет в этой среде новую, измененную космическими силами картину земной поверхности.

Вещество биосферы благодаря  им проникнутой энергией; оно становится активным, собирает и распределяет в биосфере полученную в форме излучений энергию, превращает её в конце концов в энергию земной среды свободную, способную производить работу.По существу, биосфера может быть рассматриваема как область земной коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию – электрическую, химическую, механическую, тепловую и т.д.»

По Вернадскому наша планета  и космос представляются ныне как  единая система, в которой жизнь, живое вещество связывают в единое целое процессы, протекающие на Земле, с процессами космического происхождения.

 

         3.Космический цикл , как важнейший фактор существования        биосферы.

По словам ученых закат и расцвет жизни на Земле может быть связан с циклами движения Солнечной системы в Галактике. Наша Солнечная система движется вдоль диска Галактики Млечный путь и в зависимости от местоположения системы различаются и условиях, которые, в конечном итоге, имеют влияние и на нашу планету.

Не давно специалисты из Университета Калифорнии в Беркли (штат Калифорния, США) обнаружили морские окаменелости, на которых присутствуют останки представителей биологического разнообразия. В результате анализа, специалисты пришли к выводу,что живые существа на нашей планете удивительным образом подчинялись циклу, длина которого составляет ровно 62 млн лет.Кроме того, ученым удалось обнаружить следы как минимум двух массовых вымираний на планете - примерно 250 и 450 млн лет назад, эти процессы приходятся как раз на пики данного цикла.На сегодня специалисты Университета Канзаса пришли к выводу, что данные события имеют под собой внеземные факторы. Их идея строится на том факте, что все звезды как в нашей Галактике, так и во Вселенной вообще не находятся на постоянных точках, а движутся вокруг какого-либо центра, например, центра галактики. В процессе их движения они могут проходить через какие-либо зоны с неблагоприятными условиями, высокой радиацией.Наша солнечная система также не является в данном случае исключением - она также вращается вокруг центра галактики, причем период ее обращения составляет 64 млн лет, то есть почти столько же, сколько занимают циклы биоразнообразия на Земле.

Ученые говорят, что наша галактика Млечный путь имеет  гравитационную зависимость от кластера галактик, расположенного на расстоянии 50 млн световых лет. По мнению Адриана Мелотта и Михаила Медведева, астрономов Университета Канзаса, в процессе движения эти объекты неизбежно сближаются, что приводит к сильным гравитационным нарушениям, в результате чего могут даже изменяться орбиты планет.По предположению ученых, в результате периодических сближений и происходят гравитационные отклонения, действующие и на Землю. В результате этих изменений повышается радиационный фон, а в результате того, что планета может несколько изменить свою орбиту на Земле может очень значительно измениться и климат, что собственно и могло приводить к массовым вымираниям животных в истории нашей планеты.

Кроме того, еще одна гипотеза заключается в том, что во время  притяжения Солнечная система ускоряется и это приводит к появлению мощной ударной волны, аналогичной той, что получается при преодолении скорости звука. Недавно это явление было обнаружено в галактическом кластере расположенном на расстоянии 300 млн световых лет от нашей планеты. Там, согласно расчетам астрономов ударная волна распространялась со скорость около 1000 км/сек.

 

 

                             4.Ритмы космоса и здоровье  человека.

Биологические ритмы —  это один из механизмов, которые  позволяют организму приспосабливаться к меняющимся условиям жизни. Подобная адаптация происходит в течение всей нашей жизни, ибо постоянно происходит и изменение внешней среды. Сменяют друг друга времена года, циклон приходит на смену антициклону, нарастает и уменьшается солнечная активность, бушуют магнитные бури, люди переезжают из степной зоны в Заполярье – и все это требует от организма способности к адекватному приспособлению.Только при "исправности" этого "механизма" возможна полноценная жизнь. Вот почему, в частности, сведения о биологических ритмах необходимы и для разумного, целесообразного построения режима труда и отдыха, и для сохранения здоровья, и для поддержания высокой жизненной активности.

В прошлом веке была открыта  цикличность возникновения пятен  на Солнце (а также вспышек, протуберанцев и других явлений). Это позволило начать активное изучение и земных явлений, сопровождающих эти процессы на Солнце. Было установлено, что увеличение солнечной активности сопровождается усилением не только световой радиации, но — и излучений в рентгеновской и радиообластях спектра, а также потоков протонов и электронов. А Земля на эти воздействия отвечает полярными сияниями, магнитными бурями, усилением ионизации атмосферы и другими явлениями. Да и земная жизнь не остается ко всему этому безучастной. Так, А.Л. Чижевский установил связь между периодичностью эпидемий и периодичностью явлений на Солнце. Были, конечно, и сомневающиеся в его выводах — новое нелегко прокладывает путь. Но начиная с 1960 года над темой "Солнце — биосфера" начали активно работать крупные научные коллективы. Так родилась новая область знания — гелиобиология.

 

               4.1 Цикличность природных и организменных  процессов.

Все материальные объекты  во Вселенной совершают циклические  движения. Так, Луна обращается вокруг Земли приблизительно за 30 суток, а Земля вокруг Солнца — за 365 суток. Период обращения Солнца вокруг центра Галактики составляет около 200 миллионов лет.С переменой местонахождения каждого космического объекта изменяются и условия обитания на нем: плотность межзвездной материи, интенсивность космических излучений, гравитационные силы, силы электрического и магнитного взаимодействия.

Ритмы присущи также всем объектам микромира. Они пронизывают  и все живое на Земле: на клеточном, тканевом, органном, функциональном уровнях.Мудрый опыт наших предков указывает на необходимость учета влияния капризного характера Луны на рост и развитие выращиваемых человеком растений. Влияя на гравитационное и магнитное поле Земли, Луна в своем движении по зодиакальным знакам изменяет соотношение между свободной и связанной формой воды в растениях. Основываясь на этом, можно предсказывать благоприятные и неблагоприятные дни посадки и ухода за различными культурами растений.

 

                             4.2. Космос и биологические ритмы.

Взаимосвязь "живых организмов и живого вещества" (В.И. Вернадский) с космогелиогеофизическими факторами известна эмпирически давно, но получила научное обоснование лишь в XX веке. Известны классические работы А.Л.Чижевского об одиннадцатилетней цикличности эпидемических процессов на Земле, что связывается с 11-летними циклами солнечной активности (Чижевский А.Л. 1976; Ягодинский В.Н. 1975). Гелиобиосферные связи в последние десятилетия стали предметом междисциплинарных исследований (Казначеев В.П. 1977; Агаджанян Н.А. 1977; Фролов В.А. 1987; Комаров Ф.И. 1989). Получены важные результаты, подтверждающие экологическое значение гелиогеофизических факторов.

Была выдвинута концепция принудительной синхронизации биоритмов организмов колебаниями внешней среды. Сейчас ясно, что гелиогеофизические факторы являются существенными при синхронизации ритмики биологических систем в мезо- и макродиапазонах. Для понимания указанных взаимодействий существенное значение имеет теория об информационной роли естественных электромагнитных полей.

 

                                5. Воздействие Солнца на Землю.

Не менее важным фактором развития Земли является солнечная  активность. Солнечная активность это  совокупность явлений на Солнце, связанных с образованием солнечных пятен, факелов, флокуллов, волокон, протуберанцев, возникновением вспышек, сопровождающемся увеличением ультрафиолетового,рентгеновского и корпускулярного излучений.