Відомо, що планета Земля біосферою, в якій існує і активно йде життя. Тобто біосфера - це і є той простір, в якому зосереджена життя і на яке поширюються закони екології. Термін "біосфера" (біос-життя, спераз-куля) введено в біологію французьким натуралістом Ж.-Б.Ламарком в 1803 році, а потім в геологію для позначення області земної поверхні, населеної життям, австрійським геологом Едуардом Зюс в 1875 р Основи ж вчення про біосферу були закладені видатним вченим В.И.Вернадским. У своїй книзі «Біосфера», яка вийшла в 1926 році, він розглядав біосферу як єдине термодинамічне простір, в якій зосереджена життя і здійснюється постійна взаємодія всього живого з неорганічними умовами середовища. Але поняття "термодинамічна простір" для вас ще важко сприймається. Тому визначимо поняття біосфери простіше:
Біосфера - це простір, в якому зосереджена життя і здійснюється постійна взаємодія живого з неорганічної середовищем, тобто це в общем-то екологічний простір. Звідси на основі цього вчення було сформовано системний підхід до розгляду екологічних проблем.
У біосфері Землі В.І.Вернадський виділив сім різних і в той же час взаємопов'язаних видів речовин:
1) жива речовина - сукупність всіх живих організмів;
2) біогенна речовина - вугілля, нафта та ін .;
3) відсталу речовину - мінерали, глини та ін .;
4) биокосное речовина - грунту, природні води, мули;
5) радіоактивні речовини - радій, уран, торій та ін .;
6) розсіяні атоми (хімічні елементи);
7) речовини космічного походження - метеорити, пил, протони, нейтрони, електрони.
Всю сукупність живих організмів на планеті він назвав живою речовиною, розглядаючи в якості його основних характеристик сумарну масу, хімічний склад і енергію.
Биогенное речовина створюється і переробляється живою речовиною. Це джерело надзвичайно потужної потенційної енергії (горючі корисні копалини). Після утворення біогенного речовини живі організми в ньому малодіяльних.
Відсталу речовину за Вернадським - це сукупність тих речовин в біосфері, в утворенні яких живі організми не беруть участь.
Поява життя за Вернадським - закономірний процес самоорганізації матерії, який призвів до появи стабільних форм її існування, здатних не тільки підтримувати себе, а й відтворювати самих себе.
Організми при цьому є особливими автономні вторинні системи динамічних рівноваг в первинному термодинамическом поле Землі. А жива речовина може розглядатися як одна з незалежних змінних енергетичного поля планети.
Зазвичай біосферу поділяють на три геосфери: газову оболонку, тобто атмосферу, водне - гідросферу і тверду - літосферу.
Біосфера включає нижню частину атмосфери, гідросферу і верхню частину літосфери. Літосфера - це частина земної кори. Вертикальна потужність поля існування життя обмежується в атмосфері протяжністю в 6 км. У цьому полі спостерігаються позитивні температури і можуть існувати хлорофілсодержащіе рослини. Нижня межа існування життя в літосфері обмежується дном океану (приблизно до глибини 11 км) і температурою 100 ° С - ця температура виявляється вже на глибині 6 км. Фактично життя в літосфері поширюється до глибини 3-4 км. Область життя в атмосфері зникає повністю за озоновим шаром на висотах 10-50 км.
Але ми не будемо вдаватися в подробиці існування екзотичних форм життя. Це доля біологів. Наше завдання нагодувати, напоїти, одягти, взути і облагородити людини без значної шкоди навколишньому среде.Для існування людини, для здійснення його потреб існує так звана біогеосфери або плівка життя. Це висоти до 3 км, вглиб землі до 10 м і вглиб моря до 100 м. Але це граничні висоти і глибини, в общем-то, екзотика. Вас, в першу чергу, повинно цікавити те, що знаходиться на поверхні Землі в місті, селищі, селі або біля їх. Тут повинні бути точки прикладання вашої праці, спрямованого, як я вже говорив, на те, щоб нагодувати, напоїти, одягти, взути і облагородити людини. Тобто створити йому комфортні умови, які не дає природа в природному вигляді.
Положення людини в біосфері двояко. Як біологічні об'єкти, люди залежать від фізичних факторів середовища і пов'язані з харчуванням, диханням, обміном речовин. Людський організм має свої пристосувальні можливості, які виробилися в ході біологічної еволюції. Зміна фізичної середовища проживання відбивається на здоров'ї і працездатності людей. У відхиляються від оптимальних умовах середовища людина витрачає багато сил і коштів на створення і підтримання комфортних умов. Однак, головною особливістю є взаємодія людини з навколишнім середовищем через створювану їм культуру. Цим людина відрізняється від всіх інших видів живих організмів.
Але, створюючи все більш сучасну техніку, технологію і матеріали, люди намагаються створити середовище проживання, по можливості не залежну від примх природи. Однак, людина, будучи творчим істотою, проте сам є творінням природи в буквальному сенсі цього слова і залишається невіддільною частиною природних спільнот, якщо, звичайно, дотримуватися теорії Ч.Дарвіна про еволюцію живої природи, а не інопланетної природи людини. Тобто людині потрібно постійно в своїй діяльності шукати золоту середину, а це доля в першу чергу технологів, щоб ця діяльність була екологічною. Тобто, як ми говорили в першій лекції, щоб ваше виробництво з позитивного не перейшло в негативне ставлення до біосфері.
При цьому вам слід враховувати, що життя людського організму можлива тільки в певних умовах: склад атмосфери, температура, структура сонячного випромінювання, наявність і чистота води і їжі і ін. На ряду з цим виробництво продуктів харчування майже на 100% залежить від природних ресурсів - грунту і водних екосистем (гідропоніка і штучні системи дають незначну кількість продуктів харчування). Особливе значення для життя людини має кількість прісної води, яка є природним ресурсом і найважливішою складовою частиною біосфери - найдивовижнішим мінералом, як назвав її професор А.М.Черняев в своїй книзі "Поезія і проза води". Ключову роль в жізнеобоспеченіі грають і природні джерела енергії, теж є складовою частиною біосфери. В даний час вже чітко окреслилася обмеженість даного виду природних ресурсів. Це ж можна сказати про запаси прісної води і про родючість грунтового шару Землі. Є ще один фактор, який насувається на людину - це перенаселення Землі. Але багато хто з перерахованих факторів в Росії ще гостро не відчуваються. Але ми живемо на одній планеті і прийде час, коли доведеться потіснитися.
Технічна міць людства досягла масштабів, порівнянних з біосферними процесами. Людська діяльність на планеті змінює клімат, впливає на хімічний склад атмосфери та світового океану. Таким чином, з входженням людства в індустріальну стадію свого розвитку виникла загроза руйнування всіх елементів біосфери - атмосфери, гідросфери і літосфери. В першу ж чергу це стосується найбільш чутливого до умов існування біосферного шару - біогеосфери.
Але вже зараз разом з технічним оснащенням зростає і наукова озброєність людського суспільства. Одним з успіхів природознавства ХХ століття стало усвідомлення нерозривного діалектичної єдності природи і суспільства, необхідності переходу від концепції панування людини над природою до концепції взаємодії з нею. В результаті цього Вернадським було розроблено вчення про ноосферу - сферу розуму.
Сенс вчення полягає в наступному. Поява Людини на Землі означало новий величезний крок в еволюції планети. Його активність багаторазово прискорює всі еволюційні процеси, темпи яких швидко ростуть у міру розвитку продуктивних сил і технічної озброєності. Подальше неконтрольоване, ненаправляемое розвиток людей таїть в собі небезпеку, які важко передбачити. Саме тому одного разу настане час, коли подальша еволюція планети, а отже, і людського суспільства повинна спрямовуватися Розумом. Біосфера стане поступово перетворюватися в сферу Розуму - ноосферу.