Реактивный самолет за один трансатлантический рейс сжигает более 35 тонн атмосферного кислорода - столько же, сколько потребляют для дыхания около 10 тыс. человек в течение года жизни.
Промышленностью и транспортом вводится в атмосферу много вредных веществ. Ученые предсказывают, что к 2070 году концентрация атмосферного углекислого газа может повыситься в 2 раза, что приведет к повышению средней температуры нижнего слоя воздуха на 2,50 и глобальному потеплению климата.
Большой вред биосфере приносят разного рода отходы, городской и бытовой мусор. Если все их распределить по земной поверхности, то они покроют ее в течение 15 лет слоем толщиной 5 метров.
Необходимо сохранять естественные агробиоценозы, генофонды, увеличивать площади зеленных насаждений. Растения на 1 гектаре сквера или сада за час поглощают углекислого газа столько, сколько за это время выдохнут более 200 человек.
Учение В.И. Вернадского о биосфере, ее эволюционном развитии, а также переходе биосферы в ноосферу (сферу разума) является современной философией естествознания на прочной диалектической основе. В ноосфере действуют сложные разносторонние взаимодействия человека, общества с природой, и ход научной, социальной мысли, практических действий должны быть направлены на устранение или уменьшение влияния неблагоприятных для будущих поколений человечества последствий технического прогресса, на сохранение динамичного равновесия биосферы и приумножение ее природных богатств.
Формирование и гармоничное совершенствование ноосферы является одной из приоритетных задач человечества на современном этапе цивилизации. Как отмечал В.И. Вернадский, в ноосфере человек впервые становится крупнейшей геологической силой.
«Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было ранее. Перед ним открываются все более и более широкие творческие возможности »
«Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может – должен мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи, рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте. Он, как все живое, может мыслить и действовать в планетном аспекте только в области жизни - биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно закономерно связан, и уйти из которой он не может. Его существование есть ее функция. Он несет ее с собой всюду. И он ее неизбежно, закономерно, непрерывно меняет»
По определениям ученых, возраст Земли равен приблизительно 5 млрд. лет. Наиболее древние следы живых организмов найдены в Южной Африке (Восточный Трансвааль), в толще горных пород, возраст которых равен 3,2 млрд. лет. Эти организмы напоминали современных нитчатых бактерий.
Ученые даже дали им название – эобактериум изолятум. Таким образом, можно считать, что биосфера Земли возникла около трех миллиардов лет назад.
Наземные организмы появились около 400 млн. лет назад. Это были первые примитивные растения. С появлением на суше живых организмов и возникновением растений начинается важнейший этап в истории развития биосферы. С этого периода началось их быстрое распространение по планете, и в настоящее время Землю населяет огромное количество разнообразнейших растительных и животных организмов.
В.И. Вернадский, изучая историю минералов, законы миграции химических элементов в земной коре, обратил внимание на огромную роль живого вещества в геохимических процессах, происходящих в Земле.
( Геохимические процессы изучает геохимия – наука о химическом составе, о законах распространения и перемещения химических элементов в Земле).
Живые организмы в процессе жизнедеятельности берут из окружающей среды необходимые вещества и выделяют продукты уже иного состава. Таким образом, они активно воздействуют на среду обитания. Они воздействуют также и на водную оболочку планеты. Часть воды, попавшая на растения, разлагается на кислород и водород; водород используется для синтеза органических веществ, а кислород выбрасывает как ненужный продукт.
Признаки влияния жизни заметны в масштабах всей планеты, начиная с верхней границы тропосферы (на высоте 8-16 км) и до нижней границы осадочных отложений в литосфере: (до глубины 2-3 км) и на дне самых глубоких впадин океана.
Это и есть собственно биосфера. Основная масса организмов сконцентрирована в самом нижнем слое тропосферы и в самом верхнем слое земной коры. Здесь происходит наиболее активное взаимодействия организмов с горными породами, водами и воздухом. В морях и океанах тоже наиболее плотно заселен самый верхний слой воды, примерно до глубины 200 м. Таким образом, область концентрации жизни представляет собой по сравнению с размером Земли очень тонкую пленку на ее поверхности. Здесь совершаются сложнейшие процессы взаимодействия живой и неживой материи. Этот тонкий, наиболее деятельный слой биосферы называют ландшафтной сферой.
Через биосферу постоянно протекает энергия. Только непрерывное поступление энергии Солнца на Землю обеспечивает нормальное функционирование биосферы. Растения улавливают энергию Солнца в форме видимых лучей и приводят ее в результате фотосинтетических процессов в энергию химических связей, затем она переходит в теплоту и излучается через поверхность тела животных в мировое пространство в форме инфракрасных лучей. Получается поток энергии через биосферу.
Между Землей и космосом происходит непрерывающийся обмен энергией. Однако веществом Земля и космос не обмениваются.
Кислород, углерод, азот и вода в пределах Земли совершают круговорот. Практически чуть ли не все элементы таблицы Менделеева принимают участие в круговороте веществ.
Биосфера представляет собой не однородную тонкую пленку на поверхности Земли, она имеет мозаичное строение.
Это «экосистемы».
Участки земной поверхности, относительно однородные по составу растительности, животного населения, микроорганизмов, строению почвенного покрова, горных пород, лежащих непосредственно под почвенным покровом, климатических условий и влажности, составляют экосистему.
Экосистемы Земли-
- холодных Арктических пустынь и тундр
- лесной зоны умеренных широт
- степей и прерий
- пустынь
- саванн и редколесий
- влажно-тропических лесов
- океанов и морей
взаимосвязаны и находятся во взаимодействии, т.е. вся биосфера представляет собой единое целое - одну экосистему.
Тамбовский край и измененная Биосфера
В.И. Вернадский верил в разумное переустройство жизни будущими поколениями людей. Увы, нынешнее поколение не оправдало ожиданий ученого.
Нерациональное использование биосферы человеком значительно усугубило состояние окружающей природной среды.
Ко времени основания крепости Тамбов (1636г) примерно 49-50% его территории было покрыто лесом, остальную часть занимала нетронутая степь. Но уже к началу XX века третья часть всех лесов в Тамбовской губернии была уничтожена. Конечно, это было отчасти неизбежно при хозяйственном освоении края, при решении других жизненно важных проблем, но никто не мог предвидеть всех последствий столь бездумного лесопользования. В результате был открыт путь негативному воздействию антропогенных и природных факторов на наше главное богатство – земли сельскохозяйственного назначения. Плодородие почв непрерывно снижается вследствие эрозии, постоянного выноса питательных веществ, стоком талых снеговых и ливневых вод.
В юго-западных и южных районах Тамбовщины остается все меньше островков естественной растительности, мест обитания диких животных. Убывает генетический фонд растений, сокращается популяция полезных насекомоядных птиц и насекомых – опылителей растений. Убедительным свидетельством этого стало издание Красной книги (растения и животные) Тамбовской области, в которую вошли тысячи видов редких и исчезающих растений и животных. Ученые прилагают много усилий для их выявления и сохранения, но нужна концентрация финансовых средств, организационных мер, научных знаний, чтобы сберечь биологическое разнообразие Тамбовской области. В настоящее время площадь особо охраняемых природных территорий не превышает 0,4% всей территории области, что совершенно недостаточно.
Роль и значение лесов в структуре природных объектов поистине огромна. Площадь государственного лесного фонда области составляет 338 тысяч га , в том числе лесистая – 303 тысяч или 89%. Леса оптимизируют экологическую обстановку, защищают поля от суховея, способствуют сохранению влаги, несут другие важные функции.
Очень болезненной для Тамбовщины проблемой, обостренной ее индустриальным развитием в конце ХХ века, стала обеспечение качественной питьевой водой. Казалось бы, наличие 1400 рек и более 800 прудов и водохранилищ снимет ее, но этих водных ресурсов хватает лишь на частичное обеспечение потребностей сельского хозяйства, промышленных предприятий и садоводческих коллективов. Население снабжается водой из подземных источников и частично из водоемов.
Главным «поставщиком» загрязняющих веществ в реки области являются промышленные предприятия и жилищно–коммунальные хозяйства. Пагубно отражается на качестве воды в реках отсутствие очистных сооружений и канализации для ливневых стоков в городах и рабочих поселках.
В периоды обильных дождей, паводковых вод в реках резко повышается содержание азота, нефтепродуктов, взвешенных частиц. Накопление загрязняющих веществ в данных отложениях русел и на водосбросах, на свалках ведет к вторичному загрязнению водных объектов.
Острой жизненной проблемой остается загрязнение атмосферного воздуха. В 2001 году объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников в области незначительно увеличился – с 25,7 тысяч тонн в 2000году до 26 тысяч. Интенсивно растут выбросы от автотранспорта, они дают более 87% годового объема.