Границы биосферы определяются факторами земной среды, которые делают невозможным существование живых организмов. Верхняя граница проходит примерно на высоте 20 км от поверхности планеты и отграничена слоем озона, который задерживает губительную для жизни коротковолновую часть ультрафиолетового излучения Солнца. Таким образом, живые организмы могут существовать в тропосфере и нижних слоях стратосферы. В гидросфере земной коры организмы проникают на всю глубину Мирового океана – до 10-11км. В литосфере жизнь встречается на глубине 3,5-7,5 км, что обусловлено температурой земных недр и уровнем проникновения воды в жидком состоянии.
Атмосфера. Газовая оболочка состоит в основном из азота и кислорода. В небольших количествах в ней содержится диоксид углерода (0,003 %) и озон. Состояние атмосферы оказывает большое влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли и в водной среде. Для биологических процессов наибольшее значение имеют: кислород, используемый для дыхания и минерализации мертвого органического вещества, диоксид углерода, участвующий в фотосинтезе, и озон экранирующий земную поверхность от жесткого ультрафиолетового излучения. Азот, диоксид углерода, пары воды образовались в значительной мере благодаря вулканической деятельности, а кислород – в результате фотосинтеза.
Гидросфера. Вода – важный компонент биосферы и один из необходимых факторов существования живых организмов. Основная ее часть (95%) находится в Мировом океане, который занимает около 70 % поверхности Земного шара и содержит 1 300 млн. км.
Большое значение имеют газы, растворенные в воде: кислород и диоксид углерода. Их содержание широко варьируется в зависимости от температуры и присутствия живых организмов. В воде содержится в 60 раз больше диоксида углерода, чем в атмосфере.
Гидросфера формировалась в связи с развитием литосферы, которая в течение геологической истории Земли выделяла большое количество водяного пара.
Литосфера. Основная масса организмов, обитающих в пределах литосферы, находится в почвенном слое, глубина которого не превышает нескольких метров. Почва включает минеральные вещества, образующиеся при разрушении горных пород, и органические вещества – продукты жизнедеятельности организмов.
Живые организмы (живое вещество). Хотя границы биосферы довольно узки, живые организмы в их пределах распределены очень неравномерно. На большой высоте и глубинах гидросферы и литосферы организмы встречаются относительно редко. Жизнь сосредоточена главным образом на поверхности земли, в почве и приповерхностном слое океана.
В распределении живых организмов по видовому составу наблюдается важная закономерность. Из общего числа видов 21 % приходится на растения, но их вклад в общую биомассу составляет 99 %. Среди животных 96 % видов беспозвоночные и только 4% позвоночные, из которых только десятая часть – млекопитающие.
Таким образом, в количественном отношении преобладают формы, состоящие на относительно низком уровне эволюционного развития.
Ежегодно благодаря жизнедеятельности растений и животных воспроизводится около 10 % биомассы.
Главная функция биосферы заключается в обеспечении круговорота химических элементов, который выражается в циркуляции веществ между атмосферой, почвой, гидросферой и живыми организмами.
3.2. Биосфера и человек.
Современный человек сформировался около 30-40 тыс. лет назад. С этого времени в эволюции биосферы стал действовать новый фактор – антропогенный.
Первая созданная человеком культура – палеолит (каменный век) продолжалась примерно 20-30- тыс. лет; она совпала с длительным периодом оледенения. Экономической основой жизни человеческого общества была охота на крупных животных: благородного и северного оленя, шерстистого носорога, осла, лошадь, мамонта, тура. На стоянках человека каменного века находят многочисленные кости диких животных – свидетельство успешной охоты. Интенсивное истребление крупных травоядных животных привело к сравнительно быстрому сокращению их численности и исчезновению многих видов.
Если мелкие травоядные могли восполнять потери от преследования охотниками благодаря высокой рождаемости, то крупные животные в силу эволюционной истории были лишены этой возможности. Дополнительные трудности для травоядных возникли вследствие изменения природных условий в конце палеолита. 10-13 тыс. лет назад наступило резкое потепление, отступил ледник, леса распространились в Европе , вымерли крупные животные. Это создало новые условия жизни, разрушило сложившуюся экономическую базу человеческого общества. Закончился период его развития, характеризовавшийся только использованием пищи, т.е. чисто потребительским отношением к окружающей среде. В следующую эпоху – неолита - наряду с охотой (на лошадь, дикую овцу, благородного оленя, кабана, зубра, и т.д.), рыбной ловлей и собирательством (моллюски, орехи, ягоды, плоды) все большее значение приобретает процесс производства пищи. Делаются первые попытки одомашнивания животных и разведения растений, зарождается производство керамики. Уже 9-10 тыс. лет назад существовали поселения, среди остатков которых обнаруживают пшеницу, ячмень, чечевицу, кости домашних животных – коз, овец, свиней. В разных местах Передней и Средней Азии, Кавказа, Южной Европы развиваются зачатки земледельческого и скотоводческого хозяйства. Широко используется огонь – и для уничтожения растительности в условиях подсечного земледелия, и как средство охоты. Начинается освоение минеральных ресурсов, зарождается металлургия.
Рост населения, качественный скачок в развитии науки и техники за последние два столетия, особенно в наши дни, привели к тому, что деятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы.
В.И. Вернадский считал, что влияние научной мысли и человеческого труда обусловило переход биосферы в новое состояние – ноосферу (сферу разума).
4. Ноосфера и свойства времени
4.1. Ноосферная концепция В.И. Вернадского
Понятие ноосфера (дословно - «сфера разума») вошел в научный лексикон в начале ХХ века и связан, прежде всего, с именами П.Тейяра де Шардена и В.Вернадского. И если авторство самого термина принадлежит де Шардену, то смысловое наполнение – заслуга В.И.Вернадского, определившего ноосферу как «природный процесс перехода биосферы в новую фазу, в новое состояние – ноосферу». Ноосфера рассматривается им как состояние гармонии в системе «человек – общество – природа», совершенно особую роль, в которой играет человеческий разум. Переход к ноосфере – закономерный этап эволюции жизни на Земле. При этом следует учесть, что В.И. Вернадским определены (намечены) лишь контуры понимания ноосферы. В.И.Вернадский – яркий представитель русского космизма (КОСМИЗМ — течение русской философии, рассматривающее человека как необходимое космическое существо), его естественнонаучной ветви. В трудах ученого обоснована космическая роль человечества, живущего и действующего в «планетарном аспекте». Отметим также, что понятие ноосферы близко к идее совместного развития природы и общества. Современное понимание коэволюции (КОЭВОЛЮЦИЯ — совместная эволюция видов, взаимодействующих в экосистеме) предполагает наличие высоко развитой человеческой цивилизации, активного нравственного разума, коллективного интеллекта человечества. Со-развитие, со-существование человека и общества в гармонии с природой и с заботой о будущих поколениях интегрирует ноосферный и коэволюционный подходы.
В конце XX в. компьютерная, информационная, космическая техника и технология многократно укрепили взаимосвязь между отдельными людьми, нациями, государствами нашей планеты. Границы между странами Западной Европы, Северной Америки приобретают открытый характер. По мнению В. И. Вернадского, создание подлинного единства человечества «есть необходимое условие организованности ноосферы, и к нему человечество неизбежно придет». И в этом великий ученый, как видим, не ошибся. Особая роль в создании этого единства принадлежит науке. Она - одна для всего человечества и носит не национальный, а интернациональный характер. Физические, биологические и другие теории обладают одинаковой ценностью для ученых всех стран и континентов Земли, являются достоянием всего человечества.
В. И. Вернадский отмечает две основные предпосылки перехода биосферы в ноосферу: во-первых, «в XX в. научная мысль охватила всю планету, все находящиеся на ней государства. Всюду создавались многочисленные центры научной мысли и научного изыскания», во-вторых, «XX век - век возросшего значения народных масс.... Велико значение демократических и социальных организаций трудящихся, интернациональных объединений и их стремление к получению максимального научного знания. Это столь же необходимая предпосылка ноосферы, как и творческая научная работа». Иными словами, наука и демократия в XX веке стали основными факторами преобразования биосферы в ноосферу, с чем нельзя не согласиться.
В основе экологического сознания, по Вернадскому, лежит идея единства человека и человечества с живым веществом и биосферой в целом: «Человек и человечество теснейшим образом, прежде всего, связаны с живым веществом, населяющим нашу планету ... Человек живет в биосфере и от нее не отделим». Поэтому произведенная деятельность человечества должна быть связана с сознанием единства и равенства всех людей, единства ноосферы. Очень актуальной является идея Вернадского о том, что ноосферное сознание должно иметь глобальный характер: «Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может - должен - мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в планетарном аспекте». Важно, чтобы экологическим сознанием обладали все жители нашей планеты и в первую очередь - люди, наделенные правом принимать и реализовывать ответственные решения.