Вчення про біосферу Землі - одне з найбільших та найцікавіших узагальнень сучасного природознавства. Воно є науковою основою для дослідження природних об'єктів та комплексного підходу при організації сучасного виробництва.
Життя на планеті протікає та розвивається лише в тонкому шарі атмосфери, гідросфери та літосфери. Ось цю тонку земну оболонку, населену організмами, називають біосферою.
Біосфера - область "життя", простір на поверхні земної кулі, в якому живуть живі істоти.
Велич В.І. Вернадського в тому, що він вперше зрозумів і науково обґрунтував єдність людини та біосфери.
Володимир Іванович Вернадський (1863-1945) - великий вітчизняний учений, мінералог та кристалограф, один із основоположників геохімії та біогеохімії.
Суть цього вчення: біосфера - це якісно своєрідна оболонка Землі, розвиток якої значною мірою визначається діяльністю живих організмів.

Основні положення вчення В.І. Вернадського про біосферу.
Насамперед, В.І. Вернадський визначив простір, охоплений біосферою Землі. Біосфера (грец. «біос» – життя; «сфера» – куля) – оболонка Землі, в якій розвивається життя різноманітних організмів, що населяють поверхню суші, ґрунт, нижні шари атмосфери, гідросферу.
Планета Земля характеризується наявністю трьох поверхневих геосфер – гідросфери, літосфери, атмосфери.
Гідросфера, або водна оболонка Землі, представлена ​​океанами, морями, озерами, річками та штучними водоймами. Водна оболонка покриває близько 71% поверхні земної кулі, найбільша глибина у західній частині Тихого океану сягає 11,5 км (Маріанська западина).
Літосфера, або земна кора, являє собою зовнішню тверду оболонку земної кулі потужністю кілька десятків кілометрів. У контексті біосфери під літосферою зазвичай розуміють лише поверхневу її частину – ґрунт.
Атмосфера, або повітряна оболонка, складається з кількох шарів: тропосфери до 15 км. висоти над поверхнею Землі; стратосфери, з озоновим екраном, що тягнеться до 100 км висоти; іоносфери, що є шаром розрідженого газу, висотою до 500 км.
Біосфера включає:
1) Живі організми (рослини, тварини, мікроорганізми).
2) Тропосфера (нижній шар атмосфери).
3) Гідросфера (океани, моря, річки тощо).
4) Літосфера (верхня частина) земної кори).

Вік біосфери приблизно 4 млрд. років.

Схема будови біосфери
Вернадський розрізняв такі категорії речовин:
1) жива речовина - сукупність живих організмів, що населяють біосферу, (від найпростіших вірусів до людини), що характеризується хімічним складом, масою, енергією, інформацією; трансформує сонячну енергію і залучає неорганічну матерію в безперервний кругообіг). Жива речовина – «функція біосфери», а біосфера – результат розвитку живої речовини.
2) біогенна речовина – продукти життєдіяльності живих організмів (кам'яне вугілля, нафта, торф, крейда);
3) біокосна речовина - продукти розпаду та переробки гірських та осадових порід живими організмами (ґрунти, мул, природні води). Має мінеральну основу, яка докорінно перетворена на життєдіяльність організмів (ґрунтовий покрив, повітря, вода).
4) закісна речовина - все, що не мало зв'язку з живим (застигла лава, вулканічний попіл).
5) Радіоактивні речовини, які у результаті розпаду радіоактивних елементів (радій, уран, торій тощо.).
6) Розсіяні атоми (хімічні елементи), що у земної корі у розсіяному стані.
7) Речовина космічного походження – метеорити, протони, нейтрони, електрони.
У межах біосфери існують 4 середовища життя: дві мертві (вода, повітря), одна біокосна (грунт) та одна жива (організм).
Процеси, що протікають в екосистемі (кількість живих організмів, швидкість їх розвитку тощо), залежать від кількості енергії, що надходить в екосистему, та від циркуляції речовин в екосистемі. Біосфера є енергетично незамкненою системою, в якій йде поглинання енергії із зовнішнього середовища.
Жива речовина нашої планети існує у вигляді величезної множини організмів різноманітних форм і розмірів. Нині Землі існує понад 2 млн. організмів, їх 0,5 - рослини, 1,5 - рослини та мікроорганізми (з них 1 млн. комах).
Основною особливістю живої істоти є, крім клітинної діяльності та передачі, спосіб використання енергії. Живі істоти вловлюють енергію космосу у вигляді сонячного світла, утримують її у вигляді енергії складних органічних сполук (біомаса), передають її один одному та трансформують у інші види енергії (механічну, електричну, теплову). Неживі речовини переважно розсіюють енергію.
Жива речовина, біосфера, перетворює енергію Сонця у вільну енергію, здатну виконувати роботу. Робота, що виробляється життям, полягає у перенесенні та перерозподілі хімічних елементів у біосфері.
Всі ґрунти та мінерали поверхні (чорнозем, глина, вапняк, руда, родовище вугілля та нафти) утворилися під впливом життя.
Перетворення енергії в організмах ґрунтується на різниці температури та інших принципах. Живі істоти слід розглядати як хімічні машини, де хімічна енергія перетворюється на інші види енергії.
Особливості функціонування живих істот:
здатність до самовідтворення;
здатність утворення полімерних оболонок, що захищають живу речовину від відкісного середовища;
здатність акумулювати та передавати хімічну
енергію, а також здійснювати хімічні реакції у нормальних умовах температури та тиску без утворення побічних продуктів. Життя на Землі ідеально екологічне.
Основою динамічної рівновагита стійкості біосфери є кругообіг речовин та перетворення енергії.

Кругообіг речовин у біосфері

Основний принцип функціонування екосистем- одержання ресурсів та звільнення від відходів відбувається у межах кругообігу всіх елементів.
Розглянемо такий кругообіг для основних компонентів, що входять до складу біосфери.

Кругообіг вуглецю

Наприклад розглянемо кругообіг вуглецю. В атмосфері запаси вуглецю у вигляді СО2 невеликі, у земній корі вони є у вигляді копалин. Коли близько 2 млрд років тому Землі з'явилося життя, атмосфера переважно складалася з СО2. Перші організми були анаеробними, тобто. жили без кисню. Накопичення кисню обумовлено існуванням зелених рослин. Нині його запаси Землі оцінюються в 1,6-105т. Цю масу зелені рослини можуть утворити за 10 тис. років. Вуглець, що поступив в атмосферу з різних причин, засвоюється зеленими рослинами, що виділяють у процесі своєї життєдіяльності кисень. А в результаті споживання тварин органічних сполук відбувається окислення органічних речовин до вуглекислого газу, який надходить в атмосферу. Іншими словами, вуглець – головний учасник біотичного круговороту. Людина активно втручається в цей кругообіг, що може в найближчі 100 років призвести до змін клімату, підйому океану, зменшення кількості кисню у складі атмосфери та ін.

Кругообіг сірки

Сірка перетворюється на різні сполуки та циркулює у біосфері. З природних джерел вона потрапляє в атмосферу у такому вигляді:
сірководень (H2S) - безбарвний, отруйний газ, що погано пахне - при виверженні вулканів, при розкладанні органічних речовин у болотах і затоплюваних припливами низинах;
діоксид сірки (SO;) – безбарвний, задушливий газ при виверженні вулканів;
частинки сульфатних солей (наприклад, сульфат амонію) - з найдрібніших бризок океанічної води.
Близько третини всіх сполук сірки та 99% діоксиду сірки, що потрапляють в атмосферу, мають антропогенне походження. Спалювання сірковмісних вугілля та нафти для виробництва електроенергії дає приблизно дві третини всіх антропогенних викидів двоокису сірки в атмосферу. Інша третина припадає на такі технологічні процеси, як переробка нафти, виплавка металів із сірковмісних мідних, свинцевих та цинкових руд.
В атмосфері двоокис сірки окислюється киснем до газоподібного триоксиду сірки, який при реакції з водяною парою утворює дрібні крапельки сірчаної кислоти (H2SO4). Взаємодіючи з іншими атмосферними компонентами, триоксид сірки може утворювати найдрібніші сульфатних частинок солей. Сірчана кислота та сульфатні солі роблять свій внесок в утворення кислотних опадів, що порушують життєдіяльність лісових та водних екосистем.

Кругообіг води

Гідрологічний цикл, у процесі якого відбувається накопичення, очищення та перерозподіл планетарного запасу води, полягає в наступному. Сонячна енергія та земне тяжіння безперервно переміщують воду між океанами, атмосферою, сушею та живими організмами. Найважливішими процесами цього кругообігу є випаровування, конденсація, опади та стік води назад у море для відновлення циклу.
Під впливом сонячної енергії, що надходить, вода випаровується з поверхні океанів, річок, озер, грунтів і рослин і надходить в атмосферу. Вітри та повітряні маси переносять водяну пару до різних районів Землі. Зниження температури в окремих частинах атмосфери призводить до конденсації водяної пари, утворення хмар і туманів та випадання атмосферних опадів.
Частина прісної води повертається на поверхню землі у вигляді опадів, замерзає у льодовиках. Однак в основному вона заповнює пониження і улоговини і стікає в найближчі озера, струмки та річки, які несуть її назад в океан, тим самим замикаючи кільце круговороту. Такий стік прісних водз поверхні суші викликає також ерозію ґрунтів, яка призводить до переміщення різних хімічних речовину межах інших біогеохімічних циклів.
Значна частина води, що повертається на сушу, просочується глибоко в фунт. Там відбувається накопичення фунтових вод у водоносних горизонтах – підземних резервуарах. Підземні джерела та водотоки в результаті повертають воду на поверхню суші і в річки, озера, струмки, звідки вона знову випаровується або стікає в океан. Однак циркуляція підземних вод відбувається незрівнянно повільніше, ніж циркуляція поверхневих та атмосферних вод.

Еволюція біосфери

Отже, у процесі розвитку біосфери виділяють 3 рівня:
1) Біосфера(Де людина впливала на природу незначно).
2) Біотехносфера
Техносферає сукупність штучних об'єктів, створених цілеспрямованою діяльністю людини, та природних об'єктів, змінених цією діяльністю. Сучасна біосфера – це результат тривалої еволюції органічного світу та неживої природи. Людське суспільство - це з етапів розвитку життя Землі. Діяльність людини слід розглядати як складову біосфери. Техніка – це якісно новий етапїї розвитку. Виникає питання - яким шляхом піде розвиток людини та біосфери в майбутньому, якими засобами уникнути незворотних наслідків у природі. Запобігти змінам неможливо. Очевидно, що слід навчитися керувати процесами між людиною та природою так, щоб вони були взаємовигідними.
3) Ноосфера -сфера розуму.
Це поняття ввів французький математик і філософ Ле-Руа в 1927, а обґрунтував Вернадський в 1944 р. Це вища стадія розвитку біосфери, коли розумна діяльність людини стає головним, визначальним фактором розвитку. У ноосфері людина стає великою геологічною силою, вона перебудовує своєю працею та думкою область свого життя. Людина нерозривно пов'язана з біосферою, піти з неї не може. Його існування – є функція біосфери, яку він неминуче змінює.

Найменування параметру	Значення
Тема статті:	Вчення про біосферу
Рубрика (тематична категорія)	Екологія

Біосфера- Оболонка Землі, склад, структура та енергія якої визначається сукупною діяльністю живих організмів.

Глобальна екологія- Вчення про біосферу Землі.

Біосфера охоплює частину атмосфери до висоти озонового екрану (20-25 км), частина літосфери та всю гідросферу. Нижня межа опускається в середньому на 2-3 км на суші та на 1-2 км нижче дна океану.

У біогеохімічному аспекті – це оболонка Землі, у межах якої поширене життя.

Термін «біосфера» ввів Е. Зюсс (1875), який розумів її як тонку плівку життя на земної поверхні, значною мірою визначальна «лик Землі».

Цілісне вчення про біосферу розробив В.І. Вернадський.

Основні властивості біосфериза В.І. Вернадському:

1) цілісність та організованість біосфери;

2) «повсюдність» її живої речовини;

3) наявність у ній чітких дискретних утворень.

Особливо він виділяв охоплений життям шар біосфери, де зосереджена переважна більшість організмів: наземна, планктонна та донна плівка життя. Біосфера як глобальна система життя утворена сукупністю біогеоценозів.

Речовина біосфери складна і має кілька компонентів:

1) сукупність живих організмів – жива речовина;

2) речовина, створювана та перероблена живими організмами, - біогенна речовина(Кам'яне вугілля, бітуми, вапняки);

3) косна речовина, що утворюється процесами, в яких жива речовина не бере участі (тверда, рідка, газоподібна);

4) біокосне, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ створюється одночасно живими організмами і відсталими процесами (майже вся вода біосфери, нафта, ґрунт);

5) речовина, що знаходиться в процесі радіоактивного розпаду;

6) розсіяні атоми, які безперервно створюються з різних видівземної речовини під впливом космічних випромінювань;

7) речовина космічного походження, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ включає окремі атоми і молекули, що входять в іоносферу з електромагнітного поляСонця проникають з космічних просторів.

Жива речовина у біосфері виконує дві основні функції:

1) Енергетична функція: Щоб біосфера могла існувати та розвиватися, їй необхідна енергія, власних джерел якої вона не має. Вона може споживати енергію тільки від зовнішніх джерел. Таким основним джерелом для біосфери є Сонце.

2) Середоутворююча функція. Виражається у відповідних біогеохімічних функціях, що свідчать про участь живих організмів у хімічних процесах зміни речовинного складу біосфери:

а) газова– поглинання та виділення газів (наприклад, зелені рослини поглинають кисень; бактерії відновлюють азот, сірководень; тварини та рослини виділяють вуглекислий газ).

б) концентраційна– організми-концентратори накопичують у своїх тілах та скелетах азот, фосфор, кремній, кальцій, магній.

в) окисно-відновна- Живе речовина окислює, наприклад, вуглеводи до вуглекислого газу і відновлює його до вуглеводів.

г) біохімічніфункції пов'язані з життєдіяльністю живих організмів - їх харчуванням, диханням, розмноженням, смертю та подальшим руйнуванням тіл. В результаті відбувається хімічне перетворення живої речовини спочатку на біокосну, а потім, після вмирання, на відсталу.

д) біогеохімічні функції, пов'язані з діяльністю людини

Біосфера є грандіозною рівноважною системою з безперервним кругообігом речовини та енергії. Розвиток біосфери визначається потоком енергії, що домінує джерелом якої є Сонце. У біосфері енергія сонячного випромінювання витрачається, трансформується, зв'язується. Накопичувачами енергії є органічні речовини. Потік енергії у біосфері складається з енергії Сонця та внутрішньої енергії Землі. При цьому енергетичний обмін охоплює всі складові біосфери, включаючи і живу речовину.

Усі речовини планети Земля перебувають у процесі біохімічного круговороту. Виділяють два базові круговороти: великий (геологічний) і малий (біотичний).

· Великий кругообігтриває мільйони років. Гірські породи руйнуються, вивітрюються і потоками вод зносяться Світовий океан, де утворюють потужні морські напластування.

· Малий кругообіг,будучи частиною великого, відбувається лише на рівні біогеоценозу і полягає в тому, що поживні речовини грунту, води, повітря акумулюються у рослинах, витрачаються створення їх маси і життєві процеси у яких.

Втручання людини негативно впливає процеси круговороту. Наприклад, осушення боліт, вирубування лісів чи порушення процесів асиміляції речовин рослинами внаслідок забруднення призводять до зниження інтенсивності засвоєння вуглецю. Надлишок органічних елементів у воді під впливом промислових стоків викликає загнивання водойм та перевитрату розчиненого у воді кисню, що перешкоджає розвитку аеробних (споживаючих кисень) бактерій. Спалюючи викопне паливо, фіксуючи атмосферний азот у продуктах виробництва, пов'язуючи фосфор у детергентах (синтетичні миючі засоби), людина порушує кругообіг елементів.

Швидкість кругообігу біогенних елементів досить висока. Час обороту атмосферного вуглецю становить близько 8 років. Загальний час круговороту азоту оцінюється більш ніж у 110 років, кисню – у 2500 років.

Кругообіг речовин у природі передбачає загальну узгодженість місця часу та швидкості процесів за рівнями від популяції до біосфери. Таку узгодженість явищ природи називають екологічною рівновагою. Це рівновага динамічна і рухлива.

У цілому нині принцип круговороту у природі зберігається. Простіші екосистеми об'єднані в загальну планетарну екосистему - «біосферу», в якій кругообіг речовин проявляється повною мірою.

Продуктивність біосфери за одними оцінками сягає 164 млрд. тонн сухої органічної речовини на рік. За іншими оцінками-83 млрд. тонн на рік: 30 - для океанів і 53 - для наземних біомів.

Хоча океан і покриває 0,7 загальної поверхніЗемлі, його внесок у виробництво чистої продукції становить лише 40%. Ліси, що займають лише 0,1 частину площі материків, фіксують майже половину загальної енергії його продуцентами.

Культивовані землі мають високу первинну продуктивність. Але вона непорівнянна із загальною первинною продуктивністю лісу. Висока чиста первинна продуктивність, отримана агрономами, означає прогресу у використанні фотосинтезу.

Жодна із складових біосферу оболонок не може розвиватися ізольовано від інших. Будь-яка якісна зміна однієї з них адекватно позначається на іншій. Загальний закон збалансованості біосфери є основним принципом існування всього органічного та неорганічного світу.

Кількість біомаси живої речовини має тенденцію до певної сталості. Спостерігається приблизна планетарна рівновага між продукцією живої речовини та її розкладанням. Дисбаланс у цей процес вносять не тільки (і не стільки) будь-які природні катастрофічні зміни, що відбуваються на землі, а й господарська діяльністьлюдини, яка може бути сумірна з природними чинниками, що катастрофічно розвиваються, але навіть перевищувати рівень їх впливу.

Втрата обсягу біомаси при вторинній продуктивності пов'язана з колосальними витратами енергії на дихання, м'язову енергію, пересування і т. д. Чим більша довжина харчового ланцюга, тим менша вторинна продуктивність. Наприклад, виробництва 1 кг яловичини потрібно 80 кг трави, а виробництва 1 кг форелі потрібно 5 кг м'яса.

Людство, люди є частиною біосфери. Завдяки постійно збільшується виробничому впливу на довкілля людина і суспільство вносять суттєві збурення біосферу. Біосфера поступово еволюціонує у ноосферу.

Концепція ноосферибуло запроваджено французькими філософами Едуардом Леруа (1870-1954) та Тейаром де Шарденом (1881-1955).

Ближче за всіх до розуміння ноосфери дійшли російські вчені В.І. Вернадський, К.Е. Ціолковський (1857-1935) та А.Л. Чижевський (1897-1964).

Існують вузьке та широке поняття ноосфери:

- У вузькому розуміннієдиним ноосферним об'єктом, визначальним чинником її розвитку, є людина. При цьому ноосфера прийнято розуміти як вищий етап розвитку біосфери, коли природне та штучне середовище керуються під впливом та впливом з боку розумних перетворень людини.

Якщо прийняти, що розумне життя у Всесвіті не обмежується тільки його проявом на Землі, то ми приходимо до широкому поняттю ноосфери, Коли розумна діяльність виходить за рамки лише людської діяльності. У цьому підході розумна і свідома діяльність поширюється на всю Всесвітню (Космічний Розум), а ноосфера постає як розумна сторона Всесвітньої.

В.І. Вернадський наголошував, що людство стає потужною геологічною силою, здатною проводити глобальні зміни на Землі. У зв'язку з цим біосфераяк область активного життя перетворюється на ноосферу -сферу розуму.

До появи людини рівновагу біосфери визначали п'ять енергетичних факторів:

· Сонячна радіація,

· Сила гравітації,

· тектонічні сили,

· Хімічна енергія,

· Біогенна енергія.

Ці п'ять факторів розвивалися за геологічною шкалою часу та за 3,5 млрд. років сформували природне середовище.

· В даний час з'явився новий фактор - енергія світового виробництва(Розвивається не за геологічною, а за історичною шкалою часу; від організації виробництва залежить збереження або незворотне порушення рухомої рівноваги в біосфері).

У науці існує один із найважливіших принципів – принцип спільної коеволюціїсуспільства та природи –паралельна, спільна еволюція або історична адаптація природи та людства, вкрай важливість гармонійного спільного розвитку людства та біосфери (на базі теорії ноосфери Вернадського).

Вчення про біосферу - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Вчення про біосферу" 2017, 2018.

Введение………………………………………………………………………….3

Поняття про біосферу………………………………………………………4

Вчення В.І.Вернадського про біосферу…………………………………...5

Структура біосфери……………………………………………………12

Жива речовина………………………………………………………….14

Функції живої речовини……………………………………………..16

Список використаної літератури…………………………………………...24

Вступ

Історія науки знає чимало великих імен, з якими пов'язані фундаментальні відкриття в галузі природничих і суспільних наук, проте в переважній більшості випадків це вчені, які працювали в одному напрямку розвитку наших знань. Значно рідше з'являлися мислителі, які охоплювали своїм мудрим поглядом всю сукупність знань своєї епохи і століття визначали характер наукового світогляду. Такими були Аристотель, вплив ідей якого закінчилося лише за доби відродження. У XVIII ст. у Росії виділилася могутня постать М.В.Ломоносова, який зробив великий внесок у розвиток астрономії, фізики, хімії, геології, мінералогії, був творцем нової російської, поетом, майстром мозаїки і своїми працями визначив світогляд багатьох поколінь. У XX ст. такою самою за значенням величиною в області природничих наукстав Володимир Іванович Вернадський. Він, безперечно, належав до тих небагатьох в історії не лише свого народу, а й людства, кому було під силу охопити могутнім розумом цілісність усієї картини світу та стати провидцем. Одне з найбільших досягнень природознавства XX ст. -Вчення Вернадського про біосферу.

Вивчення біосфери стає все більш важливим та актуальним завданням. Це викликано безперервно зростаючим впливом людини, що ускладнюється, на навколишнє середовище. Особливо важливо мати уявлення про роль живих організмів – основну рушійну силу в біосфері.

Мета моєї роботи – розкрити аспекти біосферної концепції.

Для досягнення цієї мети я поставила перед собою такі завдання:

Розкрити поняття біосфери

Вчення В.І.Вернадського про біосферу

Показати структуру біосфери

Вивчити живу речовину

Розглянути функції живої речовини

1. Поняття про біосферу

Біосфера-містище життя, складна, цілісна система, динамічна рівновага якої проявляється безліччю параметрів. Саме слово «біосфера» походить від слів «біо» і «сфера» - це область активного життя, що охоплює нижню частину атмосфери, верхню частину літосфери та гідросферу.

У біосфері живі організми (жива речовина) та середовище їх проживання органічно пов'язані між собою та взаємодіють один з одним, утворюючи цілісну динамічну систему. В.І. Вернадський писав: «Біосфера - це середовище нашого життя, це та «природа», яка оточує нас, про яку ми говоримо в розмовній мові. Людина передусім своїм диханням, проявом своїх функцій, нерозривно пов'язані з цією «природою», хоча. він жив у місті чи у відокремленому будиночку». «Людина... як і всі живі організми, як і будь-яка жива речовина, є певна функція біосфери... становить певну закономірність будови біосфери». «Біосфера – сфера існування живої речовини… Хімічний стан зовнішньої кори нашої планети, біосфери повністю перебуває під впливом життя, визначається живими організмами». (1, с.308)

Біосфера , або біомаса Землі, - це сукупність всіх живих істот у природі, яка має свої межі. Верхня межа біосфери обмежена найсильнішим сонячним та космічним випромінюванням, що вражає все живе. Нижня межа – високими температурами надр Землі.

1. Вчення В.І.Вернадського про біосферу

Розробка вчення про біосферу має власну історію. Одним з перших дослідників природи, що дивилися на Землю як на ціле, був М.В.Ломоносов. Він писав у роботі «Про шари земних», що «чорнозем не первообразна і не первозданная матерія, але походить від згнічення тварин і тіл з часом», що буре вугілля, кам'яне вугілля і чорнозем - результати впливу організмів на грунт. (2, с.557) Ломоносов дав загальний нарис геології Землі, доводив її давнину як планети. Тоді навіть скам'янілості - викопні залишки організмів - не всіма сприймалися як сліди колись колишнього життя. У 1802 р. Ламарк у «Гідрогеології» вказував на роль живих організмів у геологічних процесах. У книзі А. Гумбольдта "Космос" зібрано багато матеріалу про вплив живого на геологічні структури.

Російський учений В. Р. Вільямc довів роль біологічних факторів (природних угруповань вищих зелених рослин і мікроорганізмів) у формуванні родючості грунтів. Він першим підкреслив значення біологічного круговороту елементів у формуванні не лише органічної, а й мінеральної частини ґрунтів, розробив наукові засади травопольної системи землеробства (1914). Докучаєв, який викладав мінералогію, визначив життєві інтереси В. І. Вернадського ще у студентські роки. Вернадський досліджував еволюцію мінералів земної кори (1908), створив геохімічну класифікацію хімічних елементів, розробив вчення про міграцію атомів у земній корі, заклав основи генетичного спрямування в мінералогії, і саме загальні проблеми мінералогії та геології привели його до концепції біогеохімії. "Біосфера" Вернадського дає цілісну картину механізму формування земної кори з урахуванням визначального впливу життя.

В.І.Вернадський створив вчення про біосферу як про активну оболонку Землі, в якій сукупна діяльність живих організмів - геохімічний фактор планетарного масштабу та значення. Термін «біосфера», запроваджений (1875) Е.Зюссом, ставився до сукупності організмів, що мешкають на Землі. У поняття живих організмів Вернадський включив і людину. Він виділяв у біосфері закосне(сонячна енергія, гірські породи, мінерали і т.д.) та біокосне(Ґрунти, поверхневі води та органічні речовини). Хоча жива речовина за масою та обсягом становить незначну частину біосфери, вона відіграє основну роль у геологічних процесах, пов'язаних із зміною нашої планети.

За Вернадським, біосфера - це жива речовина планети і перетворена ним кісна речовина. Поняття «біосфера» - фундаментальне поняття біогеохімії, а чи не біологічне і геологічне. Біосфера організує процеси Землі і близько Землі, у ній відбуваються біоенергетичні процеси та обмін речовин внаслідок життєдіяльності. Живий організм - невід'ємна частина земної кори, яка може змінювати її. Жива речовина - сукупність організмів, що у геохімічних процесах. Організми беруть із довкілляхімічні елементи, будують їх тіла, повертають їх у таку ж середу й у життя і після смерті. Тому жива речовина пов'язує біосферу воєдино, є системоутворюючим фактором. Зміни у живому речовині відбуваються значно швидше, ніж у відсталому, тому у ньому користуються поняттям історичного часу, а в закосному - геологічного. У ході геологічних часів зростає міць живої речовини та її впливу на відсталу речовину, і лише в живій речовині за ці часи відбуваються якісні зміни. І жива речовина, можливо, має свій процес еволюції незалежно від зміни середовища.

Якщо «життєвий цикл» окремого організму кінцевий та її існування не безмежно, то живе як ціле вважатимуться геологічно безсмертним. Геологічно життя вічне, тому якщо окремий індивід з часом втрачає можливість виконувати роботу і припиняє своє існування, то сам процес життя відрізняється безперервним зростанням можливості здійснювати зовнішню роботу. Цю ідею він висловив у трьох засадах, які назвав біогеохімічними:

Вільна (біогеохімічна) енергія прагне біосфері до максимального прояву;

При еволюції видів виживають ті організми, які своїм життям підвищують вільну енергію;

Заселення Землі має бути максимально можливим упродовж геологічного часу.

Ці принципи виражають закон лише живої природи та не суперечать законам термодинаміки. Весь потік живої речовини від найпростіших до найрозвиненіших форм, включаючи розум людини і громадську працю, є формою руху матерії, де діє закон спадання ентропії, тоді як вона зростає для неорганічної матерії. І ці два види матерії пов'язані у єдине ціле. Закон зростання ентропії Вернадський успішно застосовував пояснення космічної еволюції Землі. А народження біосфери розглядав як планетарно-космічну «особливу точку» - якісний стрибок, до якого на поверхні нашої планети переважали процеси неживої природи, а після якого переважали процеси в живій природі. Під дією променистої енергії виникає і незворотно розвивається органічне життя.

Вернадський вважав, що життя Землі виникла водночас із формуванням планети: «Тварини Землі є створенням космічного процесу, необхідною і закономірною частиною стрункого космічного механізму». (2, с.560) Серед безлічі закономірностей, які у біології, геології, біохімії і геохімії, Вернадський виділив основні емпіричні принципи.

Принцип цілісностібіосфери забезпечується самоузгодженістю всіх процесів у біосфері. Життя обмежена вузькими межами - фізичними константами, рівнями радіації та ін. Гравітаційна постійнавизначає розміри зірок, температуру та тиск у них. Якщо вона поменшає, зірки матимуть менші маси, їх температура стане недостатньою для протікання ядерних реакцій; якщо трохи більше, зірки перейдуть свою «критичну масу», вийдуть із загального кругообігу і перетворяться на чорні дірки. Постійна електромагнітна взаємодіявизначає хімічні перетворення, відповідає за електронну оболонкуатомів та міцність зв'язків у молекулах. Константу слабкої взаємодії,що відповідає за перетворення елементарних частинок, при своїй зміні підірве весь наш світ. Константа сильної взаємодії,відповідального за стабільність ядер атомів, теж має змінюватися, інакше у зірках реакції підуть інакше, можуть утворитися вуглець і азот. Та й незрозуміло, чи можливе взагалі життя нашого типу.

Принцип гармонії біосфери та її організованостіпов'язаний із попереднім. Закони перетворення енергії на Землі, закони руху атомів є відображенням гармонії Космосу, ритмічності руху небесних тіл. Основа існування біосфери - становище Землі в Космосі, нахил земної осі до екліптики, визначальний клімат і життєві цикливсіх організмів. Сонце - основне джерело енергії біосфери та регулятор біологічних процесів. Як зазначив Ю. Р. Майєр, «життя є створення сонячного променя».

Космічна роль біосфери у трансформації енергії- можна розглядати цю частину живої природи як подальший розвиток одного і того ж процесу перетворення сонячної світлової енергії на дієву енергію Землі. Біосфера є одним і тим же космічним апаратом з найдавніших геологічних часів. Життя весь цей час залишалося постійним, змінювалася лише його форма. Сама жива речовина не є випадковим створенням. Джерела енергії геологічних явищ – космічна, переважно сонячна; планетна, пов'язана з будовою та космічною історією Землі; внутрішня енергіяматерії – радіоактивність. Жива речовина активно трансформує сонячну енергію на хімічний молекулярний рух і на складність біологічних структур.

Розтікання життя- Вияв її геохімічної енергії, аналог закону інерції неживої матерії. Дрібні організми розмножуються швидше, ніж великі. Швидкість передачі залежить від щільності живої речовини.

Автотрофніорганізми все необхідне життя беруть із оточуючої їх відсталої матерії і вимагають побудови свого тіла готових сполук іншого організму. Поле існування зелених автотрофних організмів визначається насамперед областю проникнення сонячних променів.

Космічна енергіявикликає тиск життя, що досягається розмноженням. Розмноження організмів зменшується зі зростанням їх кількості.

Форми знаходження хімічних елементів:гірські породи та мінерали, магми, розсіяні елементи, жива речовина. Земна кора - складний механізм, де постійно рухаються атоми і молекули, відбуваються різноманітні геохімічні круговороти, що визначаються значною мірою діяльністю живої речовини. Закон ощадливості у використанні живою речовиною простих хімічних тіл: раз елемент, що ввійшов, проходить довгий ряд станів, і організм вводить в себе тільки необхідну кількість елементів.

Життя Землі повністю визначається полем стійкозеленої рослинності.Межі життя визначаються фізико-хімічними властивостями сполук, які будують організм, їх неруйнівністю за певних умов середовища. Максимальне життя визначається крайніми межами виживання організмів. Верхня межа життя обумовлена ​​променистою енергією, присутність якої виключає життя і від якої оберігає озоновий шар. Нижня межа пов'язана з досягненням високої температури. Інтервал 432 °С (від -252 до +180 °С) є граничним тепловим щитом.

Принцип сталості кількості живої речовиниу біосфері. Кількість вільного кисню в атмосфері того ж порядку, що і кількість живої речовини (1,5-10 18 кг та 10 17 -10 18 кг). Швидкість передачі життя неспроможна перейти межі, що порушують властивості газів. Йде боротьба за потрібний газ.

10. Будь-яка система досягає положення стійкого рівновіця,коли її вільна енергія дорівнює нулю або наближається до нього, тобто коли вся можлива в умовах системи робота виконана. Поняття стійкої рівноваги винятково важливе.

Антропний принципвисунутий Г.М.Идлисом (1958), пов'язані з першим із перелічених тут принципів Вернадського і у точному відповідності значень світових констант з можливостями існування життя. Дивовижна узгодженість низки величин справляє враження, що може існувати прихований принцип, який упорядковує весь Всесвіт. До цього факту зверталося дуже багато. Зараз його формулюють у двох варіантах – слабкому та сильному. Як висловився відомий американський фізик Дж. Дайсон: «Якщо ми придивимося до Всесвіту і побачимо, як багато випадковостей послужили нам на благо, то здається майже, що Всесвіт знав, що ми з'явимося».(2, с.562) Це - одна з формулювань слабкого принципу, в англійській літературі – WAP. Але він не відповідає на багато питань, наприклад, чому Всесвіт такий, що допустив зародження життя. А може, не потрібно створювати теорій, які не допускають існування спостерігача? Сильний принцип - виникнення життя закономірно у Всесвіті, але може поява спостерігача і є метою еволюції Всесвіту?

Геологічну роль живого Вернадський класифікував за п'ятьма категоріями: енергетична, концентраційна, деструктивна, середотворча, транспортна. Живі організми творять міграцію хімічних елементів у біосфері у вигляді свого дихання, харчування, обміну речовин, безперервною зміною поколінь. Біогеохімічна енергія живого джерелом енергії перетворення геосфер.

Біосфера,згідно з вченням академіка В.І. Вернадського, являє собою зовнішню оболонку Землі, що включає всю живу речовину і область її поширення (довкілля). Верхня межа біосфери - захисний озоновий шар в атмосфері на висоті 20-25 км, вище якого життя неможливе через вплив ультрафіолетового випромінювання. Нижнім кордоном біосфери є: літосфера до глибини 3-5 км та гідросфера до глибини 11-12 км (Рис. 1.3).

Ріс 1.3.Будова біосфери (за В.І. Вернадським)

Компоненти біосфери: атмосфера, гідросфера, літосфера виконують найважливіші функції із забезпечення життя Землі.

Біосфера виникла близько 4,5 млрд років тому і пройшла кілька етапів еволюційного розвитку: від початкового кругообігу органічної речовини до біологічного кругообігу - безперервного обміну речовиною та енергією між живими організмами та навколишнім середовищем протягом усього життя організмів та після їх смерті.

Найважливішими компонентами біосфери є:

жива речовина (рослини, тварини, мікроорганізми);

Біогенна речовина органічного походження (вугілля, торф, ґрунтовий гумус, нафта, крейда, вапняк та ін.);

закосова речовина (гірські породи неорганічного походження);

Біокосна речовина (продукти розпаду та переробки гірських порід живими організмами).

За В.І. Вернадському, жива речовина є носієм вільної енергії біосфери та пов'язана з неживою речовиною біогенною міграцією атомів. Біомаса сухої речовини живих організмів Землі, що включають близько 500 тис. видів рослин і 1,5 млн видів тварин, надзвичайно велика і становить приблизно 2,4232*10 12 т. Щорічний приріст живої речовини на Землі становить близько 8,8*10 11 т. Через ці живі організми пройшло велика кількістьелементів верхньої частини літосфери, атмосфери та гідросфери.

Важливим у взаєминах організмів є харчовий— трофічний фактор(Від грец. trophe- їжа). Первинне органічна речовинастворюють зелені рослини (продуценти -виробники), використовуючи сонячну енергію. Вони споживають вуглекислий газ, воду, солі та виділяють кисень.

Споживачів (консументів)можна розділити на два порядки:

I - організми, що харчуються рослинною їжею;

II - організми, які харчуються тваринною їжею.

Редуценти(відновники) - організми, що харчуються організмами, що розкладаються, бактерії і гриби. Тут особливо велика роль мікроорганізмів, які до кінця руйнують органічні залишки і перетворюють їх на кінцеві продукти (мінеральні солі, вуглекислий газ, воду, найпростіші органічні речовини), що надходять у ґрунт і знову споживаються рослинами.

Всі тварини та рослини вибіркові до складу їжі залежно від необхідності у тих чи інших мінеральних елементах. Тварини та рослини - необхідні фактори середовища по відношенню до інших тварин і рослин, вони взаємно необхідні.

Будь-який організм пристосований до існування в досить вузьких межах зміни умов навколишнього середовища, причому вихід параметрів середовища за межі, що склалися, тягне за собою придушення життєдіяльності даного виду або його загибель. Кордони поширення організму (ареал) обумовлені дотриманням необхідних вимогданого організму до умов (чинників) середовища. Кожен вид займає те місце, яке обумовлено його вимогами до території, їжі, відтворення та інших функцій організму. Ця сукупність параметрів середовища для існування виду, місце, яке він займає в біосфері, називається екологічної ніші.Всі фактори в екологічній ніші взаємопов'язані: зміна одного з них спричиняє зміну інших.

Здатність живих організмів адаптуватися до факторів середовища екологічною валентністю,або пластичністю.

Живі організми перебувають у постійній взаємодії з навколишнім середовищем, що складається з безлічі змін у часі та просторі явищ, умов, елементів, які називаються екологічними факторами середовищаЦе будь-які умови навколишнього середовища, які надають тривалий чи короткочасний вплив на живі організми, що реагують на ці впливи пристосувальними реакціями. Вони поділяються на абіотичні(Фактори неживої природи) та біотичні(Фактори живої природи). Прийнятий сьогодні варіант класифікації екологічних факторів середовища представлений у табл. 1.2.

Таблиця 1.2
Класифікація екологічних факторів середовища

Абіотичні	Біотичні
Кліматичні: світло, температура, волога, рух повітря, тиск	Фітогенні: рослинні організми
Едафогенні («Едафос» -грунт): механічний склад, вологоємність, повітропроникність, щільність	Зоогенні: тварини
Орографічні: рельєф, висота над рівнем моря, експозиція схилу	Мікробіогенні: віруси, найпростіші, бактерії, рикетсії
Хімічні: газовий складповітря, сольовий склад води, концентрація, кислотність та склад ґрунтових розчинів	Антропогенні: діяльність людини (зокрема будівельна)

Характеристики основних абіотичних факторів, які необхідно враховувати під час реставрації пам'яток архітектури, наведено у Додаток 1.1.Це склад атмосфери; співвідношення балів 12-ти бальної сейсмічної шкали з магнітудою землетрусів; сейсмічна шкала; шкала сили вітру.

Біотичні екологічні чинники визначають взаємовідносини організмів. Зазначені чинники у разі називають трофічними, тобто. харчовими.

Екологічні чинники під впливом знову отриманих хімічних речовин, яких немає у природі, та техногенних компонентів, створених людиною, сильно змінено. З'являються речовини-забруднювачі, що призводить до порушення сапрофітної (що підтримує рівновагу в екосистемі) взаємодії у природному середовищі. Це часто супроводжується загибеллю тварин, рослин, що призводить до порушення функцій, загибелі всього живого та опустелювання землі. Переважними видами мікробіоті стають патогенні мікроорганізми, які можна віднести до біологічних забруднювачів. Негативно змінюється склад атмосфери, підвищується агресивність підземних та ґрунтових вод. На планеті спостерігається потепління, порушення озонового шару, частішають кислотні дощі.

Усі перелічені чинники впливають як живі організми (зокрема і людини), а й пам'ятники, і неврахування навіть однієї з них може позначитися як реставрації і навіть призвести до загибелі пам'ятника.

Живі організми у природі існують як популяцій -історично сформованих природних сукупностей особин даного виду, пов'язаних взаємовідносинами та адаптацією в умовах певного району або іншого місця проживання (біотопа). У природних умовах чисельність та щільність популяції невипадкові, вони визначаються регулюючими (керуючими) екологічними чинниками. Здатність середовища підтримувати нормальну життєдіяльність організму чи популяції називається ємністю екосістеми.

Екологічна система (екосистема)- це сукупність взаємозалежних і взаємозалежних спільно мешкають різних видів організмів та умов їх існування. В екосистемі пов'язані біоценоз(спільнота спільно живуть організмів) та біотоп(середовище проживання). Основні типи природних екосистемна Земній кулі перераховані на Мал. 1.4.

Мал. 1.4.Основні типи природних екосистем

Академік В.М. Сукачов запропонував поняття біогеоценоз(Від грец. біос- Життя, ГеяЗемля, ціноз -загальний) - природна система живих організмів та навколишнього їх абіотичного середовища, пов'язана обміном - речовинами, енергією та інформацією. Наразі терміни «екосистема» та «біогеоценоз» прийнято вважати практично синонімами.

До складу біогеоценозу входять:

Рослинний компонент (фітоценоз);

Тварина компонент (зооценоз);

Мікроорганізми (мікробіоценоз);

Ґрунт та ґрунтово-ґрунтові води, що у взаємодії з рослинним, тваринним компонентами та мікроорганізмами утворюють едафотоп;

Атмосфера, яка взаємодіє з іншими компонентами, утворює клімат;

Нежива природа, що являє собою відсталу речовину - екотоп.

Таким чином, біогеоценоз – просторово відокремлена, цілісна елементарна одиниця біосфери, всі компоненти якої тісно пов'язані між собою. Основними компонентами біогеоценозу є три групи організмів - рослини, тварини та мікроби, за допомогою яких речовини рухаються від одного компонента до іншого, відбиваючи відому загальну закономірність кругообіг речовин у природі.

Екологічні компоненти біогеоценозу(або ландшафту, або середотворчі компоненти) в екології розглядаються як основні матеріально-енергетичні складові екологічних систем. До них, за Н.Ф. Реймерсу (рис 1.5.),відносяться: енергія, газовий склад (атмосфера), вода (рідка складова), грунтосубстрат, автотрофи-продуценти (рослини) та організми - гетеротрофи (консументи та редуценти). Сьогодні до цього переліку екологічних компонентів додають інформацію.

Мал. 1.5.Екологічні компоненти (за Н.Ф. Реймерсом)

У той самий час всі екологічні компоненти є природними ресурсами, якість яких визначає якість життя, а антропогенне порушення взаємодій з-поміж них може цю якість знизити.

У реальних екосистемах кругообіг зазвичай буває незамкнутим, так як частина речовин іде за межі екосистеми, а частина надходить ззовні. Але загалом принцип круговороту у природі зберігається. Простіші екосистеми об'єднані в загальну планетарну екосистему (біосферу), в якій кругообіг речовин проявляється повною мірою — життя на Землі виникло мільярди років тому, і якби не було замкнутого потоку необхідних для життя речовин, їх запаси давно вичерпалися б і життя припинилося.

Втручання людини негативно впливає процеси круговороту. Наприклад, вирубування лісів або порушення процесів асиміляції речовин рослинами внаслідок забруднень призводять до зниження інтенсивності засвоєння вуглецю. Надлишок органічних елементів у воді, що виникає під дією промислових стоків, викликає загнивання водойм та перевитрату розчиненого у воді кисню, що виключає можливість розвитку тут аеробних (споживаючих кисень) бактерій. Спалюючи викопне паливо, фіксуючи атмосферний азот у продуктах виробництва, пов'язуючи фосфор у синтетичних миючих засобах людина порушує кругообіг цих елементів.

Кругообіг речовин у природі має на увазі загальну узгодженість місця, часу та швидкостей процесів, що йдуть на різних рівнях - від популяції до біосфери. Таку узгодженість явищ природи називають екологічною рівновагою;це рівновага рухлива, динамічна.

В екологічній системі (без втручання людини) підтримується рівновага, що виключає незворотне знищення тих чи інших ланок у трофічних ланцюгах. Людина у процесі своєї діяльності постійно впливає на екосистему загалом, і навіть її окремі ланки. Це може бути у вигляді введення у екосистему нових компонентів, зокрема забруднюючих речовин, чи знищення окремих компонентів (відстріл тварин, вирубка лісів тощо.). Не завжди і не відразу ці дії ведуть до розпаду всієї системи, порушення її стабільності. Але збереження системи значить, що вона залишилася незмінною. Система трансформується, і оцінити кількість і напрямок змін, що виникли, вкрай складно.

В результаті виробничої діяльності людини виник новий процес обміну речовин та енергією між природою та суспільством (за збереження біологічного обміну). антропогенний обмін,який істотно змінює загальнопланетарний кругообіг речовин, різко прискорюючи його. Антропогенний обмін відрізняється від біотичного круговороту своєю незамкнутістю, він має відкритий характер. На вході антропогенного обміну перебувають природні ресурси, але в виході — виробничі та побутові відходи. Екологічне недосконалість антропогенного обміну у тому, що коефіцієнт корисного використання природних ресурсів, Як правило, надзвичайно низький, а відходи виробництва забруднюють природне середовище. Більше того, багато хто з них не розкладається до природного стану. Масштаби та швидкість антропогенного обміну різко зростають, викликаючи помітну напругу в біосфері.

На останньому етапі розвитку біосфери на потужну силу перетворилася людська діяльність, Необоротно і цілеспрямовано змінює природне середовище. Сформувалася біотехносферанаслідок соціального та науково-технічного розвитку людства. Взаємини між природою та людиною у багатьох випадках незбалансовані, ведуть до пригнічення навколишнього середовища (зокрема, руйнування середовища архітектурно-історичного), що може призвести до деградації біосфери.

Сформовану будівельниками нову системуможна назвати природно-техногенною (ПТС). Процес її формування, якщо він не відкоригований відповідно до екологічних компонентів (іншими словами, відповідно до законів розвитку екосистеми), як правило, призводить до порушення природних

них взаємодій у природній системі, в основному, за рахунок привнесення до неї «чужих» компонентів, які можуть бути сприйняті екосистемою як забруднювачі. Недолік цих взаємодій при здійсненні будівельної діяльності неприпустимий, оскільки він призводить до зниження якості будівництва та погіршує якість середовища проживання.

Екологічно необґрунтована діяльність будівельників та реставраторів завдає непоправної шкоди природному ландшафту та інформаційному компоненту екосистеми. Як зазначає Пруцин О.І., відбувається руйнування архітектурно-історичного середовища*: «Порушується силуетність просторових композицій, гармонійна супідрядність усієї побудови, ансамблева єдність. Силуетність і пропорційність, досягнуті в історичному періоді, необхідно повністю зберегти, бо завдяки класичним співвідношенням вони можуть легко поєднуватися з будь-якою майбутньою забудовою».

Не слід забувати, що ландшафт — це всеосяжна та позачасова реальність, у якій існувала людина у доурбаністичну епоху. Саме бездоганне почуття ландшафту було притаманне людям у минулі століття, коли споруди зросталися із природним оточенням. Архітектура минулого і сьогодні являє собою школу майстерності архітектури та містобудування на Русі. Вже починаючи з ХІ ст. влада міста зобов'язувала забудовників дотримуватися містобудівних правил і законів, що регулюють взаємозв'язок між архітектурою та природою. На Русі з XI ст. діяв візантійський «Закон градський», записаний у керманичах книгах**. Серед його положень були, наприклад, такі: «Тільки тоді будівлю можна побачити по-справжньому, коли вона знаходиться на стрункому місці. Перш ніж будувати, уважно оглянь місцевість. Вибери таке місце, щоб будинок не заважав природі». Або такі: «...наказуємо, щоб старий двір, що оновлює, не забирав у сусіда світу і не позбавляв його їхнього вигляду, не зраджував первісного образу»; «...не загороджуй насильно виду сусідові, якщо він прямо бачить море, стоячи на своєму подвір'ї». І сьогодні у будівельній та реставраційній діяльності основною має стати «природна» логіка.

На етапі розвитку розумного ставлення до збереження природи має відбутися поступове перетворення біотехносфери на ноосферу -сферу розуму, яка, за В. І Вернадським, є неминучим та закономірним етапом розвитку біосфери.

Доказом початку такого перетворення є прийнята ООН концепція «стійкого розвитку», «стійкого будівництва», «стійкої реставрації», пов'язана безпосередньо з поняттям «стійкість екологічна». Остання має на увазі здатність екосистеми зберігати свою структуру та функціональні особливості при впливі зовнішніх факторів. Нерідко «стійкість екологічна» сприймається як синонім екологічної стабільності.

Нижче розглянуто основні поняття та вимоги, що належать до категорії екологічної стійкості. Їхнє розуміння необхідне для вирішення актуальних завдань природокористування у сферах будівельної та реставраційної діяльності, створення комфортного середовища проживання та визначення стратегії діяльності у сфері «стійкого розвитку», «стійкого будівництва», «стійкої реставрації».

* Пруцин О., Римашевський Би., Борусевич Ст.Архітектурно-історичне середовище. - М.: Будвидав, 1990.

** Алфьорова Г.В.Кормча книга як найцінніший джерело давньоруського містобудівного мистецтва / / Візантійський тимчасовий архітектор, 1973. - Т. 35.

Казка про бурштин та передчуття біосфери

Більше 200 років тому Ломоносов висловив думку, що характеризує основну установку натураліста, який, «уявляючи собі велике простір, хитру будову і красу всієї тварі, з деяким священним жахом і благоговійною любов'ю шанує Творцю нескінченну премудрість і силу».

Важливе тут посилання на Творця, оскільки Ломоносов у природних явищах бачив прояв великої творчості природи Землі і Космосу. Важливий сенс: натураліст повинен уміти споглядати Природу «з деяким священним жахом та благоговійною любов'ю».

Так, нашу земну Природу треба знати, осягати та любити. Новий заповіт людині: полюби біосферу як себе; дбати про свій мешканий космічний будинок як про себе самого, бо від його стану залежить наша доля.

Саме таке ставлення до Природи багато в чому визначило чудові наукові прозріння Ломоносова. У його наукових працях із подивом виявляєш витоки вчення про геологічну діяльність живих організмів та біосферу як середовище життя - вчення, вперше найбільш ґрунтовно розробленого на початку XX століття В.І. Вернадським та А.Є. Ферсманом…

Втім, слід розпочати з наукової казки.

У трактаті «Про шари земних» Ломоносов навів розповідь малої комашки, яка мешкала в незапам'ятні часи. Наведу цю історію, трохи відредагувавши, для легкості читання надавши деяким архаїчним словам та виразам сучасний вигляд, а також виділивши абзаци.

Користуючись літньою теплотою і сяйвом сонячним, гуляли ми розкішними блажними рослинами, шукали і збирали все, що служить до нашої їжі. Насолоджувалися між собою красою благо поточного тягаря і, слідуючи різним запашним запахам, повзали і літали по трабах, листах і деревах, не побоюючись від них ніякої напасті.

І так сідали ми на смолу, що минула з дерева, яка нас прив'язавши до себе липкістю, полонила і, безперестанку виливаючись, покрила повністю. Потім від землетрусу лісове, що опустилося, наше місце вилившимся морем покрилося: дерева скинулися, мулом і піском покрилися, разом зі смолою і з нами; де довготою часу мінеральні соки в смолу проникли, дали велику твердість, і в бурштин втілили, в якому ми отримали гробниці чудовіше, ніж знатні і багаті на світі люди можуть мати.

У рудні жили прийшли ми не інакше і не в інший час, як скам'яніле дерево, що знаходиться з нами.

Здавалося б, що у цій казці особливого? Очевидні ідеї, науково-популярний твір. А це – наукове відкриття з далекосяжними наслідками, широкими узагальненнями глобального масштабу.

Ось що передує казці: «При цьому випадку не можу забути міркування, звідки бурштин прийняв свій початок. Бо хоча мій намір єдино простягається до верств земних; і цей додаток не може вмістити в собі докладного описуречей у землі; проте ця матерія втомлює міркування і останніх міщан вченого суспільства; з яких більшість шанують бурштин за справжнє мінеральне тіло».

Саме така думка переважала в епоху Ломоносова. І це була вимушена, можна сказати, думка; його нав'язали науковому співтоваристві богослови і традиція європейського Середньовіччя (тим більше що багато вчених Відродження і початку Просвітництва були священнослужителями). Як ми знаємо, давались взнаки про час від Створення Світу, що обчислюється в тисячоліттях, і перекази про Всесвітній потоп.

Ломоносов навів переконливий аргумент на користь правдивості своєї казки: «Мені здається досить б противне тому довести могли в бурштині включені… мухи, метелики, бабки дрібні, павуки, мурахи, всякого роду комашки і до того ж листи та сучки дріб'язкових рослин».

Здавалося б, подальших доказів не потрібно. «Однак незважаючи на те, - продовжував він, - багато за найкращих шановані на світі Мінерографи пишуть, що бурштин відбувся в земному надрі зі сполуки кислоти, яка міститься в сірці, з земляними і олійними частинками. Тому перше і легке спростування їхньої думки назустріч поставлю, що ще не єдиний Хімік із сірчаної кислоти, із займистої якоїсь гірської матерії та з землі бурштину не склав, і з усього знання та дослідів Хімічним видно, що бути тому не можна».

Можливо, він проводив відповідні досліди чи читав про них у науковій літературі. Він повідомив, що штучний бурштин роблять зазвичай із прозорої смоли з домішкою деяких інших речовин. І нагадує, що бурштин знаходять на морських мілинах Прусського узбережжя після сильних вітрів. Викидають його хвилі не з морських глибин, а вимивають із прибережних гірських порід. Тут же знаходять і уламки скам'янілих дерев.

У Карпатських горах теж знаходять бурштин в осадових шарах і також разом із скам'янілими деревами. В Італії трапляється бурштин у місцях, де добувають нафту, а вона походить з кам'яного вугілля, в якому зустрічаються обвуглені стовбури дерев.

«Все це показує, - робить висновок він, - що бурштин є походження царства рослин ... Запалений бурштин дає запашний дим як смола кипарисна, і в Російських поморських краях, де його знаходять, називають морським ладаном. Хімічні досліди поділяють його на пальне, на летючу кислу суху сіль, залишаючи в реторті кілька землі, і показуючи при перегонці води небагато. Все це не виявляє в ньому ніякої мінеральної грубості».

Казка про бурштин повчальна й у методичному сенсі. Ломоносов вчить розуміти абетку кам'яного літопису в найпростіших проявах, бо замуровані в дорогоцінному прозорому саркофазі дрібні комашки, можна сказати, говорять самі за себе.

Врахуємо: коли Ломоносов писав про занурення земної поверхні внаслідок землетрусів, то мав на увазі невідчутні людиною повільні рухи. І ще. Розповівши про походження бурштину, він зробив узагальнення: мінеральні тіла, зокрема метали, не є первородною чи первозданною матерією, а постійно народжуються у земній корі.

Цим він виступив – нехай не явно – проти прийнятого багатьма не тільки обивателями чи богословами, а й вченими догми про творіння з нічого земної тверді. Йому було цілком зрозуміло, що неможливо пояснити з релігійних позицій будову земної кори та походження не тільки бурштину, а й інших корисних копалин, а також верств гірських порід, що колись відклалися в море, потім скам'янілих і піднятих на поверхню у вигляді гір та пагорбів.

(Прославлений філософ Вольтер насміювався такі погляди, вважаючи, що скам'янілі залишки морських організмів залишили в Альпах паломники, що йшли з Палестини і набрали ці зразки на узбережжі Середземного моря.)

…Рудознатці, гірники, зайняті практичними роботами, намагалися не замислюватися над складними теоретичними, як їм здавалося, загадками походження мінеральних тіл та покладів корисних копалин. Тим паче уникали вони протиріч із традиційними, засвоєними з дитинства релігійними істинами.

За твердженням Ломоносова, скам'янілості і відбитки істот, що колись жили, що знаходяться в різних гірських породах, загинули від різних причин, які діють на Землі постійно. Вивчаючи викопні залишки, можна відновити природні умови, у яких вони жили. Ці знахідки свідчать про те, що "велику зміну на земній поверхні" роблять повені та потопи. Одні «потоплення» походять «від надлишку повітряної води, тобто від сильних та надзвичайних дощів та крутого розтанення снігу, інші від морів та озер, що переступають береги своїх меж».

У другий випадок позначаються «земні трясіння» чи «нечутливі і довгострокові земної поверхні зниження і підвищення». Подібні зміни повторювалися багато разів в історії Землі і непомітно відбуваються тепер. Відмінність віку гірських порід з скам'янілістю можна з'ясувати, вивчаючи чергування шарів, у яких вони знаходяться, а їх послідовність видно в колодязях, шахтах і особливо в урвищах на берегах річок.

«Таке погляд на походження скам'янілостей, - вважав Вернадський, - був Ломоносова простим випадковим зауваженням. Воно було тісно пов'язане з його загальним уявленням про життя нашої планети, і скільки мені відомо, блискуча, хоча не зовсім вірна концепція Ломоносова не має прямих попередників. Він надавав величезне значенняорганічного світу у житті нашої планети».

Надаючи величезне значення «підземному вогню», Ломоносов із дивовижною проникливістю відзначав важливу роль органічного світу у житті нашої планети. З продуктів переробки переважно рослинних залишків походять, на його думку, торф, буре та кам'яне вугілля. Останні утворюються з торфу повільним перетворенням його на вугілля в земних глибинах завдяки високій температурінутрощі Землі.

…Пам'ятаю, чотири десятиліття тому я розмовляв із видатним радянським геологом Н.Б. Вассоєвич, автор теорії походження нафти і пального газу в умовах біосфери. Раптом він дістав одну з безлічі книг, що лежали на його письмовому столі, знайшов потрібну сторінку і прочитав: «Тим часом виганяється підземним жаром з кам'яного вугілля, що приготовляється, ця бура і чорна олійна матерія і вступає в різні розщелини і порожнини, сухі і вологі, водами.

І це є народження рідких різного гатунку горючих і сухих затверділих матерій, які є кам'яна олія, жидівська смола (асфальт. - Р.Б.), нафта, гагат і тому подібні, які хоча чистотою різняться, але з одного початку походять. Відомо з хімічних дослідів, що таких жирних матерій перегонка, коли крутим вогнем виробляється, масло виходить чорно і густо, навпаки, від легкого вогню виходить світло і прозоро».

Це сказав Ломоносов, – урочисто сказав Микола Броніславович. - Ось хто першим збагнув таємницю походження нафти!

Так, і тут Ломоносов був першим. Він пояснював: «По тихому підземному горінню дією піднятися повинна... найтонша матерія» і, скупчившись у «якийсь теплій порожнині», переробляється «вторинною дією, яку Хіміки називають ректифікацією».

Якщо не зважати на деякі старовинні слова та висловлювання, то ідея Михайла Васильовича цілком відповідає сучасним поглядам.

Хтось може пригадати, що у ХІХ століття виникла гіпотеза неорганічного походження нафти, підтримана авторитетом Д.І. Менделєєва. Вона не спростована досі. Однак якщо за певних умов «неорганічна нафта» утворюється в малій кількості, то більш менш значні поклади нафти і газу зобов'язані своїм походженням комплексу факторів, а насамперед переробці органічного матеріалу біосфери.

«Я не знаю жодної теорії XVIII століття, - писав Вернадський, - яка могла б бути поставлена ​​поряд із цими поглядами Ломоносова. Так само органічного походження, на його думку, бурштин - скам'яніла смола дерев. Переходячи до ще ближчих предметів, він першим зачіпає походження чорнозему і вважає його продуктом гниття наземної рослинності, деревної та трав'яної, частково і тварин. Так само продуктом руйнування організованого світу (головним чином чорнозему) він вважає органічну речовину шиферів і глин».

Може здатися дивним, що колись вчені не здогадувалися про органічне походження бурштину та ґрунтів. Якщо не помиляюся, ще в Античності було висловлено припущення, що бурштин - смола, що скам'яніла. Але тоді ж вважали гірський кришталь (кварц) скам'янілим льодом. Все це були припущення, без жодного обґрунтування.

«Таким чином, – продовжував Вернадський, – він усюди бачить залишки організмів. Їхні кістки і відбитки перетворилися на скам'янілості, змінили свою речовину, зберігши форму, а тіло, що було в них не зовсім згоріло, дало величезні відкладення нафти, кам'яного вугілля, торфу, чорнозему».

І ще одне зауваження Вернадського: «Серед численних космогоній XVIII століття космологічні погляди Ломоносова багато в чому оригінальні, оскільки він усюди брав до уваги хімічні чинники, тоді як більшість космогонії ґрунтувалося головним чином на механіці та фізиці».

Зауважимо: останні півстоліття у науковому співтоваристві найбільш популярні теорії походження Всесвіту, будови матерії, розвитку Землі, еволюції Життя і Розуму, засновані на даних фізико-математичних наук.

Вчення про біосфері відсунуто другого план, але в перший вийшли технічні науки, задовольняють матеріальні потреби найбільш забезпечених груп населення, що безмірно зростають. І якщо з часів Ломоносова технічні досягнення справді фантастичні, то у пізнанні рідної природиЗемлі успіхи невеликі, а за останні десятиліття і зовсім незначні. Людство прискорено руйнує та забруднює середовище життя. Тим самим підриваються основи нашого буття.

У Ломоносова, звісно, ​​зберігалися елементи механістичного світогляду. Частково це виправдано (згадаймо наведене вище судження Іммануїла Канта). Але найголовніше: він усвідомлював велич та незбагненну складність земної природи, живих організмів. Благоговіння перед Природою - такою була основа його світогляду (на початку XX століття цей принцип екології проголосив чудовий німецький мислитель Альберт Швейцер).

З книги Півтораокий стрілець автора Лівшиць Бенедикт Костянтинович

38. ПЕРЕДЧУТТЯ Розплещуться довгі стіни, І раптом, протверезившись від троянд, Крилатий і благословенний Плівник перлинних бабок, Я стану важким і темним, Яким ти не знала мене, І не здогадаюся, про що нам Зів'яле золото дня Так тьмяно і повільно блищить, не здогадаюся,

З книги Кете Кольвіц автора Пророкова Софія Олександрівна

Передчуття щастя Мюнхен набагато менше, затишніше, ніж неосяжний сірий Берлін. Тихі водиІзара статечно пливуть із густих лісів. Навколо високі гори. Біля підніжжя величних схилів вирував і клекотів художній Мюнхен. Сюди стікалися вчитися мистецтву

З книги Одна на мосту: Вірші. Спогади. Листи автора Андерсен Лариса Миколаївна

ПЕРЕДЧУТТЯ (У ШЛЯХУ) Лише обранцям дано - не багатьом - Оновлюватись з кожною хвилею... Хіба не був місяцем дворогим, Віщим знаком, шлях відзначений мій? І очі молитовно дивилися На брижі води, Що мелькає, І колеса натхненно співали, Замітаючи старі сліди. І мчала

З книги Ольга. Заборонений щоденник автора Берггольц Ольга Федорівна

ПЕРЕДЧУТТЯ Ні, я не знаю, як доведеться тебе на битву проводжати, як раптом дихання обірветься, як за конем твоїм бігти... І де доведеться нам попрощатися, де ми розлучимося з тобою: на роздоріжжі в чистому полі чи біля застави міської? Чи сигнал вогненний здійметься, чи

З книги Ноктюрн за доктором Фрейдом автора Лобачов Михайло Вікторович

Казка про злого комп'ютерного чарівника або Нова казка про втрачений час Жив-був злий комп'ютерний чарівник Глюк. Його давно ображало, що реальність, у якій він жив, називали неприємним словом «віртуальна». А чому віртуальна? Та тому, що немає жодних вимірів,

З книги Під дахом Всевишнього автора Соколова Наталія Миколаївна

Передчуття У 1974 році до нашого будинку в Гребінні підвели, нарешті, мережевий газ. Воду підвели ще 1960 року, тож з'явилися там усі зручності, як у Москві. Батюшка мій тріумфував: відпала турбота про вугілля та дрова. Ми поставили газову пічку і вирішили, що тепер наша хата всю зиму

З книги Вернадський автора Баландін Рудольф Костянтинович

Передчуття ноосфери Почуття гармонії пробуджує мелодія. Невидима, не має зримих форм, вона втілює єдність і пропорційність частин. Щось подібне властиво кристалам. Їх можна вважати застиглою музикою. А розум дозволяє збагнути красу поєднання фарб,

Із книги Михайло Лермонтов. Один між небом та землею автора Михайлов Валерій Федорович

Почуття біосфери Повернемося на два десятиліття тому від моменту публікації першого випуску «Дослідів описової мінералогії». Ми залишили поза увагою - як і сам учений-початківець на той час - деякі деталі. ... У складі полтавської експедиції Докучаєва Вернадський

З книги Ленін та Інеса Арманд. Кохання та революція автора Гусейнова Лілія

Передчуття загибелі 1На думку письменника Олександра Дружініна, «останній загадковий рік у житті Лермонтова, весь виконаний діяльності, - скарб для уважного поціновувача, який завжди має нахил заглядати в «лабораторію генія», напружено стежити за

З книги Мій чоловік – Сальвадор Далі автора Бекічева Юлія

Розділ 16. Передчуття Івот ми знову в нашій дорогій та холодній Росії. Нам, що скучили за батьківщиною, вона здавалася найулюбленішою. А мені раптом пристрасно захотілося повернутися назад. Туди, де ми були разом. Бо тут ми вже зовсім не разом. Володимир зайнятий справами партії, я

Із книги Шаман. Скандальна біографія Джима Моррісона автора Руденська Анастасія

XIII Передчуття У 1936 році подружжя Далі вдруге вирушило підкорювати Америку. Великий містифікатор міг пишатися собою. «Мою другу подорож до Америки можна було б назвати офіційним початком „слави“. Усі картини було розпродано у день виставки.» Сальвадор Далі

З книги Записки. З російського зовнішньополітичного відомства, 1914–1920 гг. Книжка 1. автора Михайлівський Георгій Миколайович

Передчуття У маленькому кінозалі було тісно та душно. Натовп навколо шумів, позіхав, хрумтів чіпсами і попкорном, шипів банками з газировкою, що відкривалися... Спітнілі викладачі ліниво обмахувалися папками. Студенти молодших курсів, які прийшли подивитися на випускників,

З книги «Телебачення». Закадрові нескладушки автора Візільтер Вілен С.

Передчуття вибуху Тієї осені двічі приїжджав у Петроград із Севастополя, де він постійно жив із сім'єю, мій дядько Н.В. Чариков: перший раз на початку жовтня, другий – на різдво, невдовзі після вбивства Распутіна. Обидва рази він був близько трьох тижнів і як людина, яка мала

Із книги Мерилін Монро. Право сяяти автора Мішаненкова Катерина Олександрівна

З книги Крізь час автора Кульчицький Михайло Валентинович

Передчуття Саме Грейс Маккі перша сказала Мерілін, що та обов'язково стане актрисою. «Грейс любила Норму Джин і захоплювалася нею, – згадувала Лейла Філд, колега Грейс Маккі по роботі. – Якби не Грейс, не було б ніякої Мерилін Монро… Грейс захоплювалася Нормою

З книги автора

Невже ми розучимося любити і у свята, розкинувши дивани, почнемо зустрічати гостей і церемонно пити холодні кавказькі нарзани? Важко. Стане слух наш слабкий. Микати ми будемо мляво і по-бичачому. І будемо приймати за жінку ми шкап і обіймати його в