 |
Тема 5. Экологические факторы. 5 страница
Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1513
|
|
9.5. Биогеохимические циклы. Важную роль при переносе материи в экосистемах играет существование постоянных циклов элементов. Последние существенно отличаются от преобразованной энергии, которая, в конце концов, деградирует в виде тепла и никогда не используется снова.
Для синтеза протоплазмы живым организмам необходимо примерно 40 элементов, из которых самыми важными являются углерод, азот, водород, кислород, фосфор и сера.
Круговорот углерода. Единственным источником углерода для растении служит углекислота, входящая в состав атмосферы или находящаяся в растворенном состоянии в воде. В процессе фотосинтеза углекислота превращается в органические вещества (углеводы, белковые вещества, липиды), служащие пищей животным. Дыхание, брожение и сгорание топлива возвращает углекислоту в атмосферу.
Круговорот азота. Источником азота служит азот атмосферы и азот, содержащийся в трупах. Свободный азот могут использовать лишь немногие организмы — фиксаторы азота — бактерии, живущие в клубеньках бобовых, и некоторые сине-зеленые водоросли. Белковые вещества трупов благодаря деятельности бактерий превращаются в аммонийные соединения, а также нитриты и нитраты. Эти вещества служат источником азота для зеленых растений.
Круговорот фосфора. Основные запасы фосфора содержат различные горные породы, которые постепенно отдают свои фосфаты наземным экосистемам. Фосфаты потребляются растениями и используются ими для синтеза органических соединений. При разложении трупов животных бактериями фосфаты возвращаются в почву и затем снова используются растениями.
Круговорот воды. В средних широтах растения способны задерживать до 25% воды, выпадающей в виде осадков. Остальная вода впитывается в почву или стекает по ее поверхности. Благодаря испарению часть ее возвращается в атмосферу.
9.6. Динамика экосистем. Одно из основных свойств экосистем −это их динамизм. Наблюдения за заброшенным полем показывают, что его последовательно завоевывают сначала многолетние травы, затем кустарники и, наконец, древесная растительность. Основными факторами, влияющими на развитие экосистем, являются: климатические (изменения, произошедшие в четвертичный период во время межледниковых и ледниковых периодов), геологические (эрозия, горообразование, вулканизм), эдафические (развитие почв), биологические (межвидовая конкуренция), деятельность человека (пожары, вырубки, интродукция новых видов животных и растений). Эти изменения носят названия сукцессии. Сукцессии бывают первичными и вторичными,
Первичными сукцессиями называют освоение живыми организмами тех станций, которые никогда прежде не были заселены, т.е., иными словами, пустых мест. Впервые поселяющиеся в них организмы именуют пионерами. Конечным этапом эволюции экосистемы является стабильный биоценоз, находящийся в равновесии со средой. Этот этап называется климаксовым,
Вторичные сукцессии появляются в станциях, которые уже были заселены, но лишились своих обитателей в результате климатических (оледенения, пожары) или геологических (эрозия) явлений, а также из-за вторжения человека (распашка полей).
Говоря об устойчивости экосистем, или их стабильности, мы должны отметить, что существуют два типа стабильности: резистентная устойчивость (способность оставаться в устойчивом состоянии под нагрузкой) и упругая устойчивость (способность быстро восстанавливаться). Для экосистем эти два типа устойчивости не могут одновременно полноценно развиваться. Так, калифорнийский лес из секвойи довольно устойчив к пожарам (для этих деревьев характерна толстая кора и другие адаптации), но если он все же сгорит, то восстанавливается очень медленно или не восстанавливается вовсе. Напротив, калифорнийские заросли чапараля очень легко выгорают (низкая резистентная устойчивость), но быстро восстанавливаются (отличная упругая устойчивость). Устойчивость экосистем обусловлена эффективностью действия внутренних механизмов экосистемы. Выполнение функций жизнеобеспечения экосистеме не одним, а несколькими видами или компонентами повышает стабильность экосистемы.
9.7. Искусственные экосистемы. Примерами таких экосистем могут быть космический корабль, город как гетеротрофная экосистема, т.е. питающаяся другими, агроэкосистемы (сельскохозяйственные экосистемы).
Космический корабль. Для путешествий в несколько дней или недель не требуется полностью автономная экосистема, так как необходимый запас кислорода и пищи берется с собой, а углекислота и другие отходы могут быть на короткое время изолированы или обезврежены. Для более длительных путешествий потребуется закрытый или обладающий более полными системами регенерации космический корабль, на котором должны иметься все жизненно важные абиотические вещества и средства для их многократного использования. В нем должны осуществляться сбалансированные процессы продуцирования, потребления и разложения организмами или их искусственными заместителями. По сути дела космический корабль представляет собой микросистему, включающую человека.
Для настоящих регенеративных экосистем, которые могли бы долгое время находиться в космосе, не получая ничего с Земли, потребовались бы крупные организмы, и в частности такие, которые могли бы идти в пищу человеку, значительное видовое разнообразие, и прежде всего − большие емкости, заполненные воздухом и водой. Основная задача − решение проблемы накопителей отходов, регуляторов и регенераторов. Очевидно, что эти функции должны взять на себя механические устройства. Пока мы не имеет представления о том, как сконструировать мезокосмос с включением в него человека.
Город отличается от естественной экосистемы: 1) гораздо более интенсивным метаболизмом на единицу площади, для чего требуется большой приток энергии извне (горючие ископаемые); 2) большими потребностями в поступлении вещества извне; 3) более мощным и ядовитым потоком отходов. Город практически не производит пищи или других органических соединений, не очищает воздух и почти не возвращает воду и неорганические вещества в круговорот.
Агросистемы отличаются тем, что: 1) получают вспомогательную энергию в виде мышечных усилий человека и животных, удобрений, пестицидов, орошающей воды, работы машин и т.д.; 2) разнообразие организмов резко снижено; 3) доминирующие виды подвергаются искусственному отбору. Агросистемы организованы так, чтобы направлять как можно больше энергии на производство продуктов питания.
Тема 10. Биосфера, экосфера, ноосфера
10.1. Общие сведения. Биосфера − это совокупность частей земных оболочек (литосферы, гидросферы и атмосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием, занята продуктами их жизнедеятельности.
10.2. История становления учения о биосфере. На основе наблюдений природных явлений представление о том, что живые существа взаимодействуют с внешней средой и влияет на её изменение, возникло давно. В начале 17 века появились первые представления о биосфере голландских и французских учёных. Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б. Ламарк (1744−1829). Он определил основные элементы современной концепции биосферы. В 1875 г. Определение же “БИОСФЕРА” впервые было введено австрийским геологом Э.Зюссом в 1875 году, который наряду с атмосферой, гидросферой и литосферой выделил в качестве самостоятельной оболочки Земли биосферу — сферу жизни. Однако подробного освещения роли биосферы у Зюсса нет. Значительно более широкое представление о биосфере мы встречаем у В.И.Вернадского (1863−1945), который стал первым исследовать жизнь как единое целое, как геологически своеобразное живое вещество, характеризующееся весом, химическим составом, энергией и геохимической активностью. Он рассматривал биосферу как особое геологическое тело, строение и функции которого определяются особенностями Земли и Космоса. А живые организмы, популяции, виды и все живое вещество – это формы, уровни организации биосферы.
10.3. Биогеохимические принципы. Для понимания той работы, которую совершает живое вещество в биосфере, очень важными являются три основных положения, которые Владимир Иванович Вернадский называл «биогеохимическими принципами».
В формулировке В.И. Вернадского они звучат следующим образом:
1 принцип: «Биогенная миграция атомов химических элементов в биосфере всегда стремится к максимальному своему проявлению».
2 принцип: «Эволюция видов в ходе геологического времени, приводящая к созданию форм жизни устойчивых в биосфере, идет в направлении, увеличивающем биогенную миграцию атомов биосферы» (или в другой формулировке: «При эволюции видов выживают теорганизмы, которые своею жизнью увеличивают биогенную геохимическую энергию»).
3 принцип: «В течение всего геологического времени, с криптозоя, заселение планеты должно было быть максимально возможное для всего живого вещества, которое тогда существовало».
Для Вернадского 1-й биогеохимический принцип был тесно связан со способностью живого вещества неограниченно размножаться в оптимальных условиях.
2-й биогеохимический принцип, по существу, затрагивает кардинальную проблему современной биологической теории − вопрос о направленности эволюции организмов. По мысли Вернадского, преимущества в ходе эволюции получают те организмы, которые приобрели способность усваивать новые формы энергии или «научились» полнее использовать химическую энергию, запасенную в других организмах.
3-й биогеохимический принцип также связан со «всюдностью» или «давлением» жизни. Этот фактор обеспечивает безостановочный захват живым веществом любой территории, где возможно нормальное функционирование живых организмов.
10.4. Три способа питания живых организмов. Очень важным для понимания биосферы было установление немецким физиологом Пфефером (1845−1920) трех способов питания живых организмов:
− автотрофное − построение организма за счет использования веществ неорганической природы;
− гетеротрофное − построение организма за счет использования низкомолекулярных органических соединений;
− миксотрофное смешанный тип построения организма (автотрофно−гетеротрофный).
10.5. Современные представления о биосфере. Биосфера − глобальная экосистема. Она не образует сплошного слоя с четкими границами, а как бы «пропитывает» другие геосферы планеты. Биосфера – это совокупность частей земных оболочек (нижняя часть атмосферы, гидросфера и верхние горизонты литосферы), которая заселена живыми организмами, находится под их воздействием, занята продуктами их жизнедеятельности.
Элементы (структура) биосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера, флора (растения), фауна (животные) и микроорганизмы.
Состав биосферы:
−живое вещество – биомассы современных живых организмов;
−биогенное вещество – все формы детрита, а также торфа, угля, нефти и газа биогенного происхождения;
−биокосное вещество – смесь биогенных веществ с минеральными породами не биогенного происхождения (почва, илы, природные воды, газо− и нефтеносные сланцы, битуминозные пески, часть осадочных карбонатов);
−косное вещество – горные породы, минералы, осадки, не затронутые прямым биогеохимическим воздействием организмов.
По данным, основанным на содержании энергии или углерода, количества живого, биогенного и биокосного вещества в биосфере, соотносятся как 1:20:4000.
10.6. Роль живого вещества. По Вернадскому, работа живого вещества в биосфере может проявляться в двух основных формах:
химической (биохимической) −1 род геологической деятельности;
механической − 2 род такой деятельности.
Геологическая деятельность 1 рода − построение тела организмов и переваривание пищи, − конечно, является более значительной. Классическим стало функциональное определение жизни, данное Фридрихом Энгельсом: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем, с прекращением этого обмена веществ, прекращается и жизнь».
Сейчас появилась возможность вычислить скорость этого обмена. По данным Л.Н. Тюрюканова, у пшеницы, например, полная смена атомов происходит для фосфора за 15 суток, а для кальция − в 10 раз быстрее: за 1,5 суток. По подсчетам биолога П.Б. Гофмана-Кадашникова, в течение жизни человека через его тело проходит 75 т воды, 17 т углеводов, 2,5 т белков, 1,3 т жиров. Геохимический эффект физиологической деятельности организмов обратно пропорционален их размерам, и наиболее значимой оказывается деятельность прокариотов − бактерий и цианобактерий.
Еще Чарльз Дарвин подсчитал, что слой экскрементов, выделяемых дождевыми червями на плодородных почвах Англии, составляет около 5 мм в год. Таким образом, почвенный пласт мощностью в 1м дождевые черви полностью пропускают через свой кишечник за 200 лет. Достаточно 40 экземпляров полихет на 1 м 
, чтобы поверхностный слой донных осадков мощностью в 20−30 см ежегодно проходил через кишечник. Субстрат при этом существенно обогащается кальцием, железом, магнием, калием и фосфором по сравнению с исходными илами.
Биосфера является определенной природной системой, а ее существование в первую очередь выражается в круговороте энергии и веществ, при участии живых организмов.
Биогенная миграция атомов 2 рода − механическая − отчетливо проявляется в наземных экосистемах с хорошо развитым почтенным покровом, позволяющим животным создавать глубокие укрытия (гнездовые камеры термитов, например, расположены на глубине 2-4 м от поверхности). Благодаря выбросам землероев, в верхние слои почвы попадают первичные невыветрившиеся минералы, которые, разлагаясь, вовлекаются в биологический круговорот. Биогенная миграция атомов 2 рода распространена не только в наземных, но и в морских экосистемах, и здесь ее роль может быть еще более значительна. Олигохеты и полихеты углубляются в грунт на 40 см и более. Сверлящая деятельность моллюсков фолад вызывает иногда катастрофические последствия. Когда в районе Сочи в результате непродуманного строительства берег обнажился от гальки, он начал отступать со скоростью до 4 м в год. Главным виновником разрушений были фолады, которые заселили каждый метр скального берега, сложенного глинистыми сланцами, и принялись дружно сверлить себе подводные норки. К счастью, был найден выход: берег стали укреплять поперечными стенками, а между ними засыпать гальку. В результате сверлильщики были уничтожены, движущаяся под ударами волн галька перемолола их, А в Западной Европе не менее опасную деятельность проводит случайно завезенный из Китая мохнаторукий краб − он проник во многие реки, и, строя свои норы, подрывает берега и разрушает плотины.
К биогенной миграции 2 рода можно отнести и перемещение самого живого вещества. Сюда относятся сезонные перелеты птиц, перемещения животных в поисках корма, массовые миграции животных. Естественно., что все эти разнообразные формы движения живого вызывают и транспортировку небиогенного вещества.
Особую роль в биосфере играют биологические круговороты, где важнейшим процессом является фотосинтез, осуществляемый растительностью планеты, которая оказывает влияние на все компоненты природного комплекса биосферы – атмосферу, гидросферу, почву, животный мир. Велика роль растений в жизни человеческого общества. Они создают необходимую среду существования и снабжают её различными веществами. Перенос вещества и энергии осуществляется затем посредством пищевых цепей.
К своеобразной разновидности круговоротов в биосфере относятся её ритмические изменения. Ритмикой называется повторяемость во времени комплекса процессов, которые каждый раз развиваются в одном направлении. При этом различают две её формы: периодическую – это ритмы одинаковой длительности (время оборота Земли вокруг оси) и циклическую – ритмы переменной длительности. Периодичность в биосфере проявляется во многих процессах: тектонических, осадконакоплении, климатических, биологических и многих других. Ритмы бывают разной продолжительности: геологические, вековые, внутривековые, годовые, суточные и т.д.
Ритмичность – это форма своеобразной пульсации биосферы как целостной системы, причём ритмы, как и круговороты веществ, замкнуты в себе. Знание и учёт ритмических явлений необходимы при рациональном природопользовании и охране естественных ресурсов нашей планеты.
10.7. Теория биосферы. Эксперимент с компьютерными моделями, имитирующими динамику биосферы (по количественной проверке гипотезы К.Сагана о возможной ядерной зиме и ядерной ночи) после крупномасштабного обмена ударами водородными бомбами показал, что во всех тех случаях, когда интенсивность воздействия превосходила некоторый порог (энергия воздействия порядка 2-3 тысяч мегатонн), биосфера никогда не возвращалась в исходное состояние. Совершенно иной становилась циркуляция атмосферы, менялась структура океанических течений, структура осадков и, конечно, распределение температур, а значит, и распределение биоты (если она сохранится после катаклизма). Другими словами, Земля после столь мощного воздействия переставала быть похожей на ту Землю, которую мы знаем в четвертичном периоде. И эта новая Земля уже не могла служить ойкуменой человечества: биота сохранится очень обедненной и, самое главное, без людей!
Итак, возникает новая фундаментальная наука. И она носит прикладной характер, поскольку эта дисциплина сделается научной базой судьбоносных решений для человечества. Переход биосферы из одного состояния в другое вовсе не обязательно требует мгновенных сверхнагрузок, как при атомных взрывах и последующих пожарах. Катастрофа может подкрасться и незаметно. И стратегия развития человечества не просто должна быть согласована с развитием биосферы, но должна быть такой, чтобы развитие биосферы происходило в нужном для человечества эволюционном канале.
Тема 11. Экосфера
11.1. Общие сведения. Экосфера – целостная, внутренне связанная система, обладающая определенной устойчивостью по отношению, как к внутренним процессам, так и внешним воздействиям. Верхняя граница экосферы расположена на высоте нескольких метров (<30 м) над поверхностью растительного покрова на суше или над океаном; нижняя − по горизонту грунтовых вод или максимального проникновения корней растений и роющих животных. В океане она ограничена слоем проникновения солнечных лучей, достаточным для осуществления фотосинтеза (не более 100 м) или глубиной сохранения биологической активности в донных осадках. За этими пределами остается ничтожная часть живых организмов, но находятся огромные массивы продуктов их жизнедеятельности − и в атмосфере (газы, пары воды), и в гидросфере (растворенная и взвешенная органика).
11.2. Структура экосферы. Экосфера − очень сложная природная система, т.к. это область взаимного проникновения и взаимодействия атмосферы, гидросферы, биосферы и верхней части литосферы. Иногда выделяют также криосферу, или сферу холода, включающую ледники, вечную мерзлоту, снежный покров, ледяной покров водоемов. На суше выделяется также педосфера, или сфера почв. Экосфера не имеет четких границ и простирается на первые десятки километров в атмосферу и на первые сотни метров в литосферу, включая в себя помимо этих двух сфер также и всю биосферу, педосферу и практически всю гидросферу.
Основные черты пространственной структуры экосферы следующие:
Экосфера по форме близка к шару;
Экосфера трехмерна. На этом основана общепринятая система географических координат: широта, отсчитываемая к северу и югу от экватора, долгота, отсчитываемая от нулевого мередиана, обычно проводимого через Гринвич вблизи Лондона, и высота над средним уровнем океана;
Поверхность суши и океана (“дневная поверхность”) – это зона наибольшего взаимодействия геосфер;
Верхняя и нижняя границы экосферы размыты;
Поверхности контактов между различными компонентами экосферы наиболее активны. К ним относятся такие контактные зоны как атмосфера-суша, атмосфера-океан, суша-океан, поверхности раздела между воздушными и водными массами с различными свойствами (фронты), границы между различными экологическими системами (экотоны).
11.3. Режим и эволюция экосферы. Важнейшими факторами, определяющими режим и эволюцию экосферы, являются ее тепловой баланс и глобальные циклы вещества.
Тепловой баланс. Главный источник энергии, необходимой для функционирования экосферы, – это Солнце. Позиция Земли по отношению к Солнцу оптимальна по сравнению с другими планетами: наша планета достаточно близка к Солнцу, чтобы получать от него необходимое количество энергии, определяющей почти все основные процессы в экосфере. В то же время, Земля не настолько приближена к Солнцу, чтобы получать избыточное количество энергии.
Солнце – главный источник энергии, которая необходима для функционирования экосферы как системы. Общее количество солнечной энергии, достигающей верхней атмосферы, составляет 5,49·1024 джоулей за год. При этом поток солнечной радиации весьма мало изменяется во времени, обеспечивая устойчивую энергетику таких основных процессов экосферы, как, например, общая циркуляция атмосферы и океана, выветривание и денудация верхних горизонтов литосферы, глобальные биогеохимические циклы вещества, образование первичной биологической продукции и пр. В частности, затраты солнечной энергии на испарение воды с поверхности океанов и суши определяют один из основных механизмов системы – глобальный гидрологический цикл, или круговорот воды.
Другой источник энергии экосферы – поток из недр Земли к ее поверхности – в 20-30 тысяч раз меньше, чем поступление энергии от Солнца, хотя этот поток все же весьма значителен.
Для сравнения укажем, что человек использует сейчас почти такое же количество энергии, как и поток из недр Земли. Это иллюстрация того, что роль человека уже соизмерима с крупными природными процессами.
Солнечную энергию, приходящую к верхней границе атмосферы, постигают затем сложные преобразования. Она частично: рассеивается в атмосфере; отражается от нее в мировое пространство; достигает поверхности Земли. В среднем для Земли почти половина солнечной радиации, приходящей на верхнюю границу атмосферы, достигает поверхности океанов и суши. В свою очередь, эта доля солнечной энергии: отражается от поверхности Земли в атмосферу и за ее пределы; нагревает поверхность почвы и океанов; расходуется на испарение воды.
С точки зрения энергетического баланса, экосфера – открытая система, потому что происходит свободный обмен энергией через границы системы. Несмотря на это, приходные и расходные части энергетического бюджета экосферы в высочайшей степени сбалансированы. Экосфера получает и теряет одинаковое количество энергии, что удерживает ее в относительно стабильном термическом состоянии. Долговременные изменения теплового баланса экосферы, как естественные, так и антропогенные, весьма малы по сравнению с основными компонентами теплового баланса, но именно эти изменения определяют вековые глобальные изменения климата.
В различных зонах поверхности Земли приток радиации не соответствует ее отдаче, так что радиационный баланс оказывается или положительным, или отрицательным, в полном соответствии с основными географическими закономерностями. Тепловое равновесие земной поверхности поддерживается межширотным обменом энергией посредством глобальной циркуляции атмосферы, а также и океана. Антропогенные изменения теплового баланса в отдельных точках или территориях (акваториях) могут вызывать изменения в циркуляции атмосферы с соответствующими воздействиями на климат.
Глобальные циклы. Ось вращения Земли наклонена под углом 66°33’ к плоскости движения Земли вокруг Солнца (плоскости эклиптики). Это обстоятельство обусловливает изменяющееся в течение года неравномерное распределение солнечной радиации по земной поверхности и, таким образом, смену времен года. Оно обеспечивает также различную продолжительность светового дня и ее внутригодовую изменчивость в зависимости от широты.
Параметры движений Земли изменяются с определенной периодичностью. Среди многих периодов выделяются, например, вариации средней продолжительностью 92, 40 и 21–23 тысяч лет, связанные с закономерными изменениями параметров движений Земли (эксцентриситета орбиты, наклона оси вращения планеты к плоскости орбиты, прецессии равноденствия). Это приводит к периодичности изменений геоэкологической обстановки, таких как потепление или похолодание климата, повышение или понижение уровня океана, развитие или сокращение оледенения и пр. Периодичность различной продолжительности – отличительная особенность многих природных явлений.
11.4. Основные функции экосферы. Газовая функция. Живые существа постоянно обмениваются кислородом и углекислым газом с окружающей средой в процессах фотосинтеза и дыхания растений и животных. Растения строго контролируют концентрации О2 и СО2, оптимальные для всей современной биоты.
Концентрационная функция. Пропуская через свое тело большие объемы воздуха и природных растворов, живые организмы осуществляют биогенную миграцию и концентрирование химических элементов и их соединений. Ранние этапы биологической эволюции проходили в водной среде. Организмы научились извлекать из разбавленного водного раствора необходимые для них вещества, многократно увеличивая их в своем теле. Окислительно-восстановительная функция живого вещества тесно связана с биогенной миграцией элементов и концентрированием веществ, Многие вещества в природе крайне устойчивы и не подвергаются окислению при обычных условиях. Но живые клетки располагают настолько эффективными катализаторами − ферментами, что способны осуществлять многие окислительно-восстановительнье реакции в миллионы раз быстрее, чем это может происходить в абиогенной среде.
Информационная функция. Организмы оказались способными к получению информации путем соединения потока энергии с активной молекулярной структурой, играющей роль программы. Способность воспринимать, хранить и перерабатывать молекулярную информацию совершила опережающую эволюцию в природе и стала важнейшим экологическим системообразующим фактором.
Метаболическая функция. Биота экосферы обусловливает преобладающую часть химических превращений на планете, т.е. выполняет глобальную метаболическую функцию. Суммарная биомасса экосферы составляет около 1,4 трлн. тонн. Живое вещество экосферы на 98,6% представлено биомассой наземных растений, которые в основном определяют и химический состав суммарной биомассы. Экосфера − планетарная совокупность современных биомов.
Тема 12. Ноосфера
12.1. Общие сведения. Ноосфера (от греч. noos − разум) − это сфера взаимодействия природы и общества, в пределах которой разумная человеческая деятельность становится главным и определяющим фактором ее развития. Для ноосферы характерно взаимодействие человека и природы: связь законов природы с законами мышления и социально-экономическими законами.
Ноосфера – оболочка Земли, на которую воздействуют производство, культура, быт людей. Ноосфера отражает планетарное воздействие общественного производства на верхние оболочки Земли.
12.2. История становления учения о ноосфере. В начале 20 в. П. Тейяр де Шарден и Э. Леруа ввели понятие ноосфера, определяемое как идеальная и «мыслящая» оболочка, облекающая весь земной шар и формирование которой связано с возникновением и развитием человеческого сознания. В.И. Вернадский утверждал, что человек – вершина космической эволюции: “С появлением на нашей планете одарённого разумом живого существа планета переходит в новую стадию своей истории. Биосфера переходит в ноосферу”. В термин ноосфера он внес свое, материальное содержание, выражающееся в том, что ноосфера − это новая и высшая стадия биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, которое, познавая законы природы и совершенствуя технику, становится крупнейшей силой, сопоставимой по своим масштабам с геологическими, и начинает оказывать определяющее влияние на ход процессов в охваченной его взаимодействием сфере Земли, а впоследствии и в околоземном пространстве, глубоко изменяя ее своим трудом.
Труд человека, то есть основная форма его жизнедеятельности, есть в первую очередь взаимодействие его с природой. Человек проявляет эту свою способность не столько в качестве источника энергии или массы, сколько в виде специфического регулятора, возбуждающего действие одной силы природы против другой. Именно здесь возникает и проявляется “хитрость разума”.
Научная мысль человечества работает только в биосфере и в ходе своего проявления в конце концов превращает её в ноосферу, геологически охватывает её разум.
Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек 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 раньше. Ноосфера – последнее из многих состояний эволюции биосферы в геологической истории – состояние наших дней.
В действительности существует лишь одна последовательность: биосфера-ноосфера, а механизмы, пути в космических, глобальных и региональных масштабах могут быть многочисленные и самые разнообразные. Сегодня преобразование биосферы в промышленных, аграрных и других целях осуществляется различно и не только в результате технического вмешательства человека. Например, всё возрастающее число заповедных зон Земли есть важный элемент современного периода превращения биосферы в ноосферу.