Структура и границы биосферы
Состав биосферы
Биосферу слагают следующие типы веществ:
Живое вещество — вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю, физико-химически едина, вне зависимости от их систематической принадлежности. Биогенное вещество — вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. Косное вещество — продукты, образующиеся без участия живых организмов.
Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя динамически равновесные системы тех и других. Таковы почва, ил, кора выветривания и т. д.
Границы биосферы:
Верхняя граница в атмосфере: 40-50 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое УФ-излучение, губительное для живых организмов.
Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.
Вещество биосферы по Вернадскому
В структуре биосферы Вернадский выделял семь видов вещества:
живое; биогенное (возникшее из живого или подвергшееся переработке); косное (абиотическое, образованное вне жизни); биокосное (возникшее на стыке живого и неживого; к биокосному, по Вернадскому, относится почва); вещество в стадии радиоактивного распада; рассеянные атомы; вещество космического происхождения.
Вернадский был сторонником гипотезы панспермии. Методы и подходы кристаллографии Вернадский распространял на вещество живых организмов. Живое вещество развивается в реальном пространстве, которое обладает определённой структурой, симметрией и дисимметрией. Строение вещества соответствует некоему пространству, а их разнообразие свидетельствует о разнообразии пространств. Таким образом, живое и косное не могут иметь общее происхождение, они происходят из разных пространств, извечно находящихся рядом в Космосе. Некоторое время Вернадский связывал особенности пространства живого вещества с его предполагаемым неевклидовым характером, но по неясным причинам отказался от этой трактовки и стал объяснять пространство живого как единство пространства-времени.
Важным этапом необратимой эволюции биосферы Вернадский считал её переход в стадию ноосферы.
Живое вещество биосферы. Свойства и функции
Живое вещество характеризуется определенными свойствами:
Стремление заполнить собой все окружающее пространство — «давление жизни» по Н. Ф. Реймерсу. Возможность произвольного перемещения в пространстве, например, против течения воды, силы тяжести, ветра и т. п.
Наличие специфических химических соединений (белков, ферментов и др.), устойчивых при жизни и быстро разлагающихся после смерти.
Феноменально высокая скорость протекания реакций на несколько порядков (в сотни, тысячи и даже миллионы раз) быстрее, чем в неживой природе планеты. Косвенно это свойство можно оценить по скорости переработки веществ организмами в процессе жизнедеятельности, например, у наиболее активных организмов — грунтоедов. Деятельность живого вещества в биосфере в определенной степени условно можно свести к нескольким основополагающим функциям, дополняющим представление о его преобразующей биосферно-геологической деятельности, В.И. Вернадский выделял девять функций: газовую, кислородную, окислительную, кальциевую, восстановительную, концентрационную и др.
Свойства живого вещества определяются большой концентрацией (большими запасами) энергии в нем.
Эволюция биосферы
Биосфера не является статичным, неизменным объектом; с течением времени она эволюционирует. Важным фактором этой эволюции являются сами живые организмы. С момента своего возникновения они расширяли границы биосферы, изменяли её состав. В результате их деятельности за миллиарды лет появились горные породы и полезные ископаемые органического происхождения, полностью преобразована атмосфера Земли (в то числе образован озоновый экран, защищающий всё живое на Земле от губительных ультрафиолетовых лучей), постоянно менялся рельеф местности.
Изменения в составе атмосферы Земли:
Значительные изменения биосфера претерпела с момента появления человека. Бурное развитие промышленности, науки и техники за несколько столетий – геологически ничтожный отрезок времени – способствовало значительному ускорению миграции атомов.
В настоящее время во всём мире возникла необходимость наладить разумное использование природных ресурсов. Нужна охрана атмосферы, водных ресурсов, почвы, живой природы. Во многих государствах уже приняты законы об охране природы; промышленные, строительные и сельскохозяйственные учреждения обязаны учитывать баланс природных ресурсов и возможные последствия нарушения равновесия природных явлений. Созданы так называемые «красные книги» – списки редких и исчезающих видов животных и растений.
Экология человека
Кризис культуры потребления привел к проблеме раскрепощения нереализованных способностей человека, творческого потенциала личности. Экология человека на первый план выдвигает проблему удовлетворения духовных запросов личности, раскрытия его творческих возможностей. Полный учет «человеческого фактора» является необходимым условием дизайн-деятельности. Высшие цели дизайна, ориентированного на экологию человека: развитие творческих способностей личности, создание благоприятной и комфортной для человека среды. Экологическая эстетика требует от продуктов дизайна, чтобы они были:
- чувственно воспринимаемыми, привлекательными;
- благоприятно воздействующими на психику человека, передавающими ему ощущение покоя, естественности, раскованности;
- вызывающими положительные эмоции; предоставляющими человеку возможность творчества, свободного самовыражения. Такой подход находит все большее распространение и в дизайне одежды, изменив отношение к назначению вещи: полезность отошла на второй план, уступив место игре, фантазии, способствующим творческому развитию личности. От продуктов дизайна требуется активное интеллектуальное и эмоциональное воздействие на пользователя, побуждающее его к созданию своего образа.
Важнейшим направлением экологического движения является экология культуры. Цивилизация будущего — экологическая цивилизация — должна стать цивилизацией культуры, создающей условия для свободного диалога различных культур, ибо потребность человека в различающихся культурах является одной из важнейших жизненных потребностей.