### Тема 5. Понятие о биосфере

5.1. Характеристика и состав биосферы

В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни, и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности “пространство жизни”, “картина природы”, “живая оболочка Земли” и т. п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина “биосфера” Э. Зюсс в своей книге “Лик Земли”, опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как “совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитающую на поверхности Земли”.

####

Биосфера (в современном понимании) – своеобразная оболочка Земли, содержащая всю совокупность живых организмов и ту часть вещества планеты, которая находится в непрерывном обмене с этими организмами.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

####

Атмосфера – наиболее легкая оболочка Земли, которая граничит с космическим пространством; через атмосферу осуществляется обмен вещества и энергии с космосом.

Атмосфера имеет несколько слоев.

Первый слой – тропосфера. Это нижний слой, примыкающий к поверхности Земли (высота 9 – 17 км). В нем сосредоточено около 80% газового состава атмосферы и весь водяной пар. Температура в тропосфере понижается с высотой со средним градиентом 0,6ºС/100 м.

На границе тропосферы расположен относительно тонкий переходный слой – тропопауза. Затем следует стратосфера, верхняя граница которой проходит на высоте около 55 км. В этом слое температура воздуха повышается с градиентом 0,1-0,2 ºС/100м, а у поверхности границы достигает положительных значений В стратосфере воздух также перемещается, его количество составляет около 19% всей массы атмосферы, содержание водяных паров очень мало. Стратосфера заканчивается стратопаузой.

Следующий слой атмосферы – мезосфера, заканчивается мезопаузой. Выше находится термосфера, которую часто называют ионосферой, т.к. газы здесь находятся в ионном состоянии. Наиболее интенсивно процесс ионизации происходит в диапазоне высот от 60-80 до 220-400 км. Эти слои оказывают влияние на распространение радиоволн. Самая верхняя часть атмосферы – экзосфера.

Преобладающие элементы химического состава атмосферы: (78%), (21%), (0.03%).

Самый активный в биосферных процессах газ атмосферы – кислород . Кислород поглощают животные в процессе дыхания и выделяют растения в процессе фотосинтеза.

Азот в газообразном состоянии инертен, а в соединениях в виде нитратов он играет важную роль в биологическом обмене веществ.

Диоксид углеродасущественно влияет на погоду и климат. Содержание в атмосфере не постоянно. Он поступает в атмосферу из вулканов, горячих ключей, при дыхании человека и животных, при лесных пожаврах, потребляется растениями, хорошо растворяется в воде. Количество растворенного углекислого газа в океане 1.3. 10 14.

В небольших количествах в атмосфере содержится оксид углерода (СО). Инертных газов, таких, как аргон, гелий, неон, ксенон, криптон, также немного. В состав атмосферы входят также водород и метан. Инертные газы попадают в атмосферу в процессе непрерывного естественного радиоактивного распада урана, тория, радона.

В верхних слоях стратосферы расположен в небольшой концентрации озон. Поэтому эту часть тропосферы часто называют озоновым экраном. Озон играет большую роль в формировании температурного режима нижележащих слоев атмосферы и, следовательно, воздушных течений. Над различными участками земной поверхности и в разное время года содержание озона неодинаково. Его больше в высоких широтах, меньше в средних и низких. Весной озона больше, чем осенью.

Озон является продуктом соединения молекулярного кислорода с атомарным, образующимся под воздействием ультрафиолетовых солнечных лучей. Общее содержание озона в атмосфере невелико- 2,10%, но он отражает до 95% ультрафиолетовых лучей, что предохраняет живые организмы от их губительного воздействия. Задерживая до 20% инфракрасных излучений, достигающих Земли, озон повышает утепляющее действие атмосферы. На формирование озонового экрана влияет наличие в стратосфере хлора, оксидов азота, фтора, брома, метана, обеспечивающих фотохимические реакции разрушения озона.

####

Гидросфера – водная оболочка Земли.
Вода-составная часть биосферы, от которой зависит состояние животного и растительного мира. На поверхности планеты, равной 510 км2, вода занимает 70,8%. Объем воды Мирового океана равен примерно 1400млн. км3. Вследствие высокой подвижности вода проникает повсеместно в различные природные образования, даже наиболее чистые атмосферные воды содержат от 10 до 50 мгр/л растворимых веществ.

Преобладающие элементы химического состава гидросферы: , , , , , . Концентрация того или иного элемента в воде еще ничего не говорит о том, насколько он важен для растительных и животных организмов, обитающих в ней. В этом отношении ведущая роль принадлежит N, P, Si, которые усваиваются живыми организмами. Главной особенностью океанической воды является то, что основные ионы характеризуются постоянным соотношением во всем объеме мирового океана. Более 98% всех водных ресурсов планеты представлены водами с повышенной минерализацией, которые малопригодны для хозяйственной деятельности.

На долю пресных вод планеты приходится около 28 млн. км3, из которых 4.2 млн.км3 доступны для хозяйственного использования, что составляет 0,3% объема всей гидросферы. Распространены ресурсы пресной воды неравномерно, большая их часть находится в малоосвоенных районах, это создает дефицит пресных вод в развитых регионах.

Подземные воды составляют 14% запасов пресных вод.

Мировой океан является практически неисчерпаемым водным резервуаром.

####

Литосфера – внешняя твердая оболочка Земли, состоящая из осадочных и магматических пород.

В настоящее время земной корой принято считать верхний слой твердого тела планеты, расположенный выше сейсмической границы Мохоровичича. Поверхностный слой литосферы, в котором осуществляется взаимодействие живой материи с минеральной (неорганической), представляет собой почву. Остатки организмов после разложения переходят в гумус (плодородную часть почвы). Составными частями почвы служат минералы, органические вещества, живые организмы, вода, газы.

Преобладающие элементы химического состава литосферы: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K.

Ведущую роль выполняет кислород, на долю которого приходится половина массы земной коры и 92% ее объема, однако кислород прочно связан с другими элементами в главных породообразующих минералах. Т.о. в количественном отношении земная кора – это “царство” кислорода, химически связанного в ходе геологического развития земной коры.

Постепенно идея о тесной взаимосвязи между живой и неживой природой, об обратном воздействии живых организмов и их систем на окружающие их физические, химические и геологические факторы все настойчивее проникала в сознание ученых и находила реализацию в их конкретных исследованиях. Этому способствовали и перемены, произошедшие в общем, подходе естествоиспытателей к изучению природы. Они все больше убеждались в том, что обособленное исследование явлений и процессов природы с позиций отдельных научных дисциплин оказывается неадекватным. Поэтому на рубеже XIX – XX вв. в науку все шире проникают идеи холистического, или целостного, подхода к изучению природы, которые в наше время сформировались в системный метод ее изучения.

Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).

5.2. В. И. Вернадский о биосфере и “живом веществе”

Центральным в этой концепции является понятие о живом веществе, которое В. И. Вернадский определяет как совокупность живых организмов. Кроме растений и животных, В.И. Вернадский включает сюда и человечество, влияние которого на геохимические процессы отличается от воздействия остальных живых существ, во-первых, своей интенсивностью, увеличивающейся с ходом геологического времени; во-вторых, тем воздействием, какое деятельность людей оказывает на остальное живое вещество.

Это воздействие сказывается, прежде всего, в создании многочисленных новых видов культурных растений и домашних животных. Такие виды не существовали раньше и без помощи человека либо погибают, либо превращаются в дикие породы. Поэтому Вернадский рассматривает геохимическую работу живого вещества в неразрывной связи животного, растительного царства и культурного человечества как работу единого целого.

По мнению В.И. Вернадского, в прошлом не придавали значения двум важным факторам, которые характеризуют живые тела и продукты их жизнедеятельности:

- открытию Пастера о преобладании оптически активных соединений, связанных с дисимметричностью пространственной структуры молекул, как отличительной особенности живых тел;
- явно недооценивался вклад живых организмов в энергетику биосферы и их влияние на неживые тела. Ведь в состав биосферы входит не только живое вещество, но и разнообразные неживые тела, которые В.И. Вернадский называет косными (атмосфера, горные породы, минералы и т.д.), а также и биокосные тела, образованные из разнородных живых и косных тел (почвы, поверхностные воды и т.п.). Хотя живое вещество по объему и весу составляет незначительную часть биосферы, но оно играет основную роль в геологических процессах, связанных с изменением облика нашей планеты.

Поскольку живое вещество является определяющим компонентом биосферы, постольку можно утверждать, что оно может существовать и развиваться только в рамках целостной системы биосферы. Не случайно, поэтому В.И. Вернадский считает, что живые организмы являются функцией биосферы и теснейшим образом материально и энергетически с ней связаны, являются огромной геологической силой, ее определяющей.

Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к эклиптике, или к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь – жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете. Эту ее роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Юлиус Майер (1814 – 1878), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.

Решающее отличие живого вещества от косного заключается в следующем:

- изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в косных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в косных телах – геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;
- в ходе геологического времени возрастают мощь живого вещества и его воздействие на косное вещество биосферы. Это воздействие, указывает В.И. Вернадский, проявляется, прежде всего “в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в косное вещество биосферы и обратно”;
- только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснение в теории происхождения видов путем естественного отбора Ч. Дарвина (1859г.);
- живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции.

В.И.Вернадский высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды.

По мнению В.И. Вернадского, живое вещество аккумулирует энергию космоса и трансформирует ее в энергию земных процессов (химическую, механическую, тепловую, электрическую), обеспечивает образование нового живого вещества, которое не только замещает отмирающие массы, но и привносит новые качества, определяя тем самым эволюцию органического мира.

Различают пять главных функций живого вещества на планете – энергетическую, газовую, концентрационную, окислительно-восстановительную и деструкционную.

Энергетическая функция заключается в осуществлении связи биосферно-планитарных явлений с космическим излучением, преимущественно с солнечной радиацией. В ее основе лежит фотосинтетическая деятельность зеленых растений, благодаря которой происходит аккумуляция солнечной энергии и ее перераспределение между компонентами биосферы. За счет энергии Солнца, накопленной земными растениями, протекают все жизненные процессы на Земле.

Газовая функция обеспечивает газовый состав биосферы, обуславливает миграцию и превращение газов. В процессе жизнедеятельности живого вещества образуются азот, кислород, углекислый газ, метан и другие газы.

Концентрационная функция проявляется в извлечении живыми организмами биогенных элементов из окружающей среды и их накопление, т.к. состав живого вещества значительно отличается от среднего состава планеты. В нем преобладают легкие атомы водорода, кислорода, углерода, азота, кремния, серы, хлора, калия, кальция. Концентрация этих элементов в организмах намного выше, чем во внешней среде.

Окислительно-восстановительная функция заключается в химическом превращении атомов, главным образом, с переменной валентностью (соединения железа, алюминия, марганца), что приводит к превращению большинства химических соединений. На поверхности Земли преобладают биогенные процессы окисления и восстановления.

Деструктивная функция обуславливает процессы, связанные с разложением организмов после их смерти. Происходит минерализация органического вещества или превращение живого вещества в костное, что приводит к образованию биогенного и биокостного вещества биосферы.

5.3. Возникновение и эволюция биосферы

Возникновение биосферы теснейшим образом связано с появлением жизни на Земле.

Некоторые исследователи связывают появление жизни на Земле со временем ее остывания и оценивают возраст Земли по этому показателю. Эти вычисления в 1861г. сделал английский физик В. Томсон. Значительно позже, после открытия явления радиоактивности и разработки на ее основе метода измерения геологического времени, оказалось, что расчеты В. Томсона ошибочны. По современным представлениям, возраст Земли оценивается в 4.55 млрд. лет, а сохранившиеся древнейшие участки земной коры – в 4 млрд. лет.

Авторы большинства гипотез о происхождении жизни на Земле допускали, что наша планета в течение огромного промежутка времени была безжизненной и на ее поверхности происходила химическая эволюция, которая предшествовала биологической. На поверхности планеты происходил медленный абиогенный синтез органических соединений, который, в конечном счете, привел к появлению примитивных форм жизни. Анализ новых данных космохимии свидетельствует о раннем зарождении жизни в пределах Солнечной системы. Химическая эволюция вещества Земли и других планет, вероятно, предшествовала их образованию. Первичная атмосфера нашей планеты была представлена углекислым газом. Но это химическое соединение не может самопроизвольно образовывать более сложные органические соединения. В настоящее время существует много подтверждений в пользу того, что зарождение жизни, возможно, произошло в космических условиях.

Анализ существующего состава метеоритов показывает, что содержащееся в них органическое вещество имеет достаточно сложный состав. В органическом веществе метеоритов были обнаружены углеводороды, среди которых наиболее распространены соединения с 16 атомами углерода в молекуле, а также спирты, карбониловые соединения, аминокислоты и др. Характерной особенностью органических соединений, обнаруженных в метеоритах, является отсутствие оптической плотности. Это свидетельствует об их происхождении за пределами Земли.

Теоретические и экспериментальные данные, полученные в последнее время, позволяют сделать вывод: синтез относительно сложных органических соединений, предшествующих появлению живого вещества, - закономерный этап химической эволюции Солнечной системы. Эти органические вещества, образовавшиеся в космических условиях, вошли в состав многих тел, но на Земле реализовались возможности дальнейшей эволюции, что обеспечило возникновение саморегулирующихся высокомолекулярных систем -–непосредственных предков первых живых организмов.

Рассмотрим два варианта событий. Либо химическая эволюция, начавшаяся в космических условиях, продолжила свое развитие на Земле и в относительно короткое время привела к появлению первых живых организмов, либо образование молекул ДНК произошло в космических условиях, а реализация ее возможностей – в первых водоемах планеты, которые содержали некоторое количество органического вещества.

Дальше в ходе геологической истории эволюция биосферы происходила по пути разрешения противоречия между безграничной способностью организмов к размножению и ограниченностью ресурсов, доступных в определенную геологическую эпоху. Данное противоречие разрешается путем овладения организмами новыми источниками вещества и энергии за счет приобретения или новых качеств. В этом случае наследственная изменчивость является предпосылкой развития, а естественный отбор служит механизмом закрепления новых качеств.

Переломным этапом в эволюции древней биосферы был переход от гетеротрофного режима питания к автотрофному, основанному на фотосинтезе. С появлением фотосинтезирующих организмов началось образование свободного кислорода, что со временем стало предпосылкой для создания в атмосфере озонового экрана. Это произошло около 4 млрд. лет назад. Увеличения содержания кислорода в атмосфере способствовало выходу органического мира на поверхность континентов. О времени появления живых организмов на суше точных палеонтологических данных нет.

Эволюция растений длительное время происходила в водной среде. Далее по мере накопления кислорода создались предпосылки для появления озонового экрана, который защищает все живое от ультрафиолетового излучения. Это, в конечном счете, создало условия для выхода растений из водной среды на континенты. Считается, что первые растения, появившиеся на суше, были псилофиты – споровые низкорослые растения, напоминающие плауны. Потом псилофиты уступили место папоротникообразным растениям, которые, в свою очередь, сменились хвойными.

Развитие растений создало предпосылки для появления животных. Они так же, как и растения, произошли от одноклеточных организмов. В результате дифференциации функций отдельных клеток на определенном этапе эволюции образовались организмы, давшие затем начало многоклеточным.

На основании палеонтологических данных в ходе эволюции органического мира выделяют ряд закономерностей:

- необратимость эволюции – организм не может вернуться хотя бы частично к предшествующему состоянию, которое было в ряду его предков;
- ускорение биологической эволюции в ходе геологического времени;
- закономерность, впервые отмеченная В. О. Ковалевским в 1871г.: “…каждая следующая большая эпоха Земли короче предыдущей, и в это короткое время успевало народиться и вымереть больше разнообразных форм, чем в предыдущую эпоху…” (цит. по Г. В. Войткевичу, В.А. Вронскому, 1996г.);
- эволюция различных групп организмов протекала с разной скоростью;
- существуют консервативные группы организмов, которые почти не изменились в ходе геологического времени (микроорганизмы, папоротниковые, плауны, голосемянные), однако они составляют небольшую часть от общего числа видов;
- на фоне общей тенденции ускорения эволюции определенные эпохи отличались повышенным видообразованием. Вероятно, что связано с радиоактивностью. С.Г. Неручаев в геологической истории Земли выделил 30 эпох уранонакопления. Эти эпохи отличались значительным усилением мутационных процессов, видообразования и сменой фауны и флоры;
- среди животных в ходе геологического времени происходит направленное изменение нервной системы.

Таким образом, эволюцию биосферы Земли можно представить в виде трех последовательно сменяющихся этапов.

Первый этап – восстановительный. Он начался в космических условиях и завершился появлением на Земле первой гетеротрофной биосферы. На этом этапе протекали каталитические и радиохимические реакции синтеза сложных органических соединений, отсутствовал свободный кислород, основным источником живых организмов была радиация. Этот период, вероятно, был коротким по времени.

Второй этап – слабоокислительный – характеризовался появлением фотосинтеза. Он длился более 2 млрд. лет и закончился около 1.8 млрд. лет назад. Свободного кислорода образовывалось еще мало, и атмосфера состояла из углекислого газа.

Третий этап – окислительный – связан с появлением фотоавтотрофной биосферы. Он начался с медленного роста содержания кислорода в атмосфере и завершился значительным ускорением эволюции организмов. Увеличение продукции кислорода привело к появлению растительного покрова и животных на континентах, что резко увеличило продукцию фотосинтеза. Под воздействием живого вещества сформулировался современный химический состав атмосферы и растворенного вещества гидросферы.

Биологическая эволюция, будучи необратимым процессом, предопределила необратимость эволюции биосферы в целом и создала предпосылки для ее перехода в качественно новое состояние - ноосферу, или сферу разума, когда все происходящие в биосфере изменения контролируются человеком.

5.4. Биосфера и человек. Ноосфера

В.И. Вернадский, анализируя геологическую историю Земли, утверждает, что наблюдается переход биосферы в новое состояние – в ноосферу под действием новой геологической силы, научной мысли человечества. Однако в трудах Вернадского нет законченного и непротиворечивого толкования сущности материальной ноосферы как преобразованной биосферы. В одних случаях он писал о ноосфере в будущем времени (она еще не наступила), в других в настоящем (мы входит в нее), а иногда связывал формирование ноосферы с появлением человека разумного или с возникновением промышленного производства. Надо заметить, что когда в качестве минералога В.И. Вернадский писал о геологической деятельности человека, он еще не употреблял понятий “ноосфера” и даже “биосфера”. О формировании на Земле ноосферы он наиболее подробно писал в незавершенной работе “Научная мысль как планетное явление”, но преимущественно с точки зрения истории науки.

Итак, что же ноосфера: утопия или реальная стратегия выживания? Труды Вернадского позволяют более обоснованно ответить на поставленный вопрос, поскольку в них указан ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия:

1. заселение человеком всей планеты;
2. резкое преобразование средств связи и обмена между странами;
3. усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли;
4. начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процекающими в биосфере;
5. расширение границ биосферы и выход в космос;
6. открытие новых источников энергии;
7. равенство людей всех рас и религий;
8. увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики;
9. свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли;
10. продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни;
11. разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворитьвсе материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения;
12. исключение войн из жизни общества.

Проследим, насколько выполняются эти условия в современном мире, и остановимся более подробно на некоторых из них.

1. Заселение человеком всей планеты. Это условие выполнено. На Земле не осталось мест, где не ступала бы нога человека. Он обосновался даже в Антарктиде.
2. Резкое преобразование средств связи и обмена между странами. Это условие также можно считать выполненным. С помощью радио и телевидения мы моментально узнаем о событиях в любой точке земного шара. Средства коммуникации постоянно совершенствуются, ускоряются, появляются такие возможности, о которых недавно трудно было мечтать. И здесь нельзя не вспомнить пророческих слов В.И. Вернадского: “Этот процесс – полного заселения биосферы человеком – обусловлен ходом истории научной мысли, неразрывно связан со скоростью сношений, с успехами техники передвижения, с возможностью мгновенной передачи мысли, ее одновременного обсуждения на всей планете”. До недавнего времени средства телекоммуникации ограничивались телеграфом, телефоном, радио и телевидением, о которых писал еще Вернадский. Имелась возможность передавать данные от одного компьютера к другому при помощи модема, подключенного к телефонной линии, документы на бумаге передавались с помощью факсимильных аппаратов. Только в последние года развитие глобальной телекоммуникационной компьютерной сети internet дало начало настоящей революции в человеческой цивилизации, которая входит сейчас в эру информации.
3. Усиление связей, в том числе политических, между всеми странами Земли. Это условие можно считать если не выполненным, то выполняющимся. Возникшая после второй мировой войны Организация Объединенных наций (ООН) оказалось гораздо более устойчивой и действенной, чем Лига наций, существовавшая в Женеве с 1919г. по 1946г.
4. Начало преобладания геологической роли человека над другими геологическими процессами, протекающими в биосфере. Это условие также можно считать выполненным, хотя именно преобладание геологической роли человека в ряде случаев привело к тяжелым экологическим последствиям. Объем горных пород, извлекаемых из глубин Земли всеми шахтами и карьерами мира, сейчас почти в два раза превышает средний объем лав и пеплов, выносимых ежегодно всеми вулканами Земли.
5. Расширение границ биосферы и выход в космос. В работах последнего десятилетия жизни Вернадский не считал границы биосферы постоянными. Он подчеркивал расширение их в прошлом как итог выхода живого вещества на сушу, появления высокоствольной растительности, летающих насекомых, а позднее летающих ящеров и птиц. В процессе перехода в ноосферу границы биосферы должны расширяться, а человек должен выйти в космос. Эти предсказания сбылись.
6. Открытие новых источников энергии. Условие выполнено, но, к сожалению, с трагическими последствиями. Атомная энергия давно освоена и в мирных, и в военных целях. Человечество (а точнее политики) явно не готово ограничиться мирными целями, более того – атомная (ядерная) сила вошла в наш век, прежде всего как военное средство и средство устрашения противостоящих ядерных держав. Вопрос об использовании атомной энергии глубоко волновал Вернадского еще более полувека назад. В предисловии к книге “Очерки и речи” он пророчески писал: “Недалеко время, когда человек получит в свои руки атомную энергию, такой источник силы, который даст ему возможность строить свою жизнь, как он захочет.… Сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать ту силу, которую неизбежно должна ему дать наука?” Огромный ядерный потенциал поддерживается чувством взаимного страха и стремлением одной из сторон к зыбкому превосходству. Могущество нового источника энергии оказалось сомнительным, он пришелся не ко времени и попал не в те руки. Для развития международного сотрудничества в области мирного использования атомной энергии в 1957г. создано Международное Агентство по Атомной Энергии (МАГАТЭ), объединявшее к 1981г. 111 государств.
7. Равенство людей всех рас и религий. Это условие если не достигнуто, то, во всяком случае, достигается. Решительным шагом для установления равенства людей различных рас и вероисповеданий было разрушение в конце прошлого века колониальных империй.
8. Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики. Это условие соблюдается во всех странах с парламентской формой правления.
9. Свобода научной мысли и научного искания от давления религиозных, философских и политических построений и создание в государственном строе условий, благоприятных для свободной научной мысли. Трудно говорить о выполнении этого условия в стране, где еще совсем недавно наука находилась под колоссальным гнетом определенных философских и политических построений. Сейчас наука от таких давлений свободна, однако из-за тяжелого экономического положения в российской науке многие ученые вынуждены зарабатывать себе на жизнь ненаучным трудом, другие уезжают за границу. Для поддержания российской науки созданы международные фонды. В развитых и даже развивающихся странах, что мы видим на примере Индии, государственный и общественный строй создают режим максимального благоприятствования для свободной научной мысли.
10. Продуманная система народного образования и подъем благосостояния трудящихся. Создание реальной возможности не допустить недоедания и голода, нищеты и чрезвычайно ослабить болезни. Это условие выполнено не полностью. Не удается пока победить голод, нищету и болезни.
11. Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения. Это условие, особенно в нашей стране, не может считаться выполненным, однако первые шаги в направлении разумного преобразования природы во второй половине XX века, несомненно, начали осуществляться. В современный период происходит интеграция наук на базе экологических идей. Вся система научного знания дает фундамент для экологических задач. Об этом также говорил Вернадский, стремясь создать единую науку о биосфере. Экологизация западного сознания происходила, начиная с 70-х гг., создавая условия для возникновения экофильной цивилизации. Сейчас экстремистская форма зеленого движения оказалась там уже не нужной, поскольку заработали государственные механизмы регулирования экологических проблем. В СССР до 80-х гг. считалось, что социалистическое хозяйствование препятствует угрозе экологического кризиса. В период перестройки этот миф развеялся, активизировалось движение зеленых. Однако в современный период политическое руководство переориентировалось в основном на решение экономических проблем, проблемы экологии отошли на задний план. В мировом масштабе для разрешения экологической проблемы в условиях роста населения планеты требуется способность решения глобальных проблем, что в условиях суверенитета различных государств кажется сомнительным.
12. Исключение войн из жизни общества. Это условие Вернадский считал чрезвычайно важным для создания и существования ноосферы. Но оно не выполнено и пока неясно, может ли быть выполнено. Мировое сообщество стремится не допустить мировой войны, хотя локальные войны еще уносят многие жизни.

Таким образом, мы видим, что налицо все те конкретные признаки, все или почти все условия, которые указывал В.И.Вернадский для того, чтобы отличить ноосферу от существовавших ранее состояний биосферы. Процесс ее образования постепенный, и, вероятно, никогда нельзя будет точно указать год или даже десятилетие, с которого переход биосферы в ноосферу можно будет считать завершенным. Но, конечно, мнения по этому вопросу могут быть разные.

Сам Вернадский, замечая нежелательные, разрушительные последствия хозяйствования человека на Земле, считал их некоторыми издержками. Он верил в человеческий разум, гуманизм научной деятельности, торжество добра и красоты. Что – то он гениально предвидел, в чем – то, возможно, он ошибался. Ноосферу следует принимать как символ веры, как идеал разумного человеческого вмешательства в биосферные процессы под влиянием научных достижений. Надо в нее верить, надеяться на ее пришествие, предпринимать соответствующие меры.

#### Тесты для проверки знаний

1. Термин «биосфера» предложил...

- Э. Зюсс
- К. Линней
- Ч. Дарвин
- К.А. Тимирязев

2. Биосфера относится к _________ экосистеме

- глобальной
- макро
- мезо
- микро

3. Автор учения о биосфере – ...

- В.И. Вернадский
- Э.Зюсс
- Э.Геккель
- Ж.Б.Ламарк

4. Ноосфера – это...

- стадия развития биосферы
- газовая оболочка Земли
- среда обитания живых организмов
- сфера экономических интересов общества

5. Биосфера – это...

- область существования живого вещества
- совокупность сфер планеты Земля
- почва и фитосфера
- тропосфера

6. Оболочка Земли, включающая как область распространения живого вещества, так и ____________, называется биосферой

- само это вещество
- космическое пространство
- магматические породы
- осадочные породы

7. Почва и подстилающие ее породы, атмосферный воздух, планетарные воды составляют ___________ часть биосферы

- абиотическую
- биотическую
- эдафическую
- техногенную

8. Биотическая часть биосферы...

- включает все виды живых организмов
- ограничена фитоценозом и почвой
- включает только самые древние организмы - бактерии
- включает только человека как биологический вид

9. В состав биосферы входят три абиотических компонента: ...

- атмосфера, гидросфера, литосфера
- литосфера, тропосфера, мезосфера
- озоносфера, гидросфера, техносфера
- атмосфера, техносфера, гидросфера

10. Верхней границей биосферы является...

- озоновый слой, расположенный в стратосфере
- верхняя часть тропосферы
- нижняя часть ионосферы
- кислородная граница

11. Нижним пределом существования жизни в биосфере является...

- дно океана и изотерма +1000С в литосфере
- пахотный слой на глубину 20-30 см
- почва мощностью до 2-3 м
- абиосфера на глубину около 25 км в литосфере

12. Биотическая эволюция (возникновение жизни), как естественно исторический процесс, началась...

- около 3,5 млрд.л.н.
- 500 млн.л.н.
- с возникновением человека, около 3 млн.л.н.
- 10-12 тыс.л.н.

13. Эволюция биосферы включает два основных этапа...

- добиотический и биотический
- биогенез и антропогенез
- антропогенез и ноогенез
- планетарный и ноогенный

14. Основой эволюции биосферы является...

- круговорот органического вещества
- круговорот неорганического вещества
- выветривание горных пород
- почвообразовательный процесс

15. Почва, как «биокосное тело», одновременно состоит из...

- живых и косных тел
- минерального вещества и воды
- корней растений и гумуса
- мертвых организмов и минерального вещества

16. Согласно В.И.Вернадскому, биосфера включает три категории веществ...

- живое, биогенное и биокосное
- техногенное, антропогенное и живое
- космогенное, техногенное и живое
- живое, косное и космогенное

17. Период эволюции человека как биологического вида называется...

- антропогенезом
- мутагенезом
- эмбриогенезом
- ноогенезом