2.1. В. И. Вернадский и его учение о биосфере и ноосфере

Окружающая среда — это необходимый для бытия человечества пространство, подвергается воздействию общества, которое в нем живет. Его (среда) частично дает природа и отчасти создает сам человек.

Область существования живых организмов на Земле называют биосферой (сферой жизни). Ученые по-разному трактуют это понятие в зависимости от того, на что направлен акцент при изучении экологических проблем. Но основным, пожалуй, является учение. И. Вернадского о понимании сущности окружающей среды. Впервые этот термин употребил австрийский геолог Э. Зюсс в 1875 г., но распространился он после издания в 1926 г. труды нашего выдающегося ученого В. Вернадского «Биосфера». Он был в числе первых, кто воспринимал Землю как единый живой организм, в котором совсем разные, на первый взгляд, процессы в трех внешних сферах земли — литосфере, гидросфере и атмосфере — тесно связаны между собой.

В. И. Вернадский родился 12 марта 1863 года в Петербурге в семье украинского экономиста, профессора Ивана Вернадского. Он учился в Петербургском университете, когда там преподавали великие ученые В. В. Докучаев, Д. И. Менделеев, Н. П. Вагнер и другие. Вернадский много сделал для возрождения Украины, ее культуры и науки. В частности, он был организатором и первым президентом Всеукраинской академии наук, Национальной библиотеки Украины, Комиссии по изучению производительных сил Украины и тому подобное. Всемирную славу ученому принесли созданные им учения о биосфере и ноосфере.

Согласно его определению среда, окружающая современного человека, можно условно разделить на естественную — и искусственную биосферу — ноосферу, то есть вновь созданную (или преобразованная) человеком (хозяйственное освоение территории, предприятия, населенные пункты и т.д.).

Биосфера, по мнению ученого, состоит из семи взаимосвязанных веществ: живого, биогенного, косного, біокосного, радиоактивного, космического, рассеянных атомов. Везде в ее пределах встречаются либо само живое вещество, либо следы его биохимической деятельности. Атмосфера, вода, нефть, уголь, известняки, глины и их производные созданы живым веществом планеты. Существующие верхние слои земной коры в другие геологические эпохи были переработаны живыми организмами. Самой простой структурой современной активной части биосферы является биогеоценоз.

В. И. Вернадский одним из первых осознал огромный преображающее влияние живых организмов на все три внешние оболочки Земли в планетарном масштабе, тесное взаимодействие и взаимозависимость всех форм жизни. Это дало ему толчок к созданию всеобъемлющей теории биосферы, то есть той части внешних оболочек нашей планеты, которые непосредственно связаны с существованием жизни на Земле.

В 20-х гг. прошлого века в трудах Вернадского было разработано представление о биосфере как глобальной единой системе Земли, где весь основной ход геохимических и энергетических превращений определяется жизнью. Раньше большинство процессов, меняли в ходе геологического времени вид нашей планеты, рассматривались как чисто физические, химические или физико-химические явления. Вернадский впервые создал учение о геологической роли живых организмов, показав, что деятельность живых существ является главным фактором преобразования земной коры. В 1934 году В. И. Вернадский дал определение биосферы: «Биосфера представляет собой оболочку жизни — область существования живого вещества»[1]. Вернадский доказал, что живые организмы играют очень важную роль в геологических процессах, которые формируют лицо Земли. Химический состав современных атмосферы и гидросферы обусловлен жизнедеятельностью организмов. Большое значение имеют организмы также для формирования литосферы — большинство пород, и не только осадочных, но и таких, как граниты, так или иначе связанные своим происхождением с биосферой. «Если бы на Земле не было жизни, — писал ученый, — лицо ее было бы таким же неизменным и химически инертным, как недвижимое лицо Луны, как инертные обломки небесных светил»[2]. Его идеи в полной мере были оценены лишь во второй половине ХХ века, с возникновением концепции экосистем.

Всю совокупность организмов на планете Вернадский назвал живым веществом, которое характеризуется суммарной массой, химическим составом и энергией. О роли живых организмов на Земле Вернадский писал: «Можно без преувеличения утверждать, что химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы, полностью находится под влиянием жизни, определяется живыми организмами, несомненно, что энергия, которая предоставляет биосфере ее обычный вид, имеет космическое происхождение. Она выходит из Солнца в форме луча энергии. Но непосредственно живые организмы, совокупность жизни, превращают эту космическую лучевую энергию в земную, химическую и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Это живые организмы, которые своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом, своей смертью и своим разложением, постоянным использованием своего вещества, а главное, продолжающейся сотни миллионов лет непрерывной сменой поколений, своим рождением, размножением порождают одно из величественных планетных явлений, не существует нигде, кроме биосферы».

По мнению ученого, неизбежен единственно правильный подход к биосферы как целостной глобальной экологической системы, которая обладает определенной структурой и устойчивостью, присущими ей особенностями формирования и развития. Такое понятие биосферы особенно важно теперь, когда техногенное воздействие человека на природу достиг небывалых масштабов и может вызвать планетарные изменения в среде обитания человека.

В пределах биосферы практически каждый элемент проходит через цепь живых организмов, включается в систему биогеохимических преобразований. Так, весь кислород планеты — продукт фотосинтеза — обновляется через каждые 2000 лет, а все углекислоты — через 300 лет. Однако живое вещество отличается от неживой чрезвычайно высокой активностью, в частности, очень быстрым круговоротом веществ. Вся живое вещество биосферы обновляется в среднем за восемь лет. Биомасса Мирового океана восстановляется за 33 дня, его фітомаса — ежедневно, фітомаса суши — приблизительно за 14 лет за большую продолжительность жизни наземных растений.

Биохимическая функция биосферы рассматривается Вернадским как общее проявление жизни на Земле. Ни один отдельно взятый вид организмов не может выполнить эту роль. Для обеспечения всего многообразия форм биогенной миграции химических элементов необходимым было развитие определенного комплекса организмов. Отсюда возникает проблема эволюции биосферы как единого целого в процессе историко-геологического развития нашей планеты.

Следует учесть, что жизнедеятельность животных, растений и микроорганизмов сопровождается непрерывным обменом веществ между организмами и средой, вследствие чего все химические элементы земной коры, атмосферы и гидросферы многоразово входили в состав тех или других организмов. Подсчитано, что вся вода планеты проходит цикл расщепления в растительных клетках и восстановления в растительных и животных организмах, то есть обновляется биосферой примерно за 2 млн лет.

Обобщая результаты исследований в отрасли геологии, палеонтологии, биологии и других естественных наук, В.Вернадский пришел к выводу, что биосфера — это стойкая динамическая система, равновесие, установившееся в основных своих чертах … с археозою и неизменно действует на протяжении 1,5—2 миллиардов лет». Он доказал, что стойкость биосферы за это время обнаруживается в постоянстве ее общей массы (около 1019 т), массы живого вещества (1015 т), энергии, связанной с живым веществом (1018 ккал), и среднего химического состава всего живого. Стойкость биосферы Вернадский связывал с тем обстоятельством, что «функции жизни в биосфере — биогеохимические функции — неизменны в течение геологического времени». Все функции живых организмов в биосфере (образование газов, окислительные и восстановительные процессы, концентрация химических элементов и тому подобное) не могут выполняться организмами какого-то одного вида, а лишь их комплексом. Отсюда вытекает чрезвычайно важное положение, разработанное Вернадским: биосфера Земли сформировалась с самого начала как сложная система, с большим количеством видов организмов, каждый из которых выполнял свою роль в общей системе. Без этого биосфера вообще не могла бы существовать, то есть стойкость ее существования была сразу начатая ее сложностью.

Вернадскому принадлежит открытие такого основного закона биосферы: «Количество живого вещества является планетною константой со времен архейской эры, то есть за все геологическое время». В течение этого периода живой мир морфологически изменился неузнаваемо, но такие изменения заметно не повлияли ни на количество живого вещества, ни на ее средний валовой состав. Дело здесь в том, как считает Вернадский, что «в составе организованности биосферы происходили в пределах живого вещества только перегруппировки химических элементов, а не коренные изменения их состава и количества»[3].

Таким образом, современная биосфера является результатом долгого исторического развития всего органического мира в его взаимодействии с неживой природой. В процессе этого развития в биосфере возникла сложная сетка взаимосвязанных процессов и явлений. Благодаря взаимодействию абиотических и биотических факторов биосфера находится в постоянном движении и развитии. Она прошла значительную эволюцию со времени появления человека, т. е. за последние 2-3 млн лет. Однако если сначала за своим влиянием на природу человек мог рассматриваться лишь как один из второстепенных факторов, по мере развития цивилизации и роста ее технической оснащенности его роль стала сравнительной с действием больших геологических процессов. Это обстоятельство заставляет серьезно относиться к возможным отдаленным последствиям как производственной, так и природоохранной деятельности человека.

Вернадский особо выделяет преобразовательный влияние на Землю одной из форм жизни — человека — через его разумную деятельность и предусматривает быстрый рост глубины и масштабов этого влияния. В результате техногенной деятельности человека биосфера Земли коренным образом преобразуется и становится, по определению Вернадского, ноосферой — «сферой разума», она охватит все большую часть Земли — от глубоких ее недр до самых высоких слоев атмосферы.

Термин «ноосфера» (греч. — сфера разума) ввел выдающийся французский философ и естествоиспытатель П. Тейяр де Шарден[4]. Наполнил его содержанием и развил Вернадский. Смысл концепции таков: влиять на природу, изменять биосферу следует особо рационально, думая не о сегодняшних выгодах, а о будущих последствиях. Обязательным условием деятельности человека, по Вернадскому, как и ранее, должно оставаться благоприятное состояние биосферы, ведь человек, как и другие живые существа Земли, приспособленная лишь к тех природных условий, в тех сочетаний природных агентов, в которых она возникла и живет. В другой среде, качественно отличном от этого, люди жить не могут. Биосфера, которая сформировалась эволюционно как составная часть космической организации материи и с которой неразрывно связан человек, должна быть сохранена на благо людей. Именно в этом заключается смысл ноосферы — не стихийное разрушительное вмешательство в природу, а научно обоснованное сохранение на Земле условий для жизни и счастья людей.

В 1944 году вышла работа В. И. Вернадского «Несколько слов о ноосфере», в которой он в концентрированном виде изложил свое видение эволюционно-исторического процесса, перспектив будущего человечества как космического феномена. Утверждается, что под влиянием развития науки и познания биосфера должна стать ноосферой, т. е. сферой разума, где господствуют законы мудрости и гармонии.

В. И. Вернадский считал, что ноосфера — это такое состояние биосферы, в котором должны проявиться разум и направленная им работа человека как новая, небывалая на планете геологическая сила. Он определил несколько общих условий, которые необходимы для создания ноосферы:

человечество должно стать единым в экономическом и информационном отношениях;

ноосфера — явление всепланетное, поэтому человечество должно прийти к полному равенству рас, народов независимо от цвета кожи и других различий;

ноосфера не может быть создана до прекращения войн между народами.

Очевидно, что ноосфера в пространстве в значительной степени перекрывается биосферой, но не тождественна ей. Темпы развития ноосферы несравненно выше темпов изменений биосферы.

Но жизнь на Земле непосредственно зависит также от ряда космических факторов, главным (но далеко не единственным) из которых всегда считалось излучения солнца. Осознание преобразующего влияния жизни на одно из космических тел — планету Земля и непосредственную связь земной жизни с космическими факторами позволили Вернадскому высказать свою всемирно известную тезис: жизнь на Земле — явление космическое. По его мнению, зародыши жизни заносятся из космоса на все планеты, которые возникают во Вселенной, а далее, при благоприятных условиях, разные формы жизни могут эволюционировать, урізноманітнюватись и совершенствоваться в зависимости от конкретных условий данной планеты, посылая в свою очередь зародыши жизни в космос на все другие планеты Вселенной.

Такую целостную и завершенную систему представлений о «космизм жизни». И. Вернадский сформулировал в своих произведениях впервые в истории человечества, хотя зародыши теории биосферы и осознания взаимосвязи многих процессов во внешних оболочках Земли были уже в работах предшественников.

[1] Вернадский В. Ы. Биосфера. — М.: Мысль, 1967. — С. 49.

[2] Там же, С. — 67.

[3] Вернадский В. Ы. О коренном материально-энергетическом живых и косных естественных тел биосферы. В кн. Владимир Вернадский. М.: Современник, 1993. — С. 425-461.

[4] Тейяр де Шарден. Феномен человека. М., 1990.