6.5. Этапы развития биосферы

Этапы развития биосферы тесно сопряжены с этапами развития других геосфер Земли. Для них характерно различное содержание кислорода в атмосфере. В зависимости от его концентрации различают восстановительную и окислительную атмосферу. Восстановительная. На начальных этапах развития эволюции биосферы содержание кислорода было низким и на планете существовали только одноклеточные анаэробные организмы.

Более продолжительной является стадия окислительной атмосферы, в рамках которой выделяют три этапа эволюции биосферы:

• Первый этап характеризовался возникновение и эволюция многоклеточных организмов, возникновение наземной растительности и позвоночных живоных, образование ископаемого горючего. Возникновение биотического (малого) круговорота веществ и оформлением биосферы.

• Второй этап характеризовался популяционным взрывом наземных теплокровных, эволюция высших растений и животных. Эти два этапа часто называют биогенезом, так как они развивались только под воздействием биотических факторов.

• Третий этап связан с появлением человеческого общества, под влиянием которого в современных условиях происходит дальнейшая эволюция биосферы и превращение ее в сферу разума – в ноосферу.

Общая продолжительность эволюции биосферы составляет более 3 млрд. лет.

Ноосфера (буквально «мыслящая оболочка») - высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и становлением в ней цивилизованного человечества, с периодом, когда разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором развития на Земле.

Третий этап часто называют этапом развития разума – ноогенезом.

Основателем учения о ноосфере был В.И. Вернадский. Именно он показал, что на данном этапе эволюции жизни развитие пойдет по пути ноогенеза. В.И. Вернадский считал возможным говорить даже об автотрофной роли человечества (хотя человек по биологической сути гетеротроф); это связано с возрастающими масштабами искусственного синтеза органических материалов, различных полимеров, и т.п.

Современная деятельность человека во многом нанесла непредвиденный ущерб окружающей среде, что в итоге угрожает самому человеку. Естественно, что полностью предотвратить изменение среды невозможно, так как невозможно остановить научный, технический и социальный прогресс в ноосфере. Однако следует изучать и знать регуляторные процессы в биосфере; уметь оценивать возможные последствия вмешательства человека в эволюционно сложившиеся механизмы биосферы; создавать научный фундамент для ее рационального использования. Это одни из основных задач современной экологии.

6.6. Понятие ноосфера

Представления в наиболее общем виде отражаются в предложенных В. И. Вернадским «картинах мира» разного уровня — моделях Природы, создаваемых человеком на основе познанных законов ее развития:

1. Физический. В нем все сводится к не охватываемым нашими органами чувств и даже нашим сознанием в образной форме понятиям энергии, квантов, электронов. В сущности, эта картина мира создает у нас чуждое, не трогающее нас впечатление и, очевидно, представляет схему, далекую от действительности. Подобная абстракция удобна для научной работы, входит в научное мировоззрение, но не охватывает весь Космос.

2. Натуралистическое. Оно более близко нам и тесно связано не со всем Космосом, а с его частью — с нашей планетой. Это картина, какую создает всякий натуралист, изучающий окружающую его природу. В ней всегда присутствует элемент, которого нет в космогонии, теоретической физике или механике, — элемент живого.

3. В рамках второго синтеза возникла концепция биосферы. Синтез «картины мира» третьего уровня подробно разбирается в труде «Научная мысль как планетное явление».

Эволюционный процесс, отмечал Вернадский, получает особое значение благодаря тому, что он создал новую геологическую силу — научную мысль социального человечества. В последние тысячелетия наблюдается интенсивный рост влияния одного видового живого вещества — цивилизованного человечества — на изменение биосферы. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние: в ноосферу.

Ныне идеи Вернадского получили практическое подтверждение: человек действительно стал геологической силой:

• Сравните: за год при извержениях вулканов из недр Земли выбрасывается порядка 65 км³ лавы, реки сносят с континентов в океан около 25 км³ твердого вещества, а добывая полезные ископаемые, строя дороги и города, человечество механически перемещает до 100 км³ горных пород.

• Другой пример: самородное железо. Это очень редкий минерал, но люди научились добывать железо из руды и производят его в огромных количествах.

• Металлический алюминий вообще не встречается в природе, а мы пользуемся им на каждом шагу.

• Человек извлекает и концентрирует в невиданных масштабах рассеянные в горных породах радиоактивные элементы. Более того, он создает ранее не существовавшие радиоактивные изотопы.

• Многие синтетические материалы не разлагаются в земных условиях, а химические заводы производят все новые и новые соединения.

Ноосфера — (греч. nous — разум и sphaira — шар) — "сфера взаимодействия общества и природы, в границах которой разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития (эта сфера обозначается также терминами «антропосфера», «социосфера», «биотехносфера»). Ноосфера — новая, высшая стадия эволюции биосферы, становление которой связано с развитием человеческого общества, оказывающего глубокое воздействие на природные процессы. Согласно Вернадскому, «в биосфере существует великая геологическая, быть может, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе… Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного».

Понятие «Ноосфера» было введено в начале XX в. Э. Леруа, который трактовал ее как «мыслящую» оболочку, формирующуюся человеческим сознанием. Э. Леруа подчёркивал, что пришёл к этой идее совместно со своим другом — крупнейшим геологом и палеонтологом-эволюционистом и католическим философом Пьером Тейяром де Шарденом. При этом Леруа и Шарден основывались на лекциях по геохимии, которые в 1922/1923 годах читал в Сорбонне В. И. Вернадский (1863—1945). С именем Вернадского и связано в первую очередь появление ноосферного учения.

Обобщая с позиции натуралиста человеческую историю, Вернадский делает вывод о том, что человечество в ходе своего развития превращается в новую мощную геологическую силу, своей мыслью и трудом преобразующую лик планеты. Соответственно, оно в целях своего сохранения должно будет взять на себя ответственность за развитие биосферы, превращающейся в ноосферу, а это потребует от него определённой социальной организации и новой, экологической и одновременно гуманистической этики.

Цивилизация — не самостоятельная система, а только часть биосферы. Следовательно, любые политические, экономические и технические методы решения экологических проблем, которые не находятся в согласии с законами развития биосферы, не смогут быть эффективными.

Ноосфера — это не сфера в геометрическом понимании, а закономерная стадия развития биосферы в постплиоценовую эпоху, когда человеческая мысль охватила биосферу и меняет все процессы в ней.

В то же время Вернадский ратовал за мораль в науке. Еще в начале XX века, раздумывая о перспективах освоения атомной энергии, он задавался вопросами: сумеет ли человек воспользоваться этой силой, направить ее на добро, а не на самоуничтожение? Дорос ли он до умения использовать эту силу, которую неизбежно должна дать ему наука? — и предупреждал: ученые не должны закрывать глаза на возможные последствия своей научной работы, научного прогресса.

И так во всем. Любое детище разума может быть использовано и во благо и во зло. Начиная с палеолита палка могла быть использована и как рычаг, и как дубинка, бьющая по голове, огонь мог согревать, а мог вызвать пожар. Простейшие изобретения как бы позволили человеку во много раз увеличить свою силу.

Живые организмы, поглощая вещества, необходимые для жизнеобеспечения, неизбежно выделяют эквивалентные количества продуктов жизнедеятельности. Очень долго продукты жизнедеятельности человека поглощались природными буферными системами в ходе естественных круговых процессов. Но это время заканчивается.

Темпы технического прогресса непрерывно растут. В начале XIX века появился паровоз, во второй его половине — двигатель внутреннего сгорания. Во второй половине XX века по-настоящему заработала химия полимеров. Человек поставляет в окружающую среду все больше техногенных отходов. Пока природные буферные системы еще способны сглаживать нагрузки на природу в глобальном масштабе, но уже не справляются в локальном.

В соответствии с концепцией ноосферы люди должны включать отходы своей деятельности в природные биогеохимические циклы или создавать подобные циклы искусственно. Пример: в 2007 г. 8,2 тысяч кубометров мусора было вывезено с центральных улиц Воронежа после празднования 420-летия города, население 902 тыс. человек.

Продукты промышленной деятельности человека, как правило, скапливаются в достаточно больших объемах. Специалисты, изучая рудные месторождения, накопили достаточно эмпирических знаний, чтобы организовывать в местах подобных скоплений техногенные месторождения промышленно используемых минералов с созданием искусственных геохимических барьеров.

Ученые начали изучать возможность влияния на процессы в горящих отвалах. Предпринятые шаги, хотя и носят полустихийный характер, дают обнадеживающие результаты. Так, в Сибирском отделении РАН занялись отвалами месторождений полиметаллических руд. Оказалось, что в них формируются новообразованные минералы, содержащие медь, цинк, мышьяк. В дальнейшем минералы разрушаются под действием атмосферных осадков и заражают среду тяжелыми элементами.

Изучение законов развития биосферы помогает устранить еще одну проблему, которую человек себе создает. После обогащения руды на горно-металлургических комбинатах остаются так называемые «хвосты» — пульпа, состоящая из воды и обедненной породы. Хотя концентрация тяжелых металлов в хвостах невелика, в абсолютных значениях их там очень и очень много. Если не сливать хвосты непосредственно в реки и озера, а организовать хвостохранилище, перегородив его проницаемой плотиной, то на структурах плотины образуются корки окислов железа (лимонит), которые будут сорбировать тяжелые металлы, а просачивающаяся через такой фильтр вода по составу окажется почти такой же чистой, как в естественных водоемах. В русле концепции ноосферы оказалось и изобретение российских ученых по очистке вод, откачиваемых из урановых шахт. В них в растворенном состоянии находится значительное количество соединений урана. Сбросить такую воду — это лишиться части продукта и вдобавок создать опасность для живущих вокруг людей. Шахтные воды заливают в резервуар и вносят туда глину. При осаждении частицы глины увлекают с собой соединения урана. Чистую воду откачивают, а осадок сваливают кучей и орошают слабым раствором серной кислоты (выщелачивают). В дальнейшем уран выделяют и используют.

Стратегия развития цивилизации в XX веке имела преимущественно экстенсивный характер. Больше угля, чугуна и стали! Больше электроэнергии! Принципиальное отличие стратегии XXI века — крен в сторону интенсивного развития. Не больше — а рациональнее. Рациональнее добывать, использовать, потреблять. И думать не только о потреблении, но в равной степени и об утилизации отходов по тому или иному сценарию. В качестве подтверждения можно в заключение привести слова В. И. Вернадского: «Будущее человечества, как части единой системы биосферы, зависит от того, когда оно поймет свою связь с Природой (Богом, Духом, Высшим Разумом, Мировой Информацией) и примет на себя ответственность не только за развитие общества, но биосферы в целом».