Биосфера – живая открытая система. Она обменивается энергией и веществом с внешним миром. В данном случае внешний мир – это безбрежное космическое пространство.

Извне на Землю приходят солнечное и электромагнитное излучение; так называемый солнечный ветер, представляющий собой сгустки плазменных облаков, непрерывно испускаемые Солнцем с переменной интенсивностью; галактические и солнечные космические лучи, а также потоки метеоритов.

От Земли в космос уходит собственное тепловое излучение, часть обратного рассеянного излучения Солнца (альбедо), а также потоки вещества верхней атмосферы Земли.

Таким образом, взаимодействие «биосфера–космос» представлявляет собой сложную динамическую систему, находящуюся в состояню подвижного равновесия.

Пограничная область между системой «Земля–космос» проходит на расстоянии 50–60 тыс. км над поверхностью Земли. Именно на такое расстояние простирается граница геомагнитного поля магнитосферы Земли. Процессы взаимодействия магнитосферы с веществом солнечной плазмы – солнечным ветром и космическими лучами – изучаются, и исследуется в рамках магнитной гидродинамики – современной космической науки, совместно учитывающей сложные явления пограничной среды в соответствии с уравнениями электромагнитного поля Максвелла, с одной стороны, и уравнениями гидродинамики, с другой.

В свое время академик В.В. Вернадский подчеркивал, что существует тесная взаимосвязь между явлениями, происходящими на Земле, и процессами космического порядка. Сейчас уже нет никаких сомнений в том, что среда нашего обитания – не только Земля и даже не только Солнечная система, но и вся окружающая нас Вселенная, неотъемлемой частью которой мы являемся.

В связи с этим при изучении земных явлений необходимо исходить из системного подхода в науках о Земле, что диктуется не только обнаружением тех или иных конкретных связей между земными и космическими явлениями, но и общими принципами современного естествознания. Целостное восприятие мира – необходимая черта современного стиля научного мышления.

Эпоху, в которой мы живем, по праву называют космической эрой, эпохой освоения космоса. И дело не только в осуществлении космических полетов и успешном развитии космической техники. Освоение космоса, все более глубокое познание закономерностей космических явлений, широкое вовлечение космоса в сферу человеческой практики – настоятельная потребность современного этапа в развитии земной цивилизации.

Становится ясно, что само возникновение и существование биосферы и человека тесно связано с физическими условиями во Вселенной, а также с особенностями течения физических процессов на Земле, в непосредственно окружающей нас области космоса и во Вселенной в целом.

Земные явления бесчисленными нитями связаны с физическими процессами, протекающими в космическом пространстве. Во-первых, во многих земных явлениях находят свое отражение общие закономерности космического порядка. Во-вторых, существует целый ряд непосредственных связей и зависимостей, определяющих влияние тех или иных космических факторов на нашу планету, в том числе и на биосферу. Таких факторов очень много.

Например, в результате вращения Земли дважды в сутки наблюдаются морские приливы и отливы под действием гравитационного притяжения Луны. Ясно, что это явление важно для обитателей приморских районов Земли.

Положение Земли в пространстве относительно Солнца приводит к суточной смене дня и ночи и естественной смене времен года в разных районах Земли, что влияет на все стороны жизни биосферы.

Важную роль сыграли факторы космического порядка в процессе становления жизни на Земле. В частности, многие характерные особенности живых организмов, в том числе и организма человека, непосредственно связаны с величиной силы тяжести на Земле, характером солнечного излучения, положением нашей планеты в Солнечной системе, а также положением Солнечной системы в нашей Галактике.

Так, например, строение органов зрения человека и животных обусловлено тем, что Солнце интенсивно излучает в оптическом диапазоне и это излучение проходит сквозь атмосферу Земли. Не случайно и то, что человеческий глаз наиболее чувствителен к желто-зеленым лучам, ибо именно эти лучи в составе солнечного света имеют наибольшую интенсивность.

Есть основания предполагать, что солнечная деятельность оказывает влияние на биосферу нашей планеты и в настоящее время.

Так, подмечен целый ряд статистических зависимостей, которые обнаруживают связь колебаний солнечной активности с эпидемическими, сердечно-сосудистыми и нервно-психическими заболеваниями, обострением хронических болезней, урожайностью и ростом годовых колец у деревьев. В связи с этим возникла новая область науки – гелиобиология, главная задача которой – выяснить физические механизмы воздействия Солнечной системы на процессы, протекающие в биосфере. Это одна из актуальных проблем современного естествознания, имеющая огромное практическое значение для человечества.

Изучение космического пространства с помощью спутников и космических аппаратов в последние десятилетия позволило существенно продвинуться в исследовании механизмов солнечно-земных связей, в первую очередь в выяснении целого ряда циклических процессов на Солнце и их проявлений в земных условиях. Прежде всего, речь идет о 27-дневных (в среднем) ритмах, связанных с вращением Земли относительно своей оси, с 11-летним (в среднем) и 22-летним (в среднем) циклами солнечной активности, проявляющимися более или менее синхронно в длительных временных рядах по большому числу визуальных характеристик Солнца в виде солнечных пятен, факелов, флокулл, хромосферных вспышек и др.

Современная гелиобиология подтверждает факт влияния ритмов Солнца на земные процессы, однако выясняется, что механизмы такого влияния являются гораздо более сложными, чем это представлялось в первой половине XX в. основателям космической биологии В.В. Вернадскому и А.Л. Чижевскому .

В то же время целый ряд конкретных вопросов солнечно-земных связей уже нашел решение как с точки зрения изучения материальных носителей таких связей (главным образом солнечных корпускулярных потоков), так и самих их механизмов. В частности, к ним относятся:

Вопросы изучения причин вариации магнитного поля Земли, в том числе и появления магнитных бурь на Земле;

Резкие изменения состояния ионосферы, нарушающие процесс распространения радиоволн на Земле;

Появление полярных сияний, земных электрических токов, процессов изменения атмосферного электричества и др.

Ясно, что необходимо дальнейшее изучение влияния всех установленных геофизических явлений на биосферу, в том числе и организм человека.

Человеческий организм – сложная и высокосовершенная саморегулирующаяся система, которая стремится к равновесию с окружающей средой, включающей в себе факторы космического порядка. Всякое нарушение данного равновесия, связанное с изменением внешних условий, вызывает соответствующую перестройку в деятельности организма.

Эту закономерность использует, например, современная медицина в лечебных целях. Воздействуя на организм климатическими, бальнеологическими и другими природными факторами, врачи сознательно добиваются таких целенаправленных изменений, которые повлекли бы за собой ликвидацию определенных заболеваний. Возможности подобного метода еще далеко не исчерпаны. Дальнейшее изучение влияния различных природных, в том числе и космических, факторов на живые организмы открывает новые пути избавления человека от различных недугов.

В последние годы идей о наличии многосторонних космо-земных связей подтверждены в работах по влиянию геомагнитного поля и солнечной активности на ритмы артериального давления, частоту сердечно-сосудистых заболеваний, поведение эритроцитов, свертываемость крови, содержание гемоглобина, гомеостаз живых организмов, почвообразование, барическое давление и циркуляцию атмосферы, осадки, генезис рельефа Земли и т.д. Таким образом, периодичность солнечной активности является одним из важнейших факторов, влияющих на жизнь на Земле.

Биосфера и ноосфера

Факторы эволюции и этапы развития биосферы. Эволюция биосферы на протяжении большей части ее истории осуществлялась под влиянием двух главных факторов:

1) естественных геологических и климатических изменений на планете;

2) изменений видового состава и количества живых существ в процессе биологической эволюции.

На современном этапе в третичном периоде основным фактором, определяющим эволюцию биосферы, стало развивающееся человеческое общество.

Эволюция органического мира прошла несколько этапов. Первый этап – возникновение первичной биосферы с присущим ей биотическим круговоротом, второй –усложнение структуры биотического компонента биосферы в результате появления многоклеточных организмов. Эти два этапа эволюции, протекавшие в соответствии с чисто биологическими закономерностями жизнедеятельности и развития, получили название биогенеза.

Третий этап связан с возникновением человеческого общества. Разумеется, по своим намерениям деятельность людей в масштабе биосферы способствует превращению последней в ноосферу. На данном этапе эволюция протекает под определяющим воздействием человеческого сознания и связанной с ним производственной (трудовой) деятельности людей, что соответствует периоду ноогенеза.

Представления о том, что живые существа взаимодействуют с внешней средой, изменяя ее, возникли давно. Этому способствовали наблюдения за природными явлениями. В начале XVII в. зачаточные представления о биосфере имели место в трудах голландских ученых Б. Варениуса и X. Гюйгенса .

Век спустя французский естествоиспытатель Ж. Кювье заметил, что живые организмы могут существовать только путем обмена веществ с внешней средой. Другие исследователи – французский химик Ж.Б. Дюма и немецкий химик Ю. Либих выяснили значение зеленых растений в газовом обмене земного шара и роль почвенных растворов в питании растений. Впоследствии многие ученые изучали взаимоотношения организмов со средой их обитания, что в итоге привело к современному пониманию биосферы.

В частности, Ж.Б. Ламарк в своей книге «Гидрогеология» посвятил целую главу влиянию живых организмов на преобразование земной поверхности. Он писал:

В природе существует особая сила, могущественная и непрерывно действующая, которая обладает способностью образовывать сочетания, умножать их, разнообразить их. Влияние живых организмов на вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его внешнюю кору, весьма значительно, потому что эти существа, бесконечно разнообразные и многочисленные, с непрерывно меняющимися поколениями, покрывают своими постепенно накапливающимися и все время отлагающимися остатками все участки поверхности земного шара.

Из этих высказываний следует правильная оценка огромной геологической роли организмов и продуктов их разложения.

Выдающийся натуралист и географ А. Гумбольдт в своем сочинении «Космос» дал синтез знаний того времени о Земле и космосе и на основании этого развил идею о взаимосвязи всех природных процессов и явлений.

Существование биосферы Земли как целостной природной системы выражается в первую очередь в круговороте энергии и веществ при участии всех живых организмов планеты. Идея биосферного круговорота была обоснована немецким физиологом Я. Молешоттом . А предложенное в 80-е гг. XIX в. подразделение организмов по способам питания на три группы (автотрофные, гетеротрофные и миксотрофные) немецким физиологом В. Пфеффером было крупным научным обобщением, способствующим пониманию основных процессов обмена веществ в биосфере.

Начало учения о биосфере связывают с именем знаменитого французского натуралиста Ж.Б. Ламарка. Определение же биосферы впервые было введено австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. Значительно более широкое представление о биосфере мы встречаем у В.И. Вернадского.

Биосфера и человек. На начальных этапах существования человеческого общества интенсивность воздействия на среду обитания не отличалась от воздействия других организмов. Получая от окружающей среды средства к существованию в таком количестве, которое полностью восстанавливалось за счет естественных процессов биотического круговорота, люди возвращали в биосферу то, что использовали другие организмы для своей жизнедеятельности. Универсальная способность микроорганизмов разрушать органическое вещество, а растений – превращать минеральные вещества в органические обеспечивала включение продуктов хозяйственной деятельности людей в биотический круговорот.

Первая созданная человеком культура – палеолит (каменный век) – продолжалась примерно 12–30 тыс. лет. Она совпала с длительным периодом оледенения. Экономической основой жизни человеческого общества в это время была охота на крупных животных: северного оленя, шерстистого носорога, лошадей, мамонта, тура. На стоянках дикого человека находят многочисленные кости диких животных – свидетельство успешной охоты. Интенсивное истребление крупных травоядных животных привело к сравнительно быстрому сокращению их численности и исчезновению многих видов. Если мелкие травоядные могли восполнить потери от преследования охотниками высокой рождаемостью, то крупные животные в силу особенностей их биологии были лишены этой возможности. Дополнительные трудности для них создали изменившиеся в конце палеолита климатические условия. 10–12 тыс. лет назад наступило резкое потепление, отступил ледник, распространились леса в Европе. Это создало новые условия жизни, разрушило сложившуюся экономическую базу человеческого общества. Закончился период его развития, характеризовавшийся чисто потребительским отношением к окружающей среде.

В следующую эпоху – эпоху неолита (новый каменный век) – наряду с охотой, рыбной ловлей и собирательством все большее значение приобретает процесс производства пищи. Делаются первые попытки одомашнивания животных и разведения растений. На местах археологических раскопок поселений, существовавших 9–10 тыс. лет назад, обнаруживают пшеницу, ячмень, чечевицу, кости домашних животных – коз, свиней, овец. Развиваются зачатки земледельческого и скотоводческого хозяйства. Широко используется огонь для уничтожения растительности в условиях подсечного земледелия и как средство охоты. Начинается освоение минеральных ресурсов, зарождается металлургия.

Рост населения, интенсивное развитие науки и техники в последние два столетия, и особенно в наши дни, привели к тому, что деятельность человека стала фактором планетарного масштаба, направляющей силой дальнейшей эволюции биосферы. Возникли антропоценозы (от греч. anthropos – человек, koinos – общий, общность) – сообщества организмов, в которых человек является доминирующим видом, а его деятельность – определяющей состояние всей системы. В настоящее время человек извлекает из биосферы сырье в значительном и все возрастающем количестве, а современные промышленность и сельское хозяйство производят или применяют вещества, не только не используемые другими видами организмов, но нередко ядовитые и чуждые природе. В результате биотический круговорот становится незамкнутым. Вода, атмосфера, почвы загрязняются отходами производства, вырубаются леса, истребляются дикие животные, разрушаются природные биогеоценозы.

Нежелательные последствия неконтролируемой человеческой деятельности осознавали естествоиспытатели уже в конце XVIII – начале XIX в. (Ж.-Л.-Л. Бюффон, Ж.-Б. Ламарк).

По своим последствиям воздействия человеческого общества на среду обитания могут быть положительными и отрицательными. Последние особо привлекают к себе внимание. Основные пути воздействия людей на природу заключаются в расходовании естественных богатств в виде минерального сырья, почв, водных ресурсов; загрязнении среды, истреблении видов, разрушении биогеоценозов.

Положительное влияние человека выражается в выведении новых пород домашних животных и сортов сельскохозяйственных растений, создании культурных биогеоценозов, а также в разработке новых штаммов полезных микроорганизмов как основы микробиологической промышленности, развитии прудового рыбного хозяйства, продукции полезных видов в новых условиях обитания.

Прогнозы будущего человечества с учетом экологических проблем, стоящих перед ним, представляют непосредственный интерес для всего населения планеты. По мнению экспертов, экологическая ситуация, складывающаяся на Земле, таит в себе опасность серьезных и, возможно, необратимых нарушений биосферы в том случае, если деятельность человечества не приобретет планомерный, согласующийся с законами существования и развития биосферы характер. Вместе с тем расчеты показывают, что человеческое общество не использует значительные резервы биосферы.

Одной из наиболее острых проблем современности является проблема быстрого роста населения Земли. Ежегодный прирост населения в абсолютном исчислении достигает 60–70 млн. человек, или примерно 2%. К 2000 г. численность населения достигла 6 млрд. человек. Площадь поверхности суши на планете равна 1,5 10 14 м 2 , что достаточно для размещения 15–20 млрд. человек со средней плотностью 300–400 человек на 1 км 2 , имеющей место в настоящее время в Бельгии, Нидерландах, Японии.

Растущее население Земли должно быть обеспечено пищей. Известно, что производство продовольствия на душу населения растет медленнее, чем производство энергии, одежды, различных материалов. Многие миллионы людей в слаборазвитых странах испытывают; нехватку продуктов. Вместе с тем из всей территории суши, пригодной для земледелия, в среднем по земному шару сельскохозяйственными угодьями занято лишь 41%. При этом на используемой территории, по мнению разных экспертов, получают от 3 – 4 до 30% возможного при современном уровне развития агротехники количества продуктов. Причины этого отчасти заключаются в недостаточной энерговооруженности сельского хозяйства. Так, в Японии при выращивании урожая, в пять раз большего, чем в Индии (с 1 га сельскохозяйственных угодий), затрачивают в 20 раз больше электроэнергии и в 20 – 30 раз – удобрений и пестицидов.

Уже сейчас 30% металлоизделий изготовляют из вторичного сырья. При существующей технологии из месторождений нефти извлекается лишь 30–50% запасов. Выход полезных ископаемых, таким образом, может быть увеличен путем разработки прогрессивных способов добычи. Около 95% энергии в настоящее время получают за счет сжигания ископаемого топлива, 3–4% – за счет энергии речного стока и только 1 – 2% – за счет атомного горючего. Использование атомной энергии в мирных целях решает проблему энергетического кризиса.

Преобразующая деятельность людей неизбежна, так как с ней связано благосостояние населения. Современное человечество располагает исключительно мощными факторами воздействия на природу планеты. Следование принципу научно обоснованного рационального природопользования позволяет получить в целом позитивный итог.

Превращение биосферы в ноосферу. Понятие «ноосфера» было введено и науку французским философом Э. Леруа в 1927 г.

Ноосферой Леруа назвал оболочку Земли, включающую человеческое общество с его языком, индустрией, культурой и прочими атрибутами разумной деятельности.

Ноосфера, по мнению Э. Леруа, представляет собой «мыслящий пласт», который, зародившись в конце третичного периода, разворачивается с тех пор над миром растений и животных, вне биосферы и над ней.

Значительно более широкое представление о биосфере и ноосфере дал один из выдающихся ученых, основатель геохимии, биохимии, радиогеологии В.В. Вернадский. Он исходил из того, что естественно-научные гипотезы должны отражать объективную реальность материального мира – закономерности, связанные с физико-химическими, геологическими, биохимическими и другими процессами в едином комплексе.

В противоположность трактовке ноосферы, выдвинутой Э. Леруа, Вернадский представлял ноосферу не как нечто внешнее по отношению к биосфере, а как новый этап в развитии биосферы, заключающийся в разумном регулировании отношений человека и природы.

В. Вернадский сформулировал ряд конкретных условий, необходимых для становления и существования ноосферы. Перечислим эти условия и посмотрим, в какой мере эти условия выполнены или выполняются.

1.Заселение человеком всей планеты. Это условие выполнено. На Земле не осталось места, где бы не ступала 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 телевизора 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 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. Имелась возможность передавать данные от одного компьютера к другому при помощи модема, подключенного к телефонной линии. В последние годы развитие глобальной телекоммуникационной компьютерной сети Интернет дало начало настоящей революции в человеческой цивилизации, которая входит в эру информационных технологий. Рост развитие сети, совершенствование вычислительной и коммуникационной техники идут сейчас в геометрической прогрессии подобно размножению и эволюции живых организмов. На это в свое время обратил внимание Вернадский:

Со скоростью, сравнимой со скоростью размножения, выражаемой геометрической прогрессией в ходе времени, создается этим путем в биосфере все растущее множество новых для нее косных природных тел и новых больших природных явлений, ход научной мысли, например, в создании машин, как давно замечено, совершенно аналогичен ходу размножения организмов.

Если раньше сетью Интернет пользовались только исследователи в области информатики, государственные служащие, то теперь практически любой желающий может получить доступ к ней. И здесь мы видим воплощение мечты Вернадского о благоприятной среде для развития научной работы, популяризации научного знания, об интернациональности науки.

Всякий научный факт, всякое научное наблюдение,– писал Вернадский, –где бы и кем бы они ни были сделаны, поступают в единый научный аппарат, в нем классифицируются и приводятся к единой форме, сразу становятся общим достоянием для критики, размышлений и научной работы.

Если раньше для того, чтобы вышла в свет научная работа, a научная мысль стала известной миру, требовались годы, то сейчас любой ученый, имеющий доступ к сети Интернет, может представить свой труд ученому миру.

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) оказалась достаточно устойчивой и действенной.

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 к ноосфере границы биосферы, согласно учению Вернадского, должны расширяться, а человек должен выйти в космос. Эти предсказания сбылись.

6.Открытие новых источников энергии. Условие в принципе выполнено, но иногда с трагическими последствиями. Речь идет об атомной энергии, которая давно освоена и в мирных, и, к сожалению, в военных целях. Человечество (а точнее, политики) пока 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?

Для развития международного сотрудничества в области мирного использования атомной энергии в 1957 г. создано Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ), объединившее большую часть государств – членов ООН.

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 стало в прошлом веке разрушение колониальных империй.

8.Увеличение роли народных масс в решении вопросов внешней и внутренней политики. Это условие соблюдается во многих 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. Сейчас трудно говорить о выполнении этого условия в разных странах. Для поддержания российской науки созданы международные фонды. В развитых и даже развивающихся странах, например в Индии, государственный и общественный строй создает 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 ослабить болезни. О выполнении этого условия пока судить преждевременно. Однако Вернадский предупреждал, что процесс перехода биосферы в ноосферу не может происходить постепенно и однонаправленно, что на этом пути временные отступления неизбежны.

11.Разумное преобразование первичной природы Земли с целью сделать ее способной удовлетворить все материальные, эстетические и духовные потребности численно возрастающего населения. Это условие пока также не может считаться выполненным, однако первые шаги в направлении разумного преобразования природы во второй половине прошлого века, несомненно, начали осуществляться. Вся система научного знания дает фундамент для решения экологических задач.

12.Исключение войн из жизни общества. Это условие Вернадский считал чрезвычайно важным для создания и существования ноосферы. Но оно пока не выполнено. В целом мировое сообщество стремится не допустить мировой войны, хотя локальные войны непрерывно возникают.

Таким образом, мы видим, что большая часть условий перехода биосферы в ноосферу выполняется , а те, для которых такие условия еще не созрели, в принципе могут быть выполнены объединенными усилиями всего человечества. Однако ясно, что процесс перехода к ноосфере будет постепенным. Это неоднократно подчеркивал и сам Вернадский, утверждая, что человеческая цивилизация лишь вступает в переходный период от биосферы к ноосфере.

На современном этапе говорить о разумной планетарной деятельности человечества еще рано. Ноосфера – это определенный образ или идеал будущего планетарного развития. Идеи Вернадского намного опережали то время, в котором он творил. В полной мере это относится к учению о биосфере и ее переходе в ноосферу. Только сейчас, в условиях необычайного обострения глобальных проблем современности, становятся ясны пророческие слова Вернадского о необходимости мыслить и действовать в планетарном – биосферном – аспекте. Только сейчас рушатся иллюзии технократизма, покорения природы и выясняется сущностное единство биосферы и человечества. Судьба нашей планеты и судьба человечества – это единая судьба.

Устремленность в будущее – характерная черта ноосферного учения, которое в современных условиях необходимо развивать во всех направлениях.

Похожая информация.

Рассматривая вопрос о происхождении жизни на Земле, мы кратко упомянули о биосфере, живом веществе и его биогеохимических функциях, открытых В.И. Вернадским. Настоящая тема предполагает более обстоятельное изучение этих вопросов.

На протяжении многих сотен человеческих поколений взаимодействие человека с окружающей средой заметных изменений в биосфере не вызывало, но все это время шло накопление знаний и сил. Постепенно, используя свое интеллектуальное превосходство над остальными представителями животного мира, человек охватил своей деятельностью всю верхнюю оболочку планеты - всю биосферу. Эта деятельность привела к приручению животных, к выведению культурных растений. Человек стал менять окружающий его мир и создавать для себя новую, не существовавшую никогда на планете живую природу.

Под влиянием человеческого труда с момента появления человечества начался и в нарастающем темпе продолжает происходить процесс видоизменения биосферы и ее переход в новое качественное состояние. Естествознанию известны более ранние переходы биосферы в качественно новые состояния, сопровождавшиеся почти полной ее перестройкой. Но данный переход представляет собой нечто особенное, ни с чем не сравнимое явление.

В системе современного научного мировоззрения понятие биосферы занимает ключевое место во многих науках. Разработка учения о биосфере неразрывно связана с именем В.И. Вернадского, хотя и имеет довольно длинную предысторию, начавшуюся с книги Ж.-Б. Ламарка «Гидрогеология» (1802), в которой содержится одно из первых обоснований идеи о влиянии живых организмов на геологические процессы. Затем был грандиозный многотомный труд А. Гумбольдта «Космос» (первая книга вышла в 1845 году), в котором было собрано множество фактов, подтверждающих тезис о взаимодействии живых организмов с теми земными оболочками, в которые они проникают. Сам термин «биосфера» был впервые введен в науку немецким геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом, подразумевавшим под ней самостоятельную, пересекающуюся с другими сферу, в которой на Земле существует жизнь. Он дал определение биосферы как совокупности организмов, ограниченной в пространстве и времени и обитающей на поверхности Земли.

Но о геологической роли биосферы, о ее зависимости от планетарных факторов Земли пока не было сказано ничего. Впервые идею о геологических функциях живого вещества, представление о совокупности всего органического мира в виде единого нераздельного целого высказал В.И. Вернадский. Его концепция складывалась постепенно, от первой студенческой работы «Об изменении почвы степей грызунами» (1884) к «Живому веществу» (рукопись рубежа 20-х годов), «Биосфере» (1926), «Биогеохимическим очеркам» (1940), а также «Химическому строению биосферы Земли» и «Философским мыслям натуралиста», над которыми он работал в последние десятилетия своей жизни - теоретический итог творчества ученого и мыслителя.

Введя понятие живого вещества как совокупности всех живых организмов планеты, в том числе и человека, Вернадский тем самым вышел на качественно новый уровень анализа жизни и живого - биосферный. Это дало возможность понимать жизнь как могучую геологическую силу на шей планеты, действенно формирующую сам облик Земли. В функциональном плане живое вещество становилось тем звеном, которое соединяло историю химических элементов с эволюцией биосферы. Введение этого понятия также позволяло поставить и решить вопрос о механизмах геологической активности живого вещества, источниках энергии для этого.

Геологическая роль живого вещества основана на его геохимических функциях, которые современная наука классифицирует по пяти категориям: энергетическая, концентрационная, деструктивная, средообразующая, транспортная. Они основаны на том, что живые организмы своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом, непрерывной сменой поколений порождают грандиознейшее планетное явление -миграцию химических элементов в биосфере. Это предопределило решающую роль живого вещества и биосферы в становлении современного облика Земли - ее атмосферы, гидросферы, литосферы.

Такие грандиозные преобразования геосферы требуют гигантских затрат энергии. Источником ее является биогеохимическая энергия живого вещества биосферы, открытая Вернадским.

Биосфера - это живое вещество планеты и преобразованное им косное вещество (образованное без участия жизни). Таким образом, это не биологическое, геологическое или географическое понятие. Это фундаментальное понятие биогеохимии, один из основных структурных компонентов организованности нашей планеты и околоземного космического пространства, сфера, в которой осуществляются биоэнергетические процессы и обмен веществ вследствие деятельности жизни.

Пленка биосферы, окутывающая Землю, очень тонкая. Сегодня принято считать, что в атмосфере микробная жизнь имеет место примерно до высоты 20 - 22 км над земной поверхностью, а наличие жизни в глубоких океанических впадинах опускает эту границу до 8 - 11 км ниже уровня моря. Углубление жизни в земную кору много меньше, и микроорганизмы обнаружены при глубинном бурении и в пластовых водах не глубже 2 - 3 км. Но эта тончайшая пленка покрывает абсолютно всю Землю, не оставляя ни одного места на нашей планете (включая пустыни и ледяные пространства Арктики и Антарктики), где бы не было жизни. Разумеется, количество живого вещества в разных областях биосферы различно. Самое большое его количество расположено в верхних слоях литосферы (почва), гидросферы и нижних слоях атмосферы. По мере углубления в земную кору, океан, выше в атмосферу - количество живого вещества уменьшается, но нет резкой границы между биосферой и окружающими ее земными оболочками. И прежде всего нет такой границы в атмосфере, которая делала бы биосферу закрытой для всех космических излучений, а также энергии Солнца. Таким образом, биосфера открыта космосу, купается в потоках космической энергии. Перерабатывая эту энергию, живое вещество преобразует нашу планету. Само образование биосферы, в том числе и происхождение жизни на Земле, является результатом действия этих космических сил, важнейшего фактора функционирования биосферы.

Космические излучения и прежде всего энергия Солнца оказывают постоянное действие на все явления на Земле. Основатель гелиобиологии А.Л. Чижевский особенно много занимался изучением солнечно-земных связей. Он отмечал, что самые разнообразные и разнохарактерные явления на Земле -и химические превращения земной коры, и динамика самой планеты и составляющих ее частей, атмо-, гидро- и литосферы,- протекают под непосредственным воздействием Солнца. Солнце является основным (наряду с космическим излучением и энергией радиоактивного распада в недрах Земли) источником энергии, причиной всего на Земле - от легкого ветерка и произрастания растений до смерчей и ураганов и умственной деятельности человека.

Связь между циклами солнечной активности и процессами в биосфере была замечена еще в XVIII веке. Тогда английский астроном В. Гершель обратил внимание на связь между урожаями пшеницы и числом солнечных пятен. В конце XIX века профессор Одесского университета Ф.Н. Шведов, изучая срез ствола столетней акации, обнаружил, что толщина годичных колец изменяется каждые 11 лет, как бы повторяя цикличность солнечной активности.

Обобщив опыт предшественников, А.Л. Чижевский подвел под эти эмпирические данные твердую научную базу. Он считал, что Солнце диктует ритм большинства биологических процессов на Земле; когда на нем образуется много пятен, появляются хромосферные вспышки и усиливается яркость короны, на нашей планете разражаются эпидемии, усиливается рост деревьев, особенно сильно размножаются вредители сельского хозяйства и микроорганизмы - возбудители различных болезней.

Особый интерес представляет утверждение Чижевского, что Солнце существенно влияет не только на биологические, но и на социальные процессы на Земле. Социальные конфликты (войны, бунты, революции), по убеждению Чижевского, во многом предопределяются поведением и активностью нашего светила. По его подсчетам, во время минимальной солнечной активности происходит минимум массовых активных социальных проявлений в обществе (примерно 5\%). Во время же пика активности Солнца их число достигает 60\%. Эти выводы Чижевского лишь подтверждают неразрывное единство человека и космоса, указывают на их тесное взаимовлияние.

ЧЕЛОВЕК И КОСМОС

Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней биогеохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты, в первую очередь ее расстояние от Солнца и наклон земной оси к плоскости земной орбиты. Это пространственное расположение Земли в основном определяет климат на планете, а последний в свою очередь -жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете.

Сегодня основная масса ученых едина во мнении, что человек и человечество составляют часть живого вещества нашей планеты. Это означает, что люди также подвержены действию космических энергий и солнечной радиации. Так, человеческий организм, так же как организмы других животных, подстраивается под ритмы биогеосферы, прежде всего суточные (циркадные) и сезонные, связанные со сменой времен года.

Обмен веществ у человека протекает в наследуемом из поколения в поколение циркадном ритме. В настоящее время считается, что около сорока процессов в человеческом организме подчинено строгому циркадному ритму. Например, еще в 1931 году была установлена цикличность в функционировании печени человека. У людей, ведущих нормальный образ жизни и питающихся три раза в день, в первую половину дня печень выделяет наибольшее количество желчи, которая необходима для переваривания жиров и белков, расходуя запасенный ею гликоген и превращая его в простые разновидности сахара. Она отдает воду, образуя много мочевины, и накапливает жиры. Во второй половине дня печень начинает усваивать сахара, накапливая гликоген и воду. Объем ее клеток увеличивается в три раза.

На протяжении суток циклично колеблется содержание гемоглобина в крови, максимум его приходится на 11 - 13 часов, а минимум - на 16 - 18. Суточным колебаниям подвержено содержание в крови калия, магния, натрия, кальция, железа. Ночью повышается количество солей магния, а в мозговой жидкости - количество солей калия. Оба эти соединения гасят нервно-мышечную возбудимость. По суточному графику работает и вегетативная нервная система. Статистика утверждает, что даже рождение и смерть чаще случаются в темную часть суток, около полуночи.

Вся живая природа чутко реагирует на сезонные изменения окружающей температуры, интенсивность солнечного излучения - весной покрываются листвой деревья, осенью листва опадает, затухают обменные процессы, многие животные впадают в спячку и т.д. Человек не является исключением. На протяжении года у него меняется интенсивность обмена, состав клеток тканей, причем эти колебания различны в разных климатических поясах. Так, в южных районах (Сочи) содержание гемоглобина и количество эритроцитов, а также максимальное и минимальное давление крови в холодный период возрастают на 20 процентов по сравнению с теплым временем.

В условиях Севера наибольший процент гемоглобина найден у большинства обследованных жителей в летние месяцы, а наименьший - зимой и в начале весны.

Циклы солнечной активности также оказывают свое влияние на жизнедеятельность человека. Так, обработав, материал по вспышкам возвратного тифа в Европейской России с 1883 по 1917 год, а также данные по холере в России с 1823 по 1923 год и данные по активности Солнца, Чижевский пришел к выводу, что эти земные явления наступают синхронно с изменениями, происходящими в разных солнечных сферах. На основании построенных им графиков он еще в 1930-х годах предсказал, что в 1960 - 1962 годах произойдет эпидемическая вспышка холеры, что действительно произошло в странах Юго-Восточной Азии.

То, что состояние солнечной активности небезразлично для жизни на Земле, показывает и увеличение числа случаев заражения чесоткой в 1968 году и неожиданно подскочившее число заболеваний клещевым энцефалитом и туляремией на вершине максимума векового цикла солнечной активности в 1957 году (несмотря на проводившуюся, как и в прошлые годы, вакцинацию населения). Здесь мы обнаруживаем явную взаимосвязь человека с растительным и животным миром, в котором все жизненные циклы: заболевания, массовые перекочевки, периоды бурного размножения млекопитающих, насекомых, вирусов - протекают синхронно с одиннадцатилетними циклами солнечной активности, как и чередование грозовой и спокойной летней погоды, большего и меньшего производства растительной массы и т.д.

Гематологи пришли к выводу, что в годы максимума солнечной активности норма свертывания крови у здоровых людей увеличивается вдвое, а так как компенсаторная деятельность, в частности способность крови не свертываться, у сердечно-сосудистых больных угнетена, то при увеличении солнечных пятен учащаются инфаркты, инсульты.

Приведенные факты позволяют нам говорить о влиянии космоса на физиологические процессы в отдельном человеческом организме. Но ведь одновременно человек является частью человечества, общественного организма, который также подвержен влиянию солнечной активности. Чижевский попытался установить взаимосвязь одиннадцатилетних солнечных циклов с насыщенностью историческими событиями разных периодов человеческой истории. В результате своего анализа он сделал вывод, что максимум общественной активности совпадает с максимумом солнечной активности. Средние точки течения цикла дают максимум массовой деятельности человечества, выражающийся в революциях, восстаниях, войнах, походах, переселениях, являются началами новых исторических эпох в истории человечества. В крайних точках течения цикла напряжение общечеловеческой деятельности военного или политического характера понижается до минимального предела, уступая место созидательной деятельности и сопровождаясь всеобщим упадком политического и военного энтузиазма, миром и спокойной творческой работой в области государственного строительства, науки и искусства.

Эти идеи о связи космоса, человека и биосферы, представленные концепциями Вернадского и Чижевского, легли в основу популярной сегодня гипотезы Л.Н. Гумилева о пассионарном толчке, рождающем к жизни новые этносы. Ключевым понятием концепции этногенеза Гумилева является понятие пассионарности, которое он определяет как повышенное стремление к действию. Появление этого признака у отдельного человека является мутацией, затрагивающей энергетические механизмы человеческого тела. Пассионарий (носитель пассионарности) становится способным воспринять из окружающей среды энергии больше, чем необходимо для его нормальной жизнедеятельности. Избыток же полученной энергии направляется им в любую область человеческой деятельности, выбор которой определяется конкретными историческими условиями и склонностями самого человека. Пассионарий может стать великим завоевателем (Александр Македонский, Наполеон и т.д.) или путешественником (Марко Поло, А. Пржевальский и т.д.), великим ученым (А. Эйнштейн, И. Гете и т.д.) или религиозным деятелем (Будда, Христос). Появление свойства пассионарности инициируется каким-то специфическим редким космическим излучением (пассионарные толчки происходят 2-3 раза за тысячелетие). Носители пассионарности появляются в зоне следа от этого излучения - полосы шириной 200 - 300 км, но длиной до половины окружности планеты. Если в зоне этого излучения окажутся несколько народов, живущих в разных ландшафтах, они могут стать зародышем нового этноса. Смена этносов и есть процесс всемирной истории, причина прогрессивных перемен в ней.

КОСМИЗАЦИЯ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ И ФИЛОСОФИИ

Постепенно представления о связи биосферы и космоса, человека и космоса, общества и космоса вошли в научный оборот, став важной частью современного научного мировоззрения, характерной чертой современной культуры. Эти взгляды принято называть космизмом, а сам процесс формирования такого мировоззрения - космизацией науки и философии. Признаком космического мировоззрения считается внедрение в массовое сознание вышеизложенных идей о связи Земли и космоса, осознание этой зависимости и переход от антропоцентризма к биосфероцентризму, ставящему интересы человека и человечества в зависимость от потребностей всей планеты и всего живого на ней.

Сегодня уходит в прошлое изучение Земли отдельными науками, никак не связанными между собой, этот подход заменяется изучением нашей планеты с глобальных позиций, дающих возможность осмыслить Землю как целое, как часть космоса, находящуюся во взаимосвязи и взаимозависимости с единым целым космических пространств.

Частью нового космического мировоззрения является расширение предмета многих старых классических наук, их вывод за рамки изучения чисто земных явлений и процессов, появление космического аспекта в их исследованиях (астрохимия, экзобиология, радиационная генетика и т.д.). В связи с выходом человека в космос, как ответ на теоретические и практические проблемы этого шага появилась космонавтика. Вместе с этим люди все больше и больше ставят себе на службу природные силы космического порядка (например, использование ядерной энергии).

Новое мировоззрение требует введения новой системы ценностей, нового решения «вечных» человеческих вопросов о смысле жизни, смерти и бессмертии, добре и зле, которые должны быть ориентированы на осознание человеком космической значимости его деятельности.

Особенно активно формирование нового мировоззрения идет в последние десятилетия, хотя первые идеи космизма возникли на заре человеческой истории. Ведь космизм никогда не был только философской или естественнонаучной школой, нельзя считать его и художественным направлением. Его можно определить как своеобразную направленность мышления, умонастроение, в атмосфере которого формировались новые подходы к выработке целостной концепции мироздания, представления об органическом единстве всего мира и его теснейшей связи со Вселенной, с космосом. Понимаемый таким образом космизм был изначально присущ культурному самосознанию человечества - мифологическое сознание наших предков полностью основывалось на парадигме космизма. Об этом свидетельствуют их интуитивные представления о тесной связи мира и человека, оживотворение мира, а также попытки обнаружить за грозными природными стихиями некие всеобщие законы, гармонизирующие эти отношения, что отразилось в космологических мифах разных народов. Затем была платоновская картина мира на основе признания первичности мира идей, имманентного материальному бытию. Периодически космизм также оживал в христианизированном платонизме, в натурфилософских разработках Возрождения.

Серьезнейший кризис космизм пережил в Новое время в связи с развитием науки, схематизировавшей реальность и предавшей забвению идеи целостного знания. И, хотя в естествознании Нового времени периодически возрождались идеи единства мира, человека и космоса (Д. Бруно, Г. Галилей, Н. Коперник и др.), они не могли переломить господствующих тенденций развития европейской науки, ее стремления к строгому рационализму и аналитизму.

Лишь во второй половине XIX века европейская наука и философия демонстрируют тенденции к синтезу знания, хотя и воспринимаемые европейской культурой с большим трудом.

Совершенно в иной ситуации была Россия во второй половине XIX века. Наша страна была избавлена от груза идей, господствовавших в Европе. Ведь и русская наука, родившаяся в XVIII в., и русская философия, существующая с XI века (подлинный расцвет их начинается со второй половины XIX века), основывались на глубинных архетипах русского сознания, среди которых был и космизм. Это связано с тем, что в России языческое целостное мироощущение не было уничтожено христианством. Более того, русское православие также представляло космос как живой организм, находящийся в непрестанном взаимодействии с Творцом, говорило о важной роли человека в этом взаимодействии.

Эти идеи, подспудно хранившиеся в русском сознании, соединились с осознанием кризиса научного мировоззрения в конце XIX - начале XX века и дали миру феномен русского космизма - характерной черты русской культуры второй половины XIX века - первой половины XX века. Мы не можем говорить о космизме как о чисто русском явлении, но если в Европе он был связан с отдельными яркими мыслителями и едва намечавшимися тенденциями в развитии мысли, то в России он стал целым пластом культуры, представленным в творчестве замечательной плеяды ученых, философов и художников. Идеи космизма в России нашли свое выражение в творчестве В. В. Докучаева, В. И. Вернадского, К. Э. Циолковского, А. Л. Чижевского, Л. Н. Гумилева, Н. Г. Холодного, С. П. Королева, Н. А. Морозова, Н. Ф. Федорова, В. С. Соловьева, А. Белого, А. В. Сухово-Кобылина и др.

Особый интерес сегодня вызывают идеи Н. Ф. Федорова, который одним из первых создал свою концепцию космизма. Он считал, что рост народонаселения на Земле, который он связывал с необходимостью воскрешения всех ранее живших людей, приведет к освоению других планет, на которых они будут расселены. В связи с этим он предлагал свой вариант перемещения людей в космическом пространстве. Для этого, по его мнению, нужно будет овладеть электромагнитной энергией земного шара, что позволит регулировать его движение в мировом пространстве и превратит Землю в подобие космического корабля. В перспективе человек, по предположению Федорова, объединит все миры и станет «планетоводом».

Идеи Федорова о расселении людей на другие планеты поддерживал его ученик, один из основателей ракетостроения и теории космических полетов К.Э. Циолковский. На основании своей идеи о всеобщности жизни, всегда и везде существующей посредством перемещающихся и вечно живых атомов, Циолковский построил свою «космическую философию».

Он полагал, что жизнь и разум на земле не являются единственными во Вселенной. Целый ряд планет также обладает разумным, органическим, чувствующим миром. Но наша планета значительно моложе многих других планет, поэтому жизнь на Земле менее совершенна, чем на этих планетах. Следовательно, космическое пространство заселено разумными существами различного уровня развития. Во Вселенной есть планеты, которые по развитию разума и могущества достигли высшей степени и опередили другие. Эти «совершенные» планеты обладают моральным правом регулировать жизнь на других, пока более примитивных планетах.

Циолковский полагал, что нашей планете во Вселенной принадлежит особая роль. Земля относится к категории молодых планет, «подающих надежды». Лишь небольшому числу таких планет будет дано право на самостоятельное развитие. К их числу относится и Земля. В эволюции планет постепенно будет образован союз всех разумных высших существ космоса. Задача Земли в этом союзе - внести свой вклад в совершенствование космоса. Для этого землянам необходимо приступить к космическим полетам и начать расселяться на других планетах Вселенной. В этом и состоит основная идея его «космической философии»: переселение с Земли и заселение Космоса.

В трудах этих и других мыслителей обосновывалась зависимость космоса и разума, доказывалась необходимость объединения людей не на основе социально-политических или идеологических теорий, а на базе идей экологического порядка. Но главным результатом их деятельности стало создание такой культурной ситуации, в которой стала возможна смена парадигм в науке, перестройка научно-познавательных установок ученого, имеющего дело отныне не с природой в ее первозданной чистоте, а с природой, измененной деятельностью человека. В этом заключается новое понимание места и роли человека в мире. Отныне он стал пониматься как вершина развития материи на Земле, в Солнечной системе, а может быть, и во Вселенной. Он становится силой, способной в перспективе осваивать и преобразовывать природу в космических масштабах. Итогом этих размышлений о роли человека стало формулирование антропного принципа в современной науке.

АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП

Идеи космизма постепенно поставили ученых перед вопросом: почему наша Вселенная такова, какая она есть? Более строго этот вопрос звучит так: почему физические постоянные (универсальные: Планка, скорость света, а также такие константы, как гравитационная постоянная, заряд электрона и протона) имеют такие, а не иные значения, и что случилось бы со Вселенной, если бы эти значения оказались другими? Правомерность этого вопроса определяется тем, что численные значения физических постоянных теоретически никак не обоснованы, они получены экспериментально и независимо друг от друга.

Неопределенная ситуация с физическими постоянными вызвала желание проверить, какими окажутся для Вселенной последствия изменения значений отдельных физических постоянных или целой их группы. Проведенный анализ привел к ошеломляющему выводу. Оказалось, что достаточно совсем небольших, в пределах 10-30 процентов отклонений значений постоянных в ту или другую сторону - и наша Вселенная окажется настолько упрощенной системой, что ни о каком ее направленном развитии не сможет быть и речи. Не смогут существовать основные устойчивые состояния - ядра, атомы, звезды и галактики.

Например, увеличение постоянной Планка более чем на 15 процентов лишает протон возможности объединяться с нейтроном, то есть делает невозможным протекание нуклеосинтеза. Тот же результат получается, если увеличить массу протона на 30 процентов. Изменение значений этих физических постоянных в меньшую сторону открыло бы возможность образования устойчивого ядра гелия, следствием чего явилось бы выгорание всего водорода на ранних стадиях расширения Вселенной. Приходится признать, что существуют очень узкие «ворота» подходящих значений физических постоянных, в границах которых возможно существование знакомой нам Вселенной.

Но на этом не заканчиваются «случайные» совпадения. Напомним о тех из них, с которыми мы уже встречались, говоря об эволюции Вселенной. Небольшая асимметрия между веществом и антивеществом позволила на ранней стадии образоваться барионной Вселенной, без чего она выродилась бы в фотоннолептонную пустыню; благодаря остановке первичного нуклеосинтеза на стадии образования ядер гелия смогла возникнуть водородно-гелиевая Вселенная; наличие у ядра углерода возбужденного электронного уровня с энергией, почти точно равной суммарной энергии трех ядер гелия, открыло возможность для протекания звездного нуклеосинтеза, в ходе которого образовались все элементы таблицы Менделеева, более тяжелые, чем водород и гелий; расположение энергетических уровней у ядра кислорода опять же случайно оказалось таким, что не позволяет в процессах звездного нуклеосинтеза превратиться всем ядрам углерода в кислород, а ведь углерод - это основа органической химии и, следовательно, жизни. Совокупность многочисленных случайностей такого рода метко названа П. Девисом «тонкой подстройкой» Вселенной.

Таким образом, наука столкнулась с большой группой фактов, раздельное рассмотрение которых создает впечатление необъяснимых случайных совпадений, граничащих с чудом. Вероятность каждого подобного совпадения очень мала, а уж их совместное существование и вовсе невероятно. Тогда вполне обоснованной представляется постановка вопроса о существовании пока не познанных закономерностей, которые способны организовать Вселенную определенным образом и со следствиями которых мы столкнулись.

Итак, наличие «тонкой подстройки», определенных физических законов, свойства элементов и характер взаимодействий между ними определяют устройство нашей Вселенной. В ходе ее развития появляются структурные элементы нарастающей сложности, а на одном из этапов развития появляется «наблюдатель», способный обнаружить существование «тонкой подстройки» и задуматься о породивших ее причинах.

У наблюдателя, обладающего нашей системой восприятия мира и нашей логикой, неизбежно возникнет вопрос: случайна ли обнаруженная им «тонкая подстройка» Вселенной или она предопределена каким-то глобальным процессом самоорганизации? А это означает, что всплывает старая проблема, волновавшая человечество на протяжении всей его сознательной истории: занимаем ли мы особое место в этом мире или же это положение является результатом случайного развития. Признание «тонкой подстройки» закономерным природным явлением приводит к заключению, что с самого начала во Вселенной потенциально заложено появление «наблюдателя» на определенном этапе ее развития. Принятие такого вывода равносильно признанию существования у природы определенных целей.

В этой ситуации был выдвинут и в настоящее время широко обсуждается антропный принцип. В 70-е годы в двух вариантах его сформулировал английский ученый Картер. Первый из них получил наименование слабого антропного принципа: «То, что мы предполагаем наблюдать, должно удовлетворять условиям, необходимым для присутствия человека в качестве наблюдателя». Второй вариант назван сильным антропным принципом: «Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некоторой стадии эволюции мог существовать наблюдатель».

Слабый антропный принцип интерпретируется так, что в ходе эволюции Вселенной могли существовать самые разные условия, но человек-наблюдатель видит мир только на том этапе, на котором реализовались условия, необходимые для его существования. В частности, для появления человека понадобилось, чтобы в ходе расширения вещества Вселенная прошла все те стадии, о которых говорилось выше. Понятно, что человек не мог наблюдать их, так как физические условия тогда не обеспечивали его появления. Но, с другой стороны, все эти стадии могли протекать только в мире, где существовала «тонкая подстройка». Поэтому сам факт появления человека уже предопределяет то, что он должен увидеть: и современную Вселенную, и наличие в ней «тонкой подстройки». Короче говоря, раз человек есть, то он увидит вполне определенным образом устроенный мир, ибо ничего другого ему увидеть не дано.

Более серьезное содержание заложено в сильном антропном принципе. По существу, речь идет о случайном или закономерном происхождении «тонкой подстройки» Вселенной. Признание закономерного устройства Вселенной влечет за собой признание принципа, организующего ее. Если же считать «тонкую подстройку» случайной, то приходится постулировать множественное рождение вселенных, в каждой из которых случайным образом реализуются случайные значения физических постоянных, физические законы и т.п. В какой-то из них случайно возникнет «тонкая подстройка», обеспечивающая появление на определенном этапе развития наблюдателя, и он увидит вполне благоустроенный мир, о случайном возникновении которого первоначально не будет подозревать. Правда, вероятность этого очень мала.

Если же мы признаем «тонкую подстройку» изначально заложенной во Вселенной, то линия ее последующего развития предопределена, а появление наблюдателя на соответствующем этапе неизбежно. Из этого следует, что в родившейся Вселенной потенциально было заложено ее будущее, а процесс развития приобретает целенаправленный характер. Появление разума не только заранее «запланировано», но и имеет определенное предназначение, которое проявит себя в последующем процессе развития.

Пока мы еще слишком мало знаем о Вселенной, ведь земная жизнь - это только малая часть гигантского целого. Но мы имеем право строить любые догадки, если они не противоречат познанным законам природы. И вполне возможно, что если человечество продолжит свое существование, если его способность познавать себя и окружающий мир сохранится, то одной из главных задач будущего научного поиска человечества станет осознание своего предназначения во Вселенной.

План семинарского занятия (2 часа)

1. Биосфера и живое вещество: определения, функции и роль в геологических процессах.

2. Влияние космоса на биосферные процессы и человеческую жизнь.

3. Антропный принцип в современной науке и философии.

Темы докладов и рефератов

1. А.Л.Чижевский о влиянии Солнца на природные и общественные явления.

2. В.И.Вернадский о биосфере и живом веществе.

3. Русский космизм как явление культуры.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев В.П. Становление человечества. М., 1984.

2. Будько Н.П., Федоров В.М. Учение о биосфере, научная картина мира и глобальные проблемы современности//Вестн. МГУ. Сер. «Философия». 1988,№ 1.

3. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. М., 1988.

4. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружение. М., 1987.

5. Гиренок Ф.И. Русские космисты. М., 1990.

6.Девис П. Случайная Вселенная. М., 1985.

7. Казначеев В.П. Учение В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере. Новосибирск, 1989.

8. Казначеев В.П. Учение о биосфере. М., 1985.

9. Кузнецов В.И.. Идлис Г.М., Гутина В.Н. Естествознание. М., 1996.

10. Леоноеич В.В. Философские вопросы медицины, биологии, социологии. Л., 1973.

11. Ровинский Р.Е. Развивающаяся Вселенная. М., 1996.

12. Урсул АД., Урсул Т.А. Эволюция, космос, человек. Кишинев, 1986.

13. Чижевский АЛ. Земное эхо солнечных бурь. М., 1973.

14. Чижевский А.Л. Физические факторы исторического процесса. Калуга, 1924 (репринт).

УДК 550.4+551.02

ВЛИЯНИЕ КОСМОСА НА БИОСФЕРУ ЗЕМЛИ

С.Г. Неручев

Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт (ВНИГРИ),

Санкт-Петербург, Россия

Эл. почта: [email protected] Статья поступила в редакцию 29.03.2010, принята к печати 07.05.2010

Планета Земля является космическим объектом. Обращение ее вокруг Солнца определяет каждый год проявление известных всем климатических сезонов года, на которые четко реагирует биосфера. Гораздо меньше известно о влиянии на биосферу Земли значительно более долговременных периодов, обусловленных обращением Солнца вместе с Землей вокруг центра Галактики, так называемых галактических лет. Целью статьи является рассмотрение, с использованием накопившихся палеобиологических материалов, влияния на биосферу Земли изменяющихся космических условий в течение галактических лет и их климатических сезонов с периодичностью около 200 млн лет, а также более кратковременных изменений космических условий, вызывающих активизацию глубинных процессов на Земле и проявление биосферных кризисов в каждом галактическом году с периодичностью около 30 млн лет. Материалом для анализа этих явлений послужили геологические, палеобиологические и астрономические данные, характеризующие наиболее изученную фанерозойскую эру Земли продолжительностью около 600 млн лет - от начала кембрийского периода до современного момента. Ключевые слова: биосфера, космос, галактические годы, кризисные биосферные события.

COSMIC INFLUENCES ON THE EARTH BIOSPHERE

Oil and Geological Prospecting Institute, Saint-Petersburg, Russia E-mail: [email protected]

The planet Earth is a cosmic object. Its orbiting around the Sun results in well known seasonal changes in the biosphere. Less familiar are significantly longer periodic changes caused by Solar system orbiting around the center of our Galaxy, the so-called galactic years. The present article uses paleobiological data to discuss changes in the Earth biosphere associated with galactic year periods of about 200 million years and, also changes featuring shorter periodicity associated with stirring of deep planetary processes in the Earth and with biospheric crises occurring several times over each galactic year. These phenomena are exemplified with geologic, paleobiologic, and astronomic data related to the Phanerozoic era lasting from the beginning of the Cambrian period up to the present time.

Keywords: biosphere, Cosmos, galactic year, biospheric crises.

Введение

Идея о влиянии космоса на планету Земля и ее биосферу давно привлекла внимание исследователей. В ряде работ, начиная с 1982 г., эта проблема неоднократно рассматривалась и мною .

Расчет галактической орбиты Солнца впервые произвел П.П. Паренаго в 1952 г. и определил продолжительность галактического года - время обращения Солнца вокруг центра Галактики в 212 млн лет. Среднее угловое движение Солнца за 1 млн лет было им принято округленно равным 1,7°, хотя на самом деле по его данным оно равно 1,68°. В соответствии с этим, период обращения Солнца мог быть определен П.П. Паренаго и несколько большим, равным 214 млн лет.

Опираясь на периодичность земных геологических и биологических событий и геохронологию, я первоначально определил продолжительность галактичес-

кого года в 220 млн лет, а несколько позже, в соответствии с более точной геохронологической шкалой У.Б. Харленда и др. , - в 216 млн лет. Несколько позже Ю.А. Заколдаевым на основе анализа геохронологических шкал длительность галактического года была определена в 217 млн лет.

Как видим, расхождения в определении галактического года у разных авторов невелики и составляют всего доли процента, т.е. можно говорить о почти идеальном соответствии.

Очень важным в работах астрономов А.А. Шпиталь-ной, А.А. Ефремова и Ю.А. Заколдаева оказалось их заключение о том, что в результате сложения орбитальной скорости Солнца с абсолютной скоростью Галактики относительно открытого в 1965 г. микроволнового излучения Вселенной абсолютная скорость Солнца при его движении по орбите значительно изменяется,

достигая максимума (> 800 км/с) в апогалактии и минимума (400 км/с) - в перигалактии. По мнению авторов это должно приводить к периодическим изменениям массы тел Солнечной системы, к пульсациям размеров этих тел и изменению светимости Солнца.

А.Г. Шленов произвел расчеты приращения массы (Am), мощности, получаемой от физического вакуума (АР), и изменения светимости Солнца и планет (табл. 1). В соответствии с этими расчетами увеличение светимости Солнца каждый галактический год в апогалактии возрастало до 5,3- 1028 эрг/с, т.е. в 4 раза.

Палеографические свидетельства существования галактического года

Выше была теория. А есть ли факты, подтверждающие эти теоретические построения? Да, такие подтверждения имеются. О значительных похолоданиях на Земле свидетельствуют ледниковые события. Они проявлялись на Земле в основном в периоды интенсивного базальтового вулканизма, приводившего к замутнению атмосферы, выделению сернистых газов с образованием сернистых аэрозолей, рассеивающих солнечные лучи и уменьшающих солнечную радиацию, достигающую поверхности Земли. По данным при прохождении Солнцем орбиты со стороны перигалактия, т.е. в холодный период, проявилось 12 гляциальных событий суммарной продолжительностью около 58 млн лет, а при прохождении Солнцем орбиты со стороны апога-лактия - только три гляциальных события общей продолжительностью около 14 млн лет.

В теплые летние полупериоды галактических лет, когда Солнце находилось на орбите со стороны апогалактия, биопродуктивность наземной растительности значительно возрастала, вследствие чего в теплые летние полупериоды образовалось 84,9% мировых запасов углей, а в холодные, когда Солнце находилось на орбите со стороны перигалактия, - всего 15,1% углей. Нефть является продуктом термической деструкции накопленного в осадках планктоногенного органического вещества морей. В теплые летние полупериоды образовалось 84,7% мировых запасов нефти, а в холодные - только 15,3%.

Помимо этого есть и прямые подтверждения летних и зимних галактических периодов, основанные на определении палеотемператур по соотношению изотопов кислорода (18О/16О) в органических остатках.

E.J. Barron показал, что средняя глобальная температура на поверхности Земли «летом» в меловом периоде была на 6-12 °С выше, чем в настоящее «зимнее» время. Температура глубинных океанических вод была около 15 °С .

Рис. 1. Изменение средней температуры на поверхности Земли в третьем галактическом году (К1-0) от середины лета до начала зимы. По данным .

Свидетельством теплого климата и безморозных зим являются также остатки саламандр, ящериц, черепах и крокодилов даже в конце галактического лета в высоких широтах за арктическим кругом.

Рис. 1 иллюстрирует, по данным Т.1. Сго^^еу , существенное снижение глобальной температуры на Земле от мелового периода, когда Солнце находилось в апогалактии, до современного «зимнего» периода от 20 °С до 10 °С в последнюю ледниковую эпоху и до 14 °С в межледниковое время.

Таким образом, реальность проявления галактических времен года - лета при прохождении Солнца по орбите в области апогалактия, а зимы при прохождении им перигалактия - не вызывает никаких сомнений.

С учетом астрономических расчетов, стратиграфии, основанной на изучении фауны и флоры, и геохронологии, основанной на радиоактивных датировках возраста пород, на рис. 2 представлена орбитальная геохронологическая шкала для фанерозоя, имеющего продолжительность во времени около 600 млн лет.

Продолжительность обращения Солнца вокруг центра Галактики принята в 216 млн лет. Отсчет геологического времени производился от нулевого (современного) момента, от точки на орбите, в которой Солнце находится в настоящее время, недалеко от перигалактия, в направлении обратном движению Солнца. После нанесения на орбиту датировок всех периодов и эпох фанерозоя можно убедиться, что в кембрийском, каменноугольном и меловом периодах Солнце действительно находилось на орбите со стороны апогалактия, а в силурийском,

Таблица 1

Результаты расчетов приращений массы мощности, получаемой от физического вакуума и светимости Земли и Солнца по А.Г. Шленову

Абсолютная скорость Солнца (км/с) Земля Солнце

Am, г АР, эрг/с AL, эрг/с Am, г АР, эрг/с AL,эрг/с

400 0,53-1022 0,44 Ю21 0,36 ю15 0,77 -1027 1,48 1026 1,33 -1028

800 2,12 1022 1,78 -1021 1,42 1015 7,07 -1027 5,92 1026 5,33 1028

Приращения 1,6 1022 1,3 1021 1,11015 5,3 1027 4,4 1026 4,0 1028

Рис. 2. Орбитальная геохронологическая шкала с климатическими сезонами галактического года.

Орбита дана по П.П. Паренаго . А - апогалактий, П - пери-галактий. Датировки возраста границ периодов и эпох даны по У.Б. Харленду и др. . Оцифровка времени по орбите дана в млн лет от современного момента для одного оборота Солнца. В предшествующих оборотах время определяется как n+216 и n+(216 х 2). I, II, III - галактические годы фанерозоя. Геологические периоды: С - кембрийский, О - ордовикский, S - силурийский, D - девонский, C - каменноугольный (карбоновый), P - пермский, T - триасовый, J - юрский, K - меловой, P - палеогеновый, N - неогеновый.

триасовом периодах и в неогеновое время - со стороны перигалактия. Начало кембрийского, каменноугольного и мелового периодов, с которых начинаются галактические годы, оказалось в одной точке орбиты со стороны апогалактия, т.е. в начале «галактического лета», их середины - в области апогалактия, в разгаре галактического лета. Симметрично началу «лета» на другой стороне орбиты выделяется конец «лета», а симметрично лету -зимний галактический период в области перигалактия, а также промежуточные между ними «осенний» и «весенний» галактические сезоны.

Продолжительность галактического лета составляет около 98 млн лет, зимы - 68 млн лет, а весны и осени - по 25 млн лет. Конечно, какая-то условность в выделении границ галактических времен года имеется, но, как увидим далее, происходившие на Земле сезонные процессы эту схему подтверждают.

За более чем 200 лет с начала XIX века, после работ

B. Смита и Ж. Кювье, палеоботанические и палеозоологические исследования привели к накоплению огромного материала по характеристике десятков тысяч видов растений и животных биосферы Земли, существовавших в прошлые геологические эпохи. Это была поистине грандиозная работа многих тысяч палеобиологов в разных странах мира. Постепенно появились сведения о времени первого появления тех или иных организмов, их расцвета и вымирания.

Мною были использованы материалы ряда обобщающих работ, в основном в области палеоботаники

C.В. Мейена . Наиболее чутко на проявление теплых

Рис. 3. История плауновидных и членистостебельных растений: 1 - плауновидные, 2 - членистостебельные.

и холодных сезонов галактических лет должна была реагировать, разумеется, наземная растительность.

Из споровых растений первыми появились на Земле в девонское время плауновидные. Это произошло в конце зимнего галактического сезона (рис. 3).

Весной их распространенность и разнообразие возросли, а в середине лета (С1-С2), когда Солнце находилось в области апогалактия, плауновидные достигли максимального расцвета. Они играли существенную роль в формировании болотных и мангровых зарослей на побережье морей. Некоторые плауновидные растения имели довольно толстые стволы (до 40 см).

В конце лета (Р1) и осенью (Р2-Т1) распространенность и разнообразие плауновидных растений значительно уменьшились, а зимой (11-12) - достигли минимума. Кое-как пережив галактическую зиму, они не возродились ни весной (13), ни летом (К1-К2) следующего галактического года и в таком состоянии дожили до следующего зимнего периода ^-К), представленные сейчас немногими травянистыми растениями.

Членистостебельные растения впервые появились в начале галактической весны ^2), достигли максимального распространения, разнообразия и расцвета в летний галактический период (С1-С2). С конца лета их распространенность начала уменьшаться (Р1-Р2), еще более заметно - осенью (Р2-Т1), а зимой (11-12) достигла критического минимума. Больше членис-тостебельная растительность уже не возродилась и на таком же низком уровне в растительном сообществе просуществовала в течение всего следующего галактического года (К1-К) до современного момента, представленная сейчас единственным родом Equisetum.

Среди споровой растительности сходной картиной развития, в зависимости от галактической климатической сезонности, характеризуются многие порядки класса папоротников (рис. 4).

Зигоптериевые папоротники появились впервые в конце весны ^3), достигли максимальной распро-

Рис. 4. История папоротников:

1 - зигоптериевые, 2 - ботриоптериевые, 3 - мараттиевые, 4 - ка- тием в теплые полупериоды галактических лет:

ламитовые, 5 - полиподиевые.

1 - арбериевые, 2 - кордаитовые, 3 - тригонокарповые, 4 - хвойные.

страненности летом (С1-С2). К концу летнего периода их распространенность значительно уменьшилась, а к началу осени (Р1) они уже полностью вымерли.

Почти так же характеризуется и история порядка ботриоптериевых папоротников. Появились в конце галактической весны ^3), максимального распространения достигли летом (С2-С3) и полностью вымерли осенью (Т1).

Таким образом, зигоптериевые и ботриоптериевые папоротники в галактическом смысле были, так сказать, однолетними растениями, появлявшимися в конце весны, достигавшими расцвета летом и вымиравшими осенью.

Папоротники порядка мараттиевых (рис. 4) появились в конце галактической весны - начале лета максимального развития достигли в летний период (С3), осенью (Р2-Т1) их распространенность в растительных сообществах сократилась, а зимой (Т3-12) достигла критического минимума. Не возродились они потом ни весной, ни летом (К1-К2) следующего галактического года и в таком состоянии дожили до настоящего времени. Точно так же вели себя и папоротники порядка каламитовых.

Рис. 3 и 4 хорошо иллюстрируют, что из споровых растений классы плауновидных и членистостебельных растений и несколько порядков класса папоротников максимального развития достигали в летний галактический период, когда Солнце находилось на орбите со стороны апогалактия, а зимой характеризовались минимальной распространенностью или вымирали полностью.

Однако есть и исключение. Папоротники порядка полиподиевых развивались принципиально по-другому. Впервые они появились в конце летнего сезона (Р1), осенью их распространенность начала возрастать, затем постепенно и непрерывно возрастала в зимнем (Т3-12) и весеннем (13) периодах. Максимального распространения они достигли в летний сезон

следующего галактического года (К1-К2) и в таком состоянии широкого распространения в растительных сообществах дожили до настоящего времени, относящегося к зимнему галактическому сезону.

Порядок полиподиевых папоротников, в отличие от других, оказался практически независимым от галактической климатической сезонности. В настоящее время известно около 300 родов папоротников.

Рис. 5 иллюстрирует распространенность, в зависимости от галактического времени года, нескольких крупных порядков отдела голосеменных растений.

Арбериевые появились в истории Земли в начале летнего сезона (С1), затем они достигли наибольшей распространенности во второй половине летнего сезона (С3-Р1). Осенью (Р2-Т1) их распространенность сократилась, а в начале зимнего сезона (Т3) они уже полностью вымерли.

Почти так же вела себя и кордаитовая растительность. Она появилась впервые в начале лета (С1), достигла максимального распространения и развития во второй половине лета (С3-Р1), а осенью уже полностью вымерла.

То же самое характерно и для порядка тригонокар-повых растений. Они впервые появились в начале лета (С1), максимального распространения и расцвета достигли в разгар галактического лета (С2-С3). Но уже к концу летнего периода (Р1) их распространенность значительно уменьшилась, а в начале осени (Р2) они полностью вымерли.

Таким образом, все эти три крупных порядка голосеменных растений в галактическом смысле являются однолетними - появляются в начале лета, достигают расцвета в разгар лета, а осенью (или в начале зимы) полностью вымирают.

Существенно по-иному вели себя более холодолю-бивые хвойные растения. Они появились впервые во второй половине лета второго галактического года (С2). Осенью (Р2) их распространенность достигла

1 - чекановскиевые, 2 - гинкговые, 3 - беннетитовые, 4 - кейтониевые.

Рис. 7. История некоторых групп животного мира: 1 - трилобиты, 2 - рыбы костные и хрящевые, 3 - амфибии.

максимума, затем несколько уменьшилась зимои и осталась почти такоИ же в течение третьего галактического года (К1-К).

Как видим, многие представители голосеменноИ растительности, как и споровои, отличались широким распространением на летнеИ, «теплой» половине орбиты Солнца со стороны апогалактия и полным отсутствием, или существенно меньшей распространенностью, на зимней половине орбиты.

Однако как полиподиевые папоротники, так и некоторые порядки голосеменноИ растительности характеризуются принципиально иной логикой развития (рис. 6).

Порядок чекановскиевых растений появился в конце летнего галактического сезона (С3-Р1). Распространенность их постепенно возрастала в конце лета и осенью (Р2-Т1), достигала максимума в зимний период (11-12) и осталась почти такой же до весны (13). Летом следующего галактического года (К1-К2) распространенность чекановскиевых постепенно уменьшалась, и, наконец, в позднем мелу вблизи апогалактия они полностью вымерли и исчезли из геологической летописи, просуществовав практически целый галактический год - появились в конце лета второго галактического года и вымерли в конце лета следующего, третьего галактического года.

Порядок гинкговых растений впервые появился почти одновременно с чекановскиевыми в конце летнего сезона (С3-Р1). Распространенность их возрастала осенью и в начале зимы, а далее оставалась практически постоянной до конца галактического года. Летом следующего галактического года (К1-К2) распространенность гин-кговых постепенно уменьшалась, достигла минимума к концу лета (Р1) и осталась почти такой же осенью (Р2) и в начале зимы - до настоящего времени.

Порядок беннетитовых растений впервые появился зимой второго галактического года (Т2-Т3). Распространенность беннетитовой растительности достигла максимума зимой и весной (11-13), а летом третьего галактического года они уже вымерли (К2). Порядок

кейтониевых растений также появился впервые зимой (Т3-11), зимой и весной их распространенность достигла максимума, а в начале лета следующего галактического года (К1) они уже полностью вымерли (рис. 6).

Лишь наиболее молодая и наиболее совершенная покрытосеменная растительность демонстрирует независимость от галактических времен года. Она появилась в начале третьего галактического года, т.е. в начале лета (К1), а далее ее распространенность и разнообразие последовательно возрастали в течение всего лета (К1-Р1), осенью (-Р2--Р3) и в начале зимы (N-Q).

Животный мир, особенно водный, в значительно меньшей степени, чем наземная растительность, испытывает зависимость от галактических сезонных изменений климата. И все-таки для ряда групп фауны зависимость от галактических времен года проявляется (рис. 7).

Трилобиты, например, появились в первом фанеро-зойском галактическом году в начале лета (€1) и достигли максимального развития во второй половине лета (С3-О1). Осенью (О2) их распространенность заметно уменьшилась, а зимой (8^2) достигла критического минимума. Не возродились они ни весной ^3), ни летом следующего галактического года, и вымерли окончательно во второй половине лета (С3-Р1).

Костные и хрящевые рыбы появились в конце зимнего сезона первого галактического года. Весной их распространенность и разнообразие возросли, в середине лета второго галактического года (С1-С2) достигли максимального развития. После этого в конце лета и осенью их распространенность уменьшилась и достигла минимума в середине зимы (11). Весной распространенность костных и хрящевых рыб снова постепенно возрастает, достигает второго максимума летом третьего галактического года (К2-Р1) и не снижается уже до настоящего времени.

Амфибии впервые появились в конце галактической весны максимально развились летом (С3-Р1).

Осенью (Р2-Т1) их распространенность уменьшилась, а зимой (Т3- 11) достигла минимума, и такой незначи-

Рис. 8. Проявления геобиособытий на орбите Солнечной системы вокруг центра Галактики: Н11 - галактические годы, - кризисные события.

тельной оставалась уже на протяжении всего третьего галактического года (13-Ы) (рис. 7).

Использованные самые разнообразные данные и обобщения многих независимых исследователей, работавших в разных областях палеонтологии и климатологии, будучи привязаны к орбитальной геохронологической шкале, находятся в хорошем соответствии между собой и приобретают дополнительный новый смысл, который был неведом их авторам.

Проблема 30-миллионолетней периодичности биосферных кризисов

На фоне длительных климатических периодов, обусловленных обращением Солнца вокруг центра Галактики и заметно влиявших на биосферу Земли, мною была выявлена более мелкая 30-миллионолетняя периодичность интенсивного проявления целого ряда геологических процессов и одновременно проявляющихся с ними кризисных биосферных событий - семь событий в течение галактического года.

В сравнительно кратковременные периоды (от 1-2 до 3-4 млн лет) через каждые 30-32 млн лет усиливался рифтогенез, оставлялись глубинные разломы, проявлялся интенсивный базальтовый вулканизм, сопровождавшийся выносом в среду обитания организмов урана, фосфора, ряда тяжелых металлов (Мо, V, Си, Zn, N1, Сг, Ag, Аи, лб), редкоземельных элементов ^а, Се, Рг, Nd, Бш, У, а иногда и 1г).

В эти же кратковременные периоды в морях, а иногда и в континентальных бассейнах происходило накопление осадков с аномально высокой (до 10-20-30%) концентрацией планктоногенного органического вещества, обогащенного ураном, фосфором и рядом тяжелых металлов. На заражение среды обитания ураном биосфера реагировала глобальными вспышками биопродуктивности примитивных одноклеточных водорослей и цианобактерий, интенсивным вымиранием существовавших и возникновением многих новых видов организмов . Связь этих кратковременных событий с

космосом подтверждается тем, что они происходили каждый галактический год через 30-32 млн лет на одних и тех же участках солнечной орбиты (рис. 8).

Позже появилась работа М.Я. Яашрто и Я.Б. , в которой они пришли к той же периодичности: периодичность базальтовых излияний составляет по их данным 32± 1 млн лет, периодичность карбонати-товых интрузий - 34± 2 млн лет; периодичность спре-динга литосферных плит - 34± 2 млн лет; образования импактных кратеров вследствие ударов о Землю астероидов - 32 ± 1 млн лет; проявления обусловленных этими ударами массовых вымираний - 24-33 млн лет.

Причиной этих событий, по мнению М.Р. Рампино и Р.Б. Стотерса, является регулярное пересечение Солнцем галактической плоскости со сгущениями материи, происходящее при вертикальной осцилляции Солнца во время его движения по орбите вокруг центра Галактики.

При разном понимании сущности этих кризисных биосферных событий положительным является то обстоятельство, что мы независимо пришли к 30-мил-лионолетней периодичности биосферных кризисов, происходивших в результате воздействия космоса на Землю и ее биосферу.

В течение двух с половиной галактических лет фа-нерозоя (около 600 млн лет), по моим данным, проявилось 17 кризисных биосферных событий. Большая их часть проявилась вблизи или непосредственно на границах геологических систем или их отделов, что вполне понятно - эти границы и устанавливались по существенным изменениям фауны и флоры.

При кларковой концентрации урана в осадочных породах 3,240-4% в обогащенных органическим веществом осадках этих эпох концентрация урана нередко превышает ее в 30-50-250 раз, а концентрация урана в органическом веществе превышает нормальную для современной эпохи в 300-700-1600 раз.

Согласно моим расчетам концентрация урана в водах морей и в континентальных бассейнах по сравнению с современной (2,8-340-7%) в эти эпохи повышалась в десятки, сотни, а иногда и в тысячу раз.

Недаром на первом этапе создания атомной бомбы, когда еще не были разведаны богатые урановые месторождения, обогащенные планктоногенным органическим веществом и ураном осадки на границе кембрия и ордовика разрабатывались в Прибалтике как источник для получения урана, а потом разрабатывались и «рыбные слои» - скопления обогащенных ураном скелетов рыб, испытавших массовое вымирание.

Рассмотрим типичные примеры проявления кризисных биосферных событий, характеризующихся интенсивным уранонакоплением и повышением радиоактивности среды.

В позднем девоне в восточной части Русской платформы вплоть до Урала накапливались морские осадки доманиковой свиты. Морской мелководный бассейн по всем показателям был благоприятным для обитания фауны, с нормальной соленостью вод, с нормальным кислородным режимом, с преобладанием глубин до 100 м. Но если в более древних и более молодых осадках концентрация органического вещества не превышала 0,3-0,4%, то в доманиковых она достигала 10-20%, что явно свидетельствует о проявлении вспышки биопродуктивности фитопланктона. Обилие пищи, казалось бы, благоприятствовало широкому распространению морской фауны, однако это было

Брахиоподы

Стратиграфия

Формация Форт-Пейн

Формация Маури

Литология

Конодонты

Аммониты, кол-во родов

Фораминиферы, кол-во родов

Споры, кол-во родов 13 14 10

Пыльца, 10 9 5 8

3 £1 Л Ъ ^ ^ w 1

Рис. 9. Зависимость смены фауны и флоры в позднедевонскую эпоху на Русской платформе от интенсивности накопления урана.

Рис. 10. Зависимость смены фауны конодонтов в отложениях поз-днедевонской чаттанугской свиты Северной Америки от интенсивности накопления урана по данным .

Рис. 11. Зависимость смены фауны и флоры в верхнеюрских отложениях Западной Сибири от интенсивности накопления урана.

не так. В осадках совместно с биопродукцией фитопланктона происходило накопление урана, а также Cu, V, Mo, Pb, Zn. Судя по соотношению и/Сорг, концентрация U в водах превышала нормальную не менее чем в 20 раз. В результате этого на пике накопления U (рис. 9) видовой состав фитопланктона значительно сократился, хотя и давал огромную биопродукцию.

Значительно сократился видовой состав форами -нифер, а по окончании радиоактивной эпохи снова возрос. Существовавшие до этого виды брахоипод вымерли, в радиоактивную эпоху возникло несколько новых видов, но они тоже быстро вымерли. Появившиеся в конце радиоактивной эпохи несколько новых видов прослеживаются в более молодых осадках. Кораллы, криноидеи, мшанки и губки в радиоактивную эпоху совсем исчезли, и появились снова только после ее окончания. Что касается птериопод и наутилид, то их видовое разнообразие в радиоактивную эпоху значительно возросло, а затем снова уменьшилось.

Судя по спорам и пыльце наземных растений, на прилегающей к морю суше они также испытали кризис во время радиоактивной эпохи.

Примерно то же происходило в это время и в Америке, судя по данным американских исследователей. W.H. Hass изучала фауну , a L.C. Conant и V.E. Swan-son - распределение урана в осадках. Мне осталось лишь сложить результаты их исследований вместе. Осадки позднедевонской чаттанугской свиты, богатые план-ктоногенным ОВ, отлагались в мелководно-морских условиях с нормальным кислородным режимом. Вспыш-

ка биопродуктивности фитопланктона обусловила накопление в осадках до 10-20% органического вещества. Концентрация накопившегося вместе с ОВ урана составляла до 20-10"3%, т.е. в 60 -70 раз превышала нормальную. По соотношению и/Сорг следует считать, что концентрация и в водах бассейна превышала нормальную в сотни раз. Это позволяет думать, что воздействие урана и радиоактивности на организмы в чаттанугском море было еще интенсивнее, чем в доманиковом.

Широко распространенные в доманиковых осадках готиатиды и птероподы отсутствуют совершенно. Из планктонных организмов изредка встречаются радиолярии, из нектона - редкие остатки рыб. Редко встречаются остатки плавающих водорослей РоегзНа и Рго1о8аМпа, иногда остатки наземных растений Са1-Нху1оп.

При огромной первичной биопродукции и обилии пищи почти полное отсутствие фауны, за исключением лингул и конодонтов, представляется непонятным, если, конечно, не принимать во внимание зараженность бассейна ураном.

Детально изученный разрез осадков позволяет проследить влияние интенсивности уранонакопления на смену видов единственно широко распространенной фауны - конодонтов (рис. 10).

В нижнем слое осадков с еще низкой концентрацией урана выявлено 12 видов конодонтов, семь из которых мгновенно вымирают в начале радиоактивной эпохи. Вместе с тем, в начале ее появляется еще четыре новых вида, которые затем вымирают при отложении чер-

ных сланцев с максимальном концентрацией урана. Но происходит не только вымирание: одновременно на пике уранонакопления появляются 12 новых видов конодонтов, 10 из которых вымирают в конце радиоактивной эпохи. Тогда же появляются четыре новых вида конодонтов, которые прослеживаются и в более молодых осадках с низкой концентрацией урана.

Развитие фауны конодонтов при проявлении радиоактивной эпохи происходило не постепенно, а с проявлением вспышек видообразования и вымирания организмов, которые полностью контролировались изменениями уровня зараженности бассейна ураном.

Синхронное накопление радиоактивных осадков в конце девонского времени в разных районах мира свидетельствует о том, что радиоактивные эпохи проявились глобально.

Другой пример кризисного биособытия - во время накопления позднеюрских осадков с аномально высокой концентрацией урана и планктонного органического вещества. Оно проявилось в Западной Сибири на пространстве около 1 млн кв. км, в восточной части Русской платформы, в Карском, Баренцевом и Северном морях вплоть до Англии, в некоторых районах Западной Европы, в Южной Атлантике.

В Западной Сибири это позднеюрская баженовс-кая свита. Наличие в ней хотя и сравнительно редкой и однообразной бентосной фауны позволяет считать, что кислородный режим в баженовском море был нормальным. Огромная биопродукция фитопланктона определила накопление в осадках 10-20% органического вещества, обогащенного ураном. Простейшие водоросли, дававшие эту биопродукцию, имеют округлую форму без какой-либо скульптуры, размер их до 20 мкм.

Аммониты (рис. 11) характеризуются быстрой сменой форм на уровне рода. В начале радиоактивной эпохи появляется семь новых родов аммонитов, но они почти сразу вымирают. На пике уранонакопления появляются еще два новых рода, но сразу же вымирают. По окончании радиоактивной эпохи появляется еще несколько новых родов аммонитов.

У фораминифер из 26 родов, существовавших до начала радиоактивной эпохи, на пике уранонакопления остается всего шесть. В начале, в разгаре и во время окончания эпохи уранонакопления появляются и тут же вымирают пять короткоживущих родов.

О том, что радиоактивность среды повышалась не только в морском бассейне, но и на прилегающей к нему суше, свидетельствует значительное обеднение комплекса спор и пыльцы наземных растений.

На Волге удалось произвести послойное изучение осадков позднеюрской эпохи (рис. 12). Накопление глинистых осадков и богатых органическим веществом сланцев (до 30-34%) с высокой концентрацией урана происходило в конце юрского периода (волжский век) до начала мелового периода. До начала радиоактивной эпохи комплекс аммонитов был представлен девятью родами, пять из которых мгновенно вымерли, как только возросла интенсивность уранонакопления, остальные четыре вымерли позже, синхронно с одним из наиболее мощных пиков уранонакопления. Конечная стадия эпохи уранонакопления характеризуется быстрым появлением и столь же быстрым вымиранием 19 родов аммонитов. И только один род аммонитов, появившийся в конце радиоактивной эпохи, перешел

Рис. 12. Зависимость смены фауны аммонитов и фораминифер в верхнеюрских отложениях от интенсивности накопления урана.

в меловые отложения, формировавшиеся уже при низкой радиоактивности среды.

Изменения бентосной фауны фораминифер начались несколько раньше, чем пелагической фауны аммонитов, в конце ранневолжского времени. Видимо, повышение концентрации урана на дне бассейна начало ощущаться раньше, чем в поверхностных водах. Существовавшие пять видов фораминифер одновременно вымерли на границе нижнего и среднего отделов волжского яруса. Однако в это же время появилось семь новых видов. Они были широко распространены до проявления первого пика уранонакопления, а затем периодически то появлялись, то полностью исчезали во время накопления слоев горючих сланцев с высокой концентрацией урана. Все они вымерли одновременно с аммонитами на одном из наиболее мощных пиков уранонакопления. Конец радиоактивной эпохи, как и у аммонитов, характеризуется быстрым появлением и быстрым вымиранием 10 новых видов фораминифер. Более подробные сведения можно найти в .

Примерно так же происходили биосферные события и во время проявления других эпох интенсивного накопления урана и высокой радиоактивности среды. Значительно возрастала изменчивость фауны и флоры, реализовавшаяся как в вымирании ранее существовавших видов, так и в появлении новых видов организмов.

В эти эпохи испытывали интенсивную изменчивость не только ранее существовавшие группы организмов, но неоднократно появлялись принципиально новые типы растений и животных. Например, зигоптерие-вые, ботриоптериевые, мараттиевые и каламитовые

папоротники впервые появились в радиоактивную эпоху в конце позднего девона. Чекановскиевые и гинкговые растения впервые появились в радиоактивную эпоху на границе карбона и перми. Трилобиты, как и другая скелетная фауна, впервые внезапно появились в радиоактивную эпоху на границе венда и кембрия. Хрящевые и костные рыбы впервые появились в радиоактивную эпоху в конце силура - начале девона, а амфибии - в позднеюрскую радиоактивную эпоху.

Первые наземные четвероногие животные Chtyostega найдены в отложениях радиоактивной эпохи на границе девона и карбона. Они занимают промежуточное положение между кистеперыми рыбами группы ренидистий и лабиринтодонтами. Обладают хвостовым плавником и конечностями настоящих четвероногих животных, возникшими, вероятно, в результате крупных мутаций за счет значительного изменения плавников.

В следующую радиоактивную эпоху на границе перми и триаса четвероногие рептилии дают начало первым летающим животным - птерозаврам. Их единственное отличие от обычных рептилий заключается только в том, что крайние четвертые пальцы их передних конечностей («мизинцы») при том же количестве фаланг приобрели размер вдвое больше длины тела животного, а свисающие с них кожные перепонки образовали крылья.

В осадках позднеюрской радиоактивной эпохи найдены первые архаичные птицы. От маленьких динозавров они почти не отличались, кроме сильно изменившихся передних конечностей и перьев вместо роговых пластин.

Третья успешная попытка летать, на этот раз у млекопитающих, состоялась в эоценовую эпоху радиоактивности. Скелет летучей мыши от обычного насекомоядного млекопитающего отличается, в основном, только тем, что четыре пальца ее передних конечностей при нормальном количестве фаланг в результате мутации стали аномально длинными, достигающими длины тела животного, а кожа между ними образовала «крыло».

Другая типичная форма мутаций, особенно сильная у конечностей при значительной их редукции, обусловила возникновение у рептилий и млекопитающих «возвратных» рыбообразных форм: в конце поздне-пермской радиоактивной эпохи - ихтиозавров, а в эо-ценовую радиоактивную эпоху - древних китов.

После окончания позднеюрской радиоактивной эпохи появились первые змеи, самая молодая, но в то же время самая деградировавшая группа рептилий. От исходных рептилий они отличаются удлинением тела (число позвонков до нескольких сотен), редукцией конечностей, утратой одного легкого, отсутствием наружного уха и барабанной перепонки, глазами с фиксированным прозрачным веком.

В некоторые радиоактивные эпохи появлялись и прямо-таки «невероятные» мутации, приводившие к возникновению организмов совершенно абсурдного строения. Примеры их можно найти в работах Л.Б. Яошег .

Заключение

Рассмотренные материалы позволяют заключить, что историю Земли и ее биосферы следует рассматривать не только по выделенным на эмпирической основе геологическим периодам, а с учетом естественных галактических периодов. Долговременные периоды (216-217 млн

лет) - галактические годы - соответствуют по времени оборотам Солнца вместе с Землей вокруг центра Галактики. Как было показано, они определяют последовательную смену галактических климатических сезонов. Многие крупные группы растений и животных биосферы достигали максимального расцвета в теплые летние сезоны галактических лет, а в зимние - разнообразие и распространенность многих из них достигала критического минимума, многие полностью вымирали.

В летние галактические периоды, несомненно, возрастала и биопродуктивность биосферы, о чем свидетельствует образование преобладающей части мировых запасов угля и нефти (> 80%) на этих временных отрезках.

На фоне долговременной периодичности проявлялась и более кратковременная периодичность не менее важных биосферных событий, также обусловленных влиянием на Землю и ее биосферу изменявшихся космических условий.

В течение каждого галактического года проявлялось семь таких событий, разделяющих его на семь 30-32-мил-лионолетних этапов («месяцев») - 31 млн лет х 7 = 217 млн лет - и составляющих галактический год.

После публикации L.M. Alvares о массовом вымирании фауны, в том числе и знаменитых динозавров, в конце мелового периода в результате удара о Землю и взрыва крупного астероида эта точка зрения на Западе стала популярной, именно ее и разделяют M.R. Rampino и R.B. Stoters .

Проведенные мною исследования свидетельствуют, что проявление этих биосферных кризисов с периодичностью около 30 млн лет происходило значительно более сложно и не мгновенно, а на протяжении нескольких миллионов лет. К тому же во время их проявления происходило не только интенсивное вымирание фауны и флоры, но и быстрое появление многих новых видов организмов, в том числе и совершенно нового типа.

Конечно, ударом и взрывом космического тела можно объяснить вымирание фауны, но появление многих новых видов и принципиально новых типов животных и растений ударом и взрывом космического тела никак не объяснить, каким бы мощным он ни был.

Будущее покажет, кто прав, но в любом случае проявление этих, обусловленных космосом, периодических биосферных кризисов необходимо учитывать при анализе развития биосферы.

Рассмотренные явления заставляют задуматься и об общих концепциях развития органического мира Земли. Эволюция, вследствие мелкой случайной изменчивости организмов и естественного отбора по Дарвину, отражает только одну сторону процесса.

Периодическое проявление биосферных кризисов, во время которых происходило как интенсивное вымирание, так и интенсивное образование новых видов и даже принципиально новых типов организмов, заставляет вспомнить и о более ранней концепции развития органического мира с проявлением кратковременных революционных эпох, вызывавших смену фауны и флоры (Ж. Кювье, 1812 г.).

Биосфера существует на Земле 3,5 млрд лет, то есть 16 галактических лет, и пережила их прогрессивно эволюционируя, несмотря на существенные периодические изменения космических условий.

Что же касается человека, то если даже иметь в виду не

современный вид Homo sapiens, а его предшественника Homo habilis, он появился на Земле всего 3 млн лет назад, то есть прожил всего 0,01 долю последнего галактического года. На этом фоне он пока, несмотря на свой разум, представляется чем-то вроде мотылька-однодневки.

Сейчас человечество озабочено возможностью глобаль-

ного потепления на 1-2 °С в результате неумеренного сжигания им топлива. И это действительно серьезная проблема.

Но следует иметь в виду, что в далекой перспективе человечеству предстоит пережить, вследствие изменения климата и среды обитания под влиянием изменяющихся космических условий, еще более значительные трудности.

Литература

1. Ефимов АЛ, Заколдаев Ю.А., Шпитальная А.А.. Астрономическое обоснование абсолютной геохронологии // Проблемы исследования Вселенной. - М.-Л., 1985. - Вып. 10. - С. 185-201.

2. Мейен С.В. Составы палеоботаники. -М.: Недра, 1986.

3. Неручев С.Г. Уран и жизнь в истории Земли. Изд.1-е. Л.: Недра, 1986. 206 с.; изд. 2-е доп. СПб.: ВНИГРИ, 2007. 326 с.

4. Паренаго П.П. О гравитационном потенциале Галактики. 2 // Астрономический журнал. - 1952. - № 3. - С. 245-287.

5. Харленд УБ, Кокс АВ, Ллевеллин П.Г. и др. Шкала геологического времени. - М.: Мир, 1985. - 139 с.

6. Шленов А.Г. Микромир, Вселенная, Жизнь. Изд. 4-е. Кн. 3. - СПб., 2009. - 82 с.

7. Шпитальная А.А., Заколдаев Ю.А., Ефимов А.А. Проблема времени в геологии и звездной астрономии // Проблемы пространства и времени в современном естествознании. - СПб., 1991. - Вып. 15. - С. 95-106.

8. Alvares L.M. Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extension // Science, 1980. - Vol. 208. N 4. - P. 44-48.

9. Barron E.J. Pre-Pleistocene Climates: Data and Models // In Climate and Geo-Sciences. Kluwer Academic Publishes. London, 1989. - P. 179-207.

10. Conant L.C., Swanson V.E. Chattanooga Shale and Related Rocks of Central Tennessee and Nearby Areas // Geol. Surv., Prof. Paper. -1961. - Vol. 357 - P. 1-91.

11. Growley T.J. Paleoclimate perspectives on greenhouse // In Climate and Geo-Sciences. Kluwer Academic Publishes. - London, 1989.

12. Hass W.H. Age and correlation of the Chattanooga Shale and the Mayry Formation // U.S. Geol. Surv., Prof. Paper. - 1956. - Vol. 286. - 47 p.

13. J. Kriest Plate-Tectonic Atlas, Shell. -Exploration Bulletin. - 1991, 285. - N 5.

14. Rampino M.R., Stoters R.B. Terrestrial mass extinction, cometary impacts and the Sun"s motion perpendicular to the galactic plane // Nature. - 1984. - Vol. 308. - P. 607-616.

15. Romer A.S. Vertebrate paleontology. -Chicago; London, 1966. - 687 p.

В системе современного научного мировоззрения понятие биосферы занимает ключевое место во многих науках. Разра­ботка учения о биосфере неразрывно связана с именем В. И. Вернадского, хотя и имеет довольно длинную предысторию, начавшуюся с книги Ж.-Б. Ламарка «Гидрогеология» (1802), в которой содержится одно из первых обоснований идеи о влия­нии живых организмов на геологические процессы. Затем был грандиозный многотомный труд А. Гумбольдта «Космос» (первая книга вышла в 1845 году), в котором было собрано множество фактов, подтверждающих тезис о взаимодействии живых организмов с теми земными оболочками, в которые они проникают. Термин «биосфера» был впервые введен в науку немецким геологом и палеонтологом Э. Зюссом, подразумевавшим под ней самостоятельную, пересекающуюся с другими сферу, в которой на Земле существует жизнь. Он дал определение биосферы как совокупности организмов, ограниченной в пространстве и времени и обитающей на поверхности Земли.

Впервые идею о геологических функциях живого вещества, представление о совокупности всего органического мира в виде единого нераздельного целого высказал В. И. Вернадский. Его концепция складывалась постепенно, от первой студенческой работы «Об изменении почвы степей грызунами» (1884) к «Живому веществу» (рукопись рубежа 20-х годов), «Биосфере» (1926), «Биогеохимическим очеркам» (1940), а также «Химическому строению биосферы Земли» и «Философским мыслям натуралиста», над которыми он работал в последние десятилетия своей жизни.

Введя понятие живого вещества как совокупности всех живых организмов планеты, в том числе и человека, Вернадский тем самым вышел на качественно новый уровень понимания жизни - биосферный. Это дало возможность понимать жизнь как могучую геологическую силу нашей планеты, формирующую облик Земли. Введение этого понятия также позволяло поставить и решить вопрос о механизмах геологической активности живого вещества, источниках энергии для этого.

Геологическая роль живого вещества основана на его геохимических функциях, которые современная наука классифи­цирует по пяти категориям:

1...энергетическая,

2...концентрацион­ная,

3...деструктивная,

4...средообразующая,

5...транспортная.

Они основаны на том, что живые организмы своим дыханием, своим питанием, своим метаболизмом, непрерывной сменой поколений порождают грандиозное планетное явление - миграцию химических элементов в биосфере. Это предопределило решающую роль живого вещества и биосферы в становлении современного облика Земли ее атмосферы, гидросферы, литосферы.

Биосфера - это живое вещество планеты и преобразованное им косное вещество (образованное без участия жизни). Это фундаментальное понятие биогеохимии, один из основных структурных компонентов организованности нашей планеты и околоземного космического пространства, сфера, в которой осуществляются биоэнергетические процессы и обмен веществ вследствие деятельности жизни.

Сегодня принято считать границы биосферы следующими: в атмосфере микробная жизнь имеет место примерно до высоты 20 - 22 км над земной поверхно­стью, а наличие жизни в глубоких океанических впадинах - до 8 - 11 км ниже уровня моря. Углубление жизни в земную кору много меньше, и микроорганизмы обнаружены при глубинном бурении и в пластовых водах не глубже 2-3 км. Но эта тончайшая пленка покрывает абсо­лютно всю Землю, не оставляя ни одного места на нашей пла­нете (включая пустыни и ледяные пространства Арктики и Антарктики), где бы не было жизни. Количество живого вещества в разных областях биосферы различно. Са­мое большое его содержание в верхних слоях литосферы (почва), гидросферы и нижних слоях атмосферы. По мере углубления в земную кору, океан, выше в атмосферу - количество живого вещества уменьшается, но нет резкой грани­цы между биосферой и окружающими ее земными оболочками.

Биосфера открыта космосу, получая из него потоки космической энергии. Используя ее, живое вещество преобразует нашу планету. Само образование биосферы, в том числе и происхождение жизни на Земле, является результатом действия этих космиче­ских сил, важнейшего фактора функционирования биосферы.

Космические излучения и прежде всего энергия Солнца оказывают постоянное действие на все явления на Земле. Ос­нователь гелиобиологии А. Л. Чижевский особенно много за­нимался изучением солнечно-земных связей. Он отмечал, что самые разнообразные процессы и явления на Земле протекают под непосредственным воздействием Солнца. Солнце является основным (наряду с космическим излучением и энергией радиоактивного распада в недрах Земли) источни­ком энергии, причиной всего на Земле от атмосферных явлений, роста растений до умственной деятельности человека.

Связь между циклами солнечной активности и процессами в биосфере была замечена еще в XVIII веке. Тогда английский астроном В. Гершель обратил внимание на связь между уро­жаями пшеницы и числом солнечных пятен. В конце XIX века профессор Одесского университета Ф. Н. Шведов, изучая срез ствола столетней акации, обнаружил, что толщина годичных колец изменяется каждые 11 лет, как бы повторяя цикличность солнечной активности.

Обобщив опыт предшественников, А. Л. Чижевский подвел под эти эмпирические данные научную базу. По его мнению, Солнце определяет ритм большинства биологических процессов на Земле. Когда на нем образуется много пятен, по­являются хромосферные вспышки и усиливается яркость коро­ны, на нашей планете развиваются эпидемии, усиливается рост деревьев, особенно сильно размножаются вредители сельско­го хозяйства и микроорганизмы.

Вся живая природа чутко реагирует на сезонные изменения окружающей температуры, интенсивность солнечного излуче­ния - весной покрываются листвой деревья, осенью листва опадает, затухают обменные процессы, многие животные впа­дают в спячку и т. д. Человек не является исключением. На протяжении года у него меняется интенсивность обмена, со­став клеток, тканей.

Состояние солнечной активности влияет на распространение многих заболеваний. Так, в 1957 году, несмотря на проводившуюся, как и в прошлые годы, ваци­нацию населения, неожиданно возросло число заболеваний клещевым энцефалитом и туляремией. В 30-е годы нашего века Чижевский предсказал, что в 1960 - 1962 годах произойдет эпидемическая вспышка холеры, что действительно произош­ло в странах Юго-Восточной Азии. Все жизненные циклы: заболевания, массовые перекочевки, периоды бурного размножения млекопитающих, насекомых, виру­сов - протекают синхронно с 11-летними циклами солнечной активности.

Люди также подвержены действию космических энергий и солнечной радиации. Так, человеческий организм, так же как организмы других животных, подстраивается под ритмы биогеосферы, прежде всего суточные (циркадные) и сезонные, связанные со сменой времен года.

Обмен веществ у человека протекает в наследуемом из поколения в поколение циркадном ритме. В настоящее время считается, что около сорока процессов в человеческом организме подчинено строгому циркадному ритму. Например, еще в 1931 году была установлена цикличность в функционировании печени человека, содержании гемоглобина, калия, натрия, кальция в крови. По суточному графику работает и вегетативная нервная система. Статистика утверждает, что даже рождение и смерть чаще случаются в темную часть суток, около полуночи.

Гематологи пришли к выводу, что в годы максимума сол­нечной активности норма свертывания крови у здоровых лю­дей увеличивается вдвое, поэтому при увеличении сол­нечных пятен учащаются инфаркты, инсульты.

Чижевский попы­тался установить взаимосвязь одиннадцатилетних солнечных циклов с насыщенностью историческими событиями разных периодов человеческой истории. В результате своего анализа он сделал вывод, что максимум общественной активности сов­падает с максимумом солнечной активности. Средние точки течения цикла дают максимум массовой деятельности челове­чества, выражающийся в революциях, восстаниях, войнах, по­ходах, переселениях, являются началами новых исторических эпох в истории человечества. В крайних точках течения цикла напряжение общечеловеческой деятельности военного или по­литического характера понижается до минимального преде­ла, уступая место созидательной деятельности и сопровожда­ясь всеобщим упадком политического и военного энтузиазма, миром и спокойной творческой работой в области государст­венного строительства, науки и искусства.

Социальные конфлик­ты (войны, бунты, революции), по убеждению Чижевского, во многом предопределяются поведением и активностью Солнца. По подсчетам ученого, во время минимальной солнечной активности происходит минимум массовых активных социаль­ных проявлений в обществе (примерно 5%). Во время же пика активности Солнца их число достигает 60%. Выводы Чи­жевского подтверждают неразрывное единство человека и космоса, указывают на их тесное взаимовлияние.

Эти идеи о связи космоса, человека и биосферы, представ­ленные концепциями Вернадского и Чижевского, легли в осно­ву популярной сегодня гипотезы Л.Н. Гумилева о пассионарном толчке, рождающем к жизни новые этносы. Ключевым понятием концепции этногенеза Гумилева является понятие пассионарности, которое он определяет как повышенное стремление к действию. Появление этого признака у отдельно­го человека является мутацией, затрагивающей энергетические механизмы человеческого тела. Пассионарий (носитель пас­сионарности) становится способным воспринять из окружаю­щей среды больше энергии, чем необходимо для его нормаль­ной жизнедеятельности. Избыток же полученной энергии на­правляется им в любую область человеческой деятельности, выбор которой определяется конкретными историческими ус­ловиями и склонностями самого человека. Пассионарий может стать великим завоевателем (например, Александр Македонский, Напо­леон) или путешественником (Марко Поло, А. Прже­вальский), великим ученым (А. Эйнштейн, И. Гете) или религиозным деятелем (Будда, Христос). Появление свой­ства пассионарности инициируется каким-то специфическим редким космическим излучением (пассионарные толчки проис­ходят 2-3 раза за тысячелетие). Носители пассионарности появляются в зоне следа от этого излучения - полосы шириной 200 - 300 км, но длиной до половины окружности планеты. Ес­ли в зоне этого излучения окажутся несколько народов, живущих в разных ландшафтах, они могут стать зародышем нового этноса. Смена этносов и есть процесс всемирной истории, при­чина прогрессивных перемен в ней.

Постепенно представления о связи биосферы и космоса, человека и космоса, общества и космоса вошли в научный оборот, став важной частью современного научного миро­воззрения, характерной чертой современной культуры. Эти взгляды принято называть космизмом, а сам процесс формирования такого мировоззрения - космизацией науки и философии. Основными признаками космического мировоззрения являются:

·...внедрение в массовое сознание идей о связи Земли и Космоса;

·...переход от антропоцентризма к биосфероцентризму, ставящему интересы человека и человечества в зависимость от потребностей всей планеты и всего живого на ней.

Частью нового космического мировоззрения является рас­ширение предмета многих старых классических наук, выведение их за рамки изучения чисто земных явлений и процессов, появле­ние космического аспекта в научных исследованиях (астрохимия, экобиология, радиационная генетика и т. д.). В связи с выходом человека в космос, как ответ на теоретические и практические проблемы этого шага появилась космонавтика. Вместе с этим люди все больше и больше ставят себе на службу природные силы космического порядка (например, использование ядер­ной энергии).

Новое мировоззрение требует введения новой системы ценностей, нового решения «вечных» человеческих вопросов о смысле жизни, смерти и бессмертии, добре и зле, которые должны быть ориентированы на осознание человеком косми­ческой значимости его деятельности.

Особенно активно формирование нового мировоззрения идет в последние десятилетия, хотя первые идеи космизма воз­никли на заре человеческой истории. Его мож­но определить как своеобразную направленность мышления, умонастроение, в атмосфере которого формировались новые подходы к выработке целостной концепции мироздания, пред­ставления об органическом единстве всего мира и его тесней­шей связи со Вселенной, с космосом. Понимаемый таким образом космизм был изначально присущ культурному самосозна­нию человечества - мифологическое сознание наших предков полностью основывалось на парадигме космизма. Об этом свидетельствуют их интуитивные представления о тесной связи мира и человека, оживотворение мира, а также попытки обнаружить за грозными природными стихиями некие всеобщие законы, гармонизирующие эти отношения, что отразилось в космологических мифах разных народов. Затем была платоновская картина мира на основе признания первичности мира идей, присущих материальному бытию. Периодически космизм также оживал в христианизированном платонизме, в натурфилософских разработках Возрождения.

Серьезный кризис космизм пережил в Новое время в связи с развитием науки, схематизировавшей реальность и предавшей забвению идеи целостного знания. И, хотя в естествознании Нового времени периодически возрождались идеи единства мира, человека и космоса (Д. Бруно, Г. Галилей, Н. Коперник и др.), они не могли переломить господствующих тенденций развития европейской науки, ее стремления к строгому рационализму и аналитизму.

Лишь во второй половине XIX века европейская наука и философия проявили тенденции к синтезу знания, хотя и воспринимаемые европейской культурой с большим трудом.

Совершенно в иной ситуации была Россия во второй поло­вине XIX века. Наша страна была несколько изолирована от идей, господствовавших в Европе. Русская наука, родившаяся в XVIII в., и русская философия, существующая с XI века основывались на глубинных архетипах русского сознания, среди которых был и космизм. Это связано с тем, что в России языческое целостное мироощущение не было уничто­жено христианством. Более того, русское православие также представляло космос как живой организм, находящийся в непрестанном взаимодействии с Творцом.

Эти идеи, подспудно хранившиеся в русском сознании, со­единились с осознанием кризиса научного мировоззрения в конце XIX - начале XX века и дали миру феномен русского космизма - характерной черты русской культуры второй половины XIX века - первой половины XX века. В Рос­сии он стал целым пластом культуры, представленным в твор­честве замечательной плеяды ученых, философов и художников. Идеи космизма в России нашли свое выражение в творчестве В. В. Докучаева, В. И. Вернадского, К. Э. Циолковского, А. Л. Чижевского, Л. Н. Гумилева, Н. Г. Холодного, С. П. Королева, Н. А. Морозова, Н. Ф. Федорова, В. С. Соловьева, А. Белого, А. В. Сухово-Кобылина и др.

Особый интерес сегодня вызывают идеи Н. Ф. Федорова, который одним из первых создал свою концепцию космизма. Он считал, что рост народонаселения на Земле приведет к освоению других планет, на которых будут расселены люди. В связи с этим он предлагал свой вариант перемещения людей в космическом пространстве. Для этого, по его мнению, нужно будет овладеть электромагнитной энергией земного шара, что позволит регулировать его движение в мировом пространстве и превратит Землю в подобие космического корабля. В перспективе человек, по предположению Федорова, объединит все миры и станет «планетоводом».

Идеи Федорова о расселении людей на другие планеты поддерживал его ученик, один из основателей ракетостроения и теории космических полетов К. Э. Циолковский. На основании своей идеи о всеобщности жизни, везде существующей в виде вечно живых атомов, Циолковский построил свою «космическую философию».

Он полагал, что жизнь и разум на земле не являются единственными во Вселенной. Космическое пространство заселено разумными существами различного уровня развития. Во Вселенной есть планеты, которые по развитию разума и могущества достигли высшей степени и опередили другие. Эти «совершенные» планеты обладают моральным правом регулировать жизнь на других, пока более примитивных планетах.

Циолковский полагал, что нашей планете во Вселенной при­надлежит особая роль. Земля относится к категории молодых планет, «подающих надежды». Лишь небольшому числу таких планет будет дано право на самостоятельное развитие. К их числу относится и Земля. В эволюции планет постепенно будет образован союз всех разумных высших существ космоса. Задача Земли в этом союзе - внести свой вклад в совершенствование космоса. Для этого землянам необходимо приступить к косми­ческим полетам и начать расселяться на других планетах Все­ленной. В этом и состоит основная идея его «космической философии»: переселение с Земли и заселение Космоса.

В этом заключается новое понимание места и роли человека в мире. Отныне он стал пониматься как вер­шина развития материи на Земле, в Солнечной системе, а может быть, и во Вселенной. Он становится силой, способной в перспективе осваивать и преобразовывать природу в космических масштабах. Итогом этих размышлений о роли человека стало формулирование антропного принципа в современ­ной науке.

Наука столкнулась с большой группой фак­тов, раздельное рассмотрение которых создает впечатление необъяснимых случайных совпадений, граничащих с чудом. Вероятность каждого подобного совпадения очень мала, а уж их совместное существование и вовсе невероятно. Тогда вполне обоснованной представляется постановка вопроса о существовании пока не познанных закономерностей, которые способны организовать Вселенную определенным образом и следствиями которых мы столкнулись.

В этой ситуации был выдвинут и в настоящее время ши­роко обсуждается антропный принцип. В 70-е годы в двух вариантах его сформулировал английский ученый Картер. Первый из них получил наименование слабого антропного принципа: «То, что мы предполагаем наблюдать, должно удовлетворять условиям, необходимым для присутствия человека в качестве наблюдателя». Второй вариант назван сильным антропным принципом: «Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некоторой стадии эволюции мог существовать наблюдатель».

Слабый антропный принцип интерпретируется так, что в ходе эволюции Вселенной могли существовать самые разные условия, но человек-наблюдатель видит мир только на том этапе, на котором реализовались условия, необходимые для его существования. В частности, для появления человека пона­добилось, чтобы в ходе расширения вещества Вселенная про­шла все необходимые стадии. Понятно, что человек не мог наблюдать их, так как физические условия то­гда не обеспечивали его появления. Раз человек есть, то он увидит вполне определен­ным образом устроенный мир, ибо ничего другого ему уви­деть не дано.

Более серьезное содержание заложено в сильном антропном принципе. По существу, речь идет о случайном или зако­номерном происхождении «тонкой подстройки» Вселенной. Признание закономерного устройства Вселенной влечет за со­бой признание принципа, организующего ее. Если же считать «тонкую подстройку» случайной, то приходится постулиро­вать множественное рождение вселенных, в каждой из которых случайным образом реализуются случайные значения физиче­ских постоянных. В какой-то из них случайно возникнет «тонкая подстройка», обеспечивающая появление на определенном этапе развития наблюдателя, и он увидит вполне благоустроенный мир, о случайном возникно­вении которого первоначально не будет подозревать. Правда, вероятность этого очень мала.

Если же мы признаем «тонкую подстройку» изначально за­ложенной во Вселенной, то линия ее последующего развития предопределена, а появление наблюдателя на соответствую­щем этапе неизбежно. Из этого следует, что в родившейся Все­ленной потенциально было заложено ее будущее, а процесс развития приобретает целенаправленный характер. Появление разума не только заранее «запланировано», но и имеет опреде­ленное предназначение, которое проявит себя в последующем процессе развития.

Пока мы еще слишком мало знаем о Вселенной, ведь земная жизнь - это только малая часть гигантского целого. Но мы можем строить любые догадки, если они не противоречат познанным законам природы. И вполне возможно, что если человечество продолжит свое существование, если его способность познавать себя и окружающий мир сохранится, то одной из главных задач будущего научного поиска человече­ства станет осознание своего предназначения во Вселенной.

1. Введение.

2. Живое вещество-компонент биосферы.

3. Абиотические (неживые) компоненты биосферы.

4. Почва- уникальный компонент биосферы.

5. Биосфера и космос.

6. Экологические взаимодействия живого вещества: кто как питается.

7. Биогенная миграция атомов- экосистемное свойство биосферы.

8. Как развивалась биосфера: пять экологических катастроф.

9. Устойчивость биосферы.

10. Биосфера и человек: экологическая опасность.

11. Человек должен сохранить разнообразие биосферы.

12. Заключение.

1. Введение

Сегодня во весь рост поднимается перед людьми одна из сложнейших проблем, независимо от того, живут ли они в Африке или в Европе, в больших городах или в джунглях. Она касается каждого из нас, и избежать её никому не дано. Это- проблема сохранения жизни на планете, выживания человека, как одного из уникальных видов живых существ.

Решение этой проблемы зависит от того, насколько каждый из нас и все человечество вместе осознают «запретную черту», переступить через которую человечество не должно ни при каких обстоятельствах. Такой «запретной чертой» являются законы жизни на планете.

Человек- обитатель биосферы. Именно биосфера- та оболочка Земли, в пределах которой протекает жизнь человечества в целом и каждого из нас.

Термин « биосфера» ввел австралийский геолог Эдуард Зюсс (1881-1914). Современная концепция биосферы связана с именем академика В.И. Вернадского.

Биосфера- область обитания живых организмов; оболочка Земли, состав, структура и энергетика которой определяется совокупной деятельностью живых организмов. Верхняя граница простирается до высоты озонового экрана (20-25 км), нижняя опускается на 1-2км ниже дна океана и в среднем 2-3 км на суше. Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу, педосферу (почву), и верхнюю часть литосферы (горные породы).

2. Живое вещество- компонент биосферы

Биосфера включает в себя все части планеты, освоенные жизнью. Это и атмосфера, и океан, и все части земной поверхности, где утвердилась жизнь в любых её формах. Главный компонент биосферы- это её живое вещество.

«…На земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому и более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом» (В.И. Вернадский).

В какой форме представлено живое вещество в биосфере? Живое вещество в биосфере представлено в виде отдельных тел- индивидуальных организмов.

Живое вещество представлено организмами различных размеров. Самые крупные из них- киты. Длина тела современных китов от 1,1 до 33 м, масса от 30 кг до 150 т. К высочайшим деревьям относится секвойя вечнозеленая, которая достигает высоты 110-112 м и имеет диаметр 6-10 м.

По приблизительной оценке, за время существования жизни на Земле в биосфере существовало более миллиарда видов..

Среди живых существ преобладают насекомые (их около миллиона видов). Позвоночные составляют всего 2%. . Известный нам мир жизни более чем на 70% состоит из животных, 225 - это растения и грибы, 5%- одноклеточные организмы.

Живое вещество распределено в биосфере неравномерно, оно образует сгущения на границах раздела литосфера- гидросфера - атмосфера: в водоемах близ поверхности, на дне морей и океанов, на поверхности суши. На материках наблюдаются береговые, пойменные, озерные, тропические, субтропические сгущения жизни. На суше преобладают растения, а в океане - животные.

Масса живого вещества называется биомассой. Она выражается в единицах массы сухого или сырого вещества, отнесенной к единицам площади или объема места обитания.Известно, что продолжительность жизни каждого отдельного организма имеет пределы, он смертен. Как же поддерживается непрерывность жизни в биосфере? Непрерывно размножаясь, живые организмы образуют поток чередующихся поколений: на смену погибающим появляются новые существа. Тем самым современное живое существо по происхождению связано с живым веществом прошлых геологических эпох.

Мириады живых существ населяют биосферу, составляют живое вещество биосферы. Химический состав живого вещества сходен с составом звезд и Солнца, что подтверждает единство природы. У живого вещества современными методами могут быть измерены масса, количество заключенной в нем энергии, характер отвечающего его пространства. Современному живому веществу присуще большое химическое разнообразие.

3. Абиотические (неживые) компоненты биосферы

Вода, воздух, почвы, их химический состав, физические свойства, в первую очередь температура, космическое излучение, гравитация, магнетизм- таковы абиотические компоненты биосферы.

К биосфере относят прежде всего те участки планеты, где есть условия не только для выживания, но и для размножения живых существ- это поле существования жизни. К нему прилегают территории, в которых живые существа страдают и лишь выживают, но не могут размножаться- поле устойчивости жизни.

Земные абиотические условия, которые определяют поле существования жизни:

- достаточное количество кислорода и углекислого газа,

- достаточное количество жидкой воды, а не льда или пара,

- благоприятные температуры: не слишком высокие, чтобы не свертывался белок, и не слишком низкие, чтобы нормально работали ферменты- ускорители биохимических реакций,

- живому существу необходим прожиточный минимум минеральных веществ.

Биосфера- глобальная экосистема, особая оболочка Земли, сфера распространения жизни, границы которой определяются наличием пригодных для организмов абиотических условий: температуры, жидкой воды, состава газов, элементов минерального питания.

4. Почва- уникальный компонент биосферы

В конце Х1Х в. великий русский естествоиспытатель В. В. Докучаев своими исследованиями чернозема и других почв Русской долины и Кавказа установил, что почвы представляют собой природные тела и по своим внешним особенностям и свойствам сильно отличаются от горных пород, на которых они образовались. Их распределение на поверхности Земли подчинено строгим географическим закономерностям.

Разнообразие почв огромно. Это связано с многообразием сочетания факторов почвообразования: горных пород, возраста поверхности, растительного и животного населения, рельефа.

Почва-это особое природное тело и среда жизни, возникающая в результате преобразования горных пород поверхности суши совместной деятельностью живых организмов, воды и воздуха.

Почвообразовательные процессы на Земле -это грандиозные по своим планетарным масштабам и продолжительности процессы создания органического вещества почв, их биологического накопления и возникновения плодородия.

5. Биосфера и космос

Земля - уникальная планета, она находится на единственно возможном расстоянии от Солнца, которое определяет такую температуру поверхности Земли, при которой вода может находиться в жидком состоянии.

Земля получает от солнца огромное количество энергии и сохраняет при этом примерно постоянную температуру. Значит наша планета излучает в космос почти такое же количество энергии, какое получает из космос: приход и расход должны быть сбалансированы, иначе система однажды потеряет устойчивость. Земля либо нагреется, либо замерзнет и превратится в безжизненное тело.

Биосфера тесно связана с космосом. Потоки энергии, поступающие к Земле, создают условия, обеспечивающие жизнь. Магнитное поле и озоновый экран защищают планету от излишних космических излучений и интенсивной солнечной радиации. Космические излучения, достигающие биосферы, обеспечивают фотосинтез и влияют на активность живых существ.

6. Экологические взаимодействия живого вещества: кто как питается

Планета Земля отличается от других планет тем, что её биосфера содержит вещество, чувствительное к потоку солнечного излучения- хлорофилл. Именно хлорофилл обеспечивает преобразование электромагнитной энергии солнечного излучения в химическую энергию, с помощью которой идет процесс восстановления окислов углерода и азота в реакциях биосинтеза.

В зеленом растении происходит фотосинтез - процесс образования углеводов из воды и двуокиси кислорода (которая находится в воздухе или воде). При этом в качестве побочного продукта выделяется кислород. Зеленые растения относят к автотрофам- организмам, которые берут все нужные им для жизни химические элементы из окружающей их косной материи и не требуют для построения своего тела готовых органических соединений другого организма. Основной используемый автотрофами источник энергии-Солнце. Гетеротрофы-это организмы, которые нуждаются для своего питания в органическом веществе, образованном другими организмами. Гетеротрофы постепенно преобразуют органическое вещество, образованное автотрофами, доводя его до первоначального- минерального- состояния.

Деструктивная (разрушающая) функция совершается представителями каждого из царств живого вещества. Распад, разложение - неотъемлемое свойство обмена веществ каждого живого организма. Растения образуют органические вещества и являются крупнейшими производителями углеводов на Земле; но они же выделяют и необходимый для жизни кислород как побочный продукт фотосинтеза.

В процессе дыхания в телах всех видов живого образуется углекислый газ, который растения вновь используют для фотосинтеза. Существуют и такие виды живого, для которых разрушение отмершего органического вещества являются способом питания. Существуют организмы со смешанным типом питания, их называют миксотрофами.

В биосфере происходят процессы преобразования неорганического, косного вещества в органическое и обратной перестройки органических веществ в минеральные. Движение и преобразование веществ в биосфере осуществляется при непосредственном участии живого вещества, все виды которого специализировались на различных способах питания.

7. Биогенная миграция атомов- экосистемное свойство биосферы

Конечное количество вещества, которое есть в биосфере, приобрело свойство бесконечности через круговорот веществ.

Образ круговорота вещества в биосфере создает колесо водяной мельницы. Однако, чтобы колесо вертелось, нужен постоянный приток воды. Подобно этому, поток солнечной энергии, поступающей из космоса, крутит « колесо жизни» на нашей планете. Насколько быстро вертится колесо? В ходе биогеохимических циклов атомы большинства химических элементов проходили бесчисленное количество раз через живое существо. Например, весь кислород атмосферы «оборачивается» через живое вещество за 2000 лет, углекислый газ- за 200-300лет, а вся вода биосферы- за 2 млн лет.

Живое вещество является совершенным приемником солнечной энергии.

Энергия, поглощенная и использованная в реакции фотосинтеза, а затем запасенная в виде химической энергии углеводов, очень велика, есть сведения что она сопоставима с энергией, которую потребляют 100 тысяч больших городов в течение 100 лет. Гетеротрофы используют органическое вещество растений, как пищу: органика окисляется кислородом, который доставляют в организм органы дыхания, с образованием углекислого газа- реакция идет в обратном направлении. Таким образом, «вечной» делает жизнь одновременное существование автотрофов и гетеротрофов.

Факты и рассуждения о «колесе жизни» в биосфере дают право говорить о законе биогенной миграции атомов, который сформулировал В.И. Вернадский: миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества или же она протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, как тем, которое сейчас населяет биосферу, так и тем, которое действовало на Земле в течение всей геологической истории.