Термин «биосфера» был впервые введен австрийским палеонтологом и геологом Эдуардом Эоссом в 1875 г. В буквальном переводе он обозначал сферу жизни. Однако задолго до этого периода биосфере давали другие названия. Она упоминалась как «картина природы», «пространство жизни», «живая оболочка» и т. п. Содержание этого понятия рассматривалось многими естествоиспытателями.
История изучения биосферы
Изначально под терминами «картина природы» и тому подобными подразумевали лишь совокупность тех живых организмов, которые обитали на планете. Однако биологом Ж. Б. Ламарком (1744-1829 гг.) было выдвинуто революционное мнение. Он указал на то, что живые организмы играют огромную роль в процессе формирования земной коры. Ламарк подчеркивал, что те вещества, которые входят в нее, были сформированы в результате деятельности живых организмов.
Около шестидесяти лет назад академиком В. И. Вернадским было разработано учение о биосфере как об оболочке Земли, которая населена живыми организмами. Это несколько изменило значение термина. Теперь понятие «биосфера» распространялось не только на организмы, но и на среду их обитания.
Состав
Считается, что в состав биосферы входят:
- биогенное вещество, являющееся результатом процесса жизнедеятельности организмов (известняки, каменный уголь, газы атмосферы и т. д.);
- живое вещество, представляющее собой совокупность организмов;
- костное вещество, появившееся без участия каких-либо живых организмов (вулканическая лава, основные породы и т. д.);
- биокостное вещество, ставшее совместным результатом абиогенных почвенных процессов и жизнедеятельности организмов.
Развитие человеческого общества и биосфера
Люди с момента своего появления оказывают непосредственное воздействие на окружающую их среду. Этот период длится уже порядка 30-40 тысяч лет. Влияние человека на биосферу Земли является антропогенным фактором.
Началом его проявления послужил каменный век, который совпал с периодом оледенения. Для того чтобы выжить, людям приходилось охотиться на таких крупных животных, как северный и благородный олень, шерстистый носорог, мамонт, тур и т. д. Подтверждение этого факта – кости диких зверей, найденные учеными на древних стоянках. Влияние человека на эволюцию биосферы в каменном веке выразилось в массовом истреблении крупных травоядных. Последствием охоты стало снижение количества особей многих популяций, а также исчезновение некоторых видов.
10-13 тысяч лет назад ледниковый период сменило резкое потепление. По всей Европе распространились леса, произошло вымирание крупных животных. В этот период влияние биосферы на человека было весьма значительным. Изменение природных условий изменило жизнь и людей. При этом разрушилась уже сложившаяся экономическая база человеческого общества. Люди перешли к иному периоду своего развития, оставив позади чисто потребительские отношения к окружающей среде.
Наступил новый каменный век, когда одновременно с охотой, рыбной ловлей, а также собирательством грибов и ягод нарастала значимость процесса производства пищи. Влияние биосферы на человека постепенно снижалось. Стали предприниматься первые попытки разведения растений и одомашнивания животных. В подтверждение этому учеными обнаружены поселения людей того периода, на которых были найдены пшеница, ячмень и чечевица. Здесь же находились и кости домашних животных - свиней и овец.
С развитием человеческого общества стало возникать скотоводческое и земледельческое хозяйство. Позже люди стали осваивать минеральные ресурсы. Произошло зарождение металлургии.
В последние два столетия влияние человека на биосферу стало особенно интенсивным. Этому способствовали качественные скачки в развитии техники и науки. В наши дни влияние человека на состояние биосферы приняло планетарный масштаб. При этом оно оказывает прямое и косвенное воздействие на дальнейшую эволюцию окружающей среды.
Противоречия между человеком и биосферой
Весь исторический период совместного существования природы и общества можно выразить в единстве двух различных тенденций. Прежде всего, влияние деятельности человека на состояние биосферы стремительно и постоянно расширяется в связи с его все увеличивающимся господством над природой. Кроме того, происходит постоянное углубление дисгармонии между обществом и окружающей средой.
Использование природных ресурсов
Влияние человека на биосферу выражается прежде всего в том, что он привлекает для нужд общества значительную часть территорий Земли, добывая все большее и большее количество минеральных ресурсов, которые подразделяются на неисчерпаемые и исчерпаемые. К первым из них относится энергия ветра, морских волн и солнечной радиации. Это климатические, водные и космические ресурсы. Неисчерпаемыми считаются также вода и атмосферный воздух. Однако деятельность человека сделала такое определение относительным. Так, в результате загрязнения, вызванного экономическими нуждами, вода в некоторых районах нашей планеты перешла в категорию дефицита.
В настоящее время только условно к неисчерпаемым ресурсам можно отнести и кислород. Ученые полагают, что для восстановления прежнего статуса воды и атмосферы должно быть оказано положительное влияние человека на биосферу. Его осуществление возможно в виде разработки и дальнейшей реализации различных крупномасштабных экологических программ.
В хозяйственном обороте человечества находятся огромные территории нашей планеты. Однако несмотря на это, их площадь увеличивается из года в год. Растет и использование промысловых животных, рыбных ресурсов и древесины.
Загрязнение воздуха
С каждым годом на нашей планете увеличивается плотность населения. При этом повышается и степень воздействия людей на окружающую природу. Как правило, негативные последствия всей этой деятельности первой принимает на себя биосфера. Влияние человека на окружающую среду способно изменить вековой ход давно налаженных биогенных процессов.
Одним из результатов развития промышленности является загрязнение воздуха. Особенно это заметно в черте города, а также в пределах заводских и фабричных районов. Здесь в атмосфере резко возрастает степень концентрации вредных газов. И как следствие этого, происходит обратное влияние биосферы на человека. Прежде всего, оно выражается в той опасности, которую загрязненный воздух несет нашему здоровью. Помимо этого, вредные газы соединяются в атмосфере с влагой и выпадают на землю в виде кислотного дождя. Такие осадки ухудшают качество почвы, снижая урожайность культур.
Наличие высокой концентрации сернистого газа наблюдается недалеко от медеплавильных заводов. Это вещество вызывает недоразвитие зерновых культур, разрушает хлорофилл и способствует засыханию и опаданию листьев и хвои. Часть этого газа в дальнейшем окисляется. В результате такой реакции получается серный ангидрит, который не только причиняет вред всему живому, но и разрушает здания. Кроме того, попадая в почву, этот элемент вымывает из нее перегной, из которого растения получают все необходимые им питательные вещества.
В связи с постоянным сжиганием большого количества топлива также происходит загрязнение биосферы. Влияние загрязнения на человека весьма негативно. Дело в том, что в атмосферу попадает множество ядовитых соединений. Это оксиды углерода и азота, соединения свинца и различных углеводов, таких, как этилен и ацетилен. Эти вредные компоненты, соединяясь в воздухе с капельками воды, становятся ядовитым туманом – смогом. Он губит растительный мир городов. Помимо этого, проявляется и негативное влияние биосферы на здоровье человека. Ядовитый туман способствует проявлению множества заболеваний, в том числе онкологических.
Загрязнение пресной воды
Рост потребления этого важного природного ресурса связывают с увеличением числа жителей планеты, улучшением их санитарно-гигиенических условий, а также развитием орошаемого земледелия и промышленности. Все это может привести к вероятности возникновения «водного голода». И здесь должно быть оказано положительное влияние человека на биосферу. Одним из мероприятий для устранения данной проблемы является разработка вопросов по рациональному потреблению водных ресурсов. Кроме того, должны быть приняты меры по устранению сбросов отходов промышленного производства в реки. Ведь ядовитые вещества омертвляют водоемы.
Загрязнение морей
Вместе с речными стоками в воды Мирового океана поступают нефтепродукты, болезнетворные отходы, ядовитые типы органических соединений, соли многих тяжелых металлов.
В результате загрязнение достигает таких масштабов, что выловленные моллюски и рыбы непригодны к употреблению в пищу.
Изменения почвенного слоя
Каждый год человек собирает на полях урожай. Вместе с ним из плодородных слоев почвы изымается большое количество калия, фосфора и азота, то есть веществ, необходимых для питания растений. Для пополнения столь важных компонентов ежегодно на поля вносятся органические, а также минеральные удобрения. Их объем должен быть достаточным для получения большого урожая и устранения истощения плодородного слоя. Важной частью сохранения качества полей является и применение правильного севооборота.
При неверной обработке земли человеком в почве возникает эрозия. Это разрушение верхнего слоя, спровоцированное ветром или потоками воды. При чрезмерном выпасе скота в полупустынях и степях возможно появление ветровой эрозии.
В итоге хозяйственная деятельность человека грозит изыманием из аграрного оборота значительных территорий. Это возможно и при открытом способе добычи полезных ископаемых. Отвалы грунта и глубокие карьеры разрушают большие площади прилегающих территорий. При этом происходит нарушение гидрологического режима местности, загрязнение вод, атмосферы и почв. Одновременно с этим снижается урожай сельскохозяйственных культур.
Влияние на животный и растительный мир
В результате прямого воздействия человека на природу происходит косвенное изменение окружающей среды. Одной из форм такого влияния является сплошная вырубка лесов. При этом растения оставшегося нижнего яруса оказываются под неблагоприятным влиянием прямых лучей солнца. У тенелюбивых представителей флоры разрушается хлорофилл и угнетается рост. В результате происходит исчезновение отдельных видов. Изменения претерпевает и мир животных. Те виды, существование которых связано с древостоем, мигрируют в другие места или исчезают.
Отрицательное влияние на растительный покров оказывают посещающие леса туристы и отдыхающие. Они вытаптывают и уплотняют почву, а также загрязняют природу.
Негативное влияние на животный мир оказывает промысел тех представителей фауны, которые представляют для человека пищевую ценность или способны принести материальную пользу. Данный факт подводит некоторые виды животных к грани исчезновения. А это, в свою очередь, вызывает уменьшение устойчивости биоценозов.
Радиоактивное загрязнение
В 1945 г. наша планета столкнулась с огромной проблемой. Случилось это после того, как на японские города Нагасаки и Хиросиму американцы сбросили атомные бомбы. Человечество узнало о ядерном загрязнении биосферы. Более глобальные масштабы этот вопрос принял после испытаний ядерного оружия, проводимых до 1963 г.
Взрываясь, атомные бомбы вызывают сильнейшее ионизирующее излучение. При этом радиоактивные частицы разносятся на большие расстояния, заражая живые организмы, водоемы и почву. И здесь начинает оказываться негативное влияние биосферы на человека. Радиоактивные изотопы, попадая в организм, губительно влияют на клетки тканей и органов. При этом человек остается незащищенным от множества заболеваний, в том числе и смертельных.
Испытания ядерного оружия несут в себе и еще одну опасность. Во время взрыва бомбы происходит образование огромнейшего количества мелкой пыли. Ее частицы надолго задерживаются в атмосфере и не пропускают на Землю значительное количество солнечной радиации. Это может повлечь за собой наступление «ядерного похолодания», что приведет к гибели всех живых организмов.
