Biosfera, zgodnie z naukami akademika V.I. Vernadsky, to zewnętrzna powłoka Ziemi, obejmująca wszelką żywą materię i obszar jej rozmieszczenia (siedlisko). Górną granicą biosfery jest ochronna warstwa ozonowa w atmosferze na wysokości 20-25 km, powyżej której życie jest niemożliwe z powodu ekspozycji na promieniowanie ultrafioletowe. Dolna granica biosfery to: litosfera do głębokości 3-5 km i hydrosfera do głębokości 11-12 km (Rys. 1.3).
Składniki biosfery: atmosfera, hydrosfera, litosfera - pełnią najważniejsze funkcje zapewniające życie na Ziemi.
Biosfera powstała około 4,5 miliarda lat temu i przeszła kilka etapów rozwoju ewolucyjnego: od początkowego cyklu materii organicznej do cyklu biologicznego - ciągła wymiana materii i energii między organizmami żywymi a środowiskiem przez całe życie organizmów i po ich śmierć.
Najważniejszymi składnikami biosfery są:
Materia żywa (rośliny, zwierzęta, mikroorganizmy);
Substancja biogenna pochodzenia organicznego (węgiel, torf, próchnica glebowa, olej, kreda, wapień itp.);
Materia obojętna (skały pochodzenia nieorganicznego);
Substancja bioinertna (produkty rozpadu i obróbki skał przez organizmy żywe).
Według V.I. Vernadsky materia żywa jest nośnikiem energii swobodnej biosfery i jest połączona z materią nieożywioną poprzez biogenną migrację atomów. Biomasa suchej masy organizmów żywych na Ziemi, w tym ok. 500 tys. gatunków roślin i 1,5 mln gatunków zwierząt, jest niezwykle duża i wynosi ok. 2,4232*10 12 t. Roczny przyrost masy żywej na Ziemi wynosi ok. 8,8*10 11 t Przez te żywe organizmy przeszła duża liczba elementów górnej części litosfery, atmosfery i hydrosfery.
Ważne w relacji organizmów jest jedzenie— czynnik troficzny(z greckiego. trofeum- jedzenie). Pierwotna materia organiczna jest tworzona przez zielone rośliny (producenci - producentów) wykorzystujących energię słoneczną. Zużywają dwutlenek węgla, wodę, sole i uwalniają tlen.
Konsumenci (konsumenci) można podzielić na dwa zamówienia:
I - organizmy żywiące się pokarmami roślinnymi;
II - organizmy żywiące się pokarmem zwierzęcym.
rozkładający się(reduktory) - organizmy żywiące się rozkładającymi się organizmami, bakteriami i grzybami. Tutaj szczególnie duża jest rola mikroorganizmów, które całkowicie niszczą pozostałości organiczne i przekształcają je w produkty końcowe (sole mineralne, dwutlenek węgla, woda, proste substancje organiczne), które dostają się do gleby i są ponownie konsumowane przez rośliny.
Wszystkie zwierzęta i rośliny są selektywne w składzie pokarmu, w zależności od zapotrzebowania na określone składniki mineralne. Zwierzęta i rośliny są niezbędnymi czynnikami środowiskowymi w stosunku do innych zwierząt i roślin, są one wzajemnie niezbędne.
Każdy organizm jest przystosowany do istnienia w dość wąskim zakresie zmian warunków środowiskowych, a wyjście parametrów środowiskowych poza ustalone granice pociąga za sobą stłumienie żywotnej aktywności tego gatunku lub jego śmierć. Granice rozmieszczenia organizmu (zasięgu) wyznacza spełnienie niezbędnych wymagań danego organizmu do warunków (czynników) środowiska. Każdy gatunek zajmuje miejsce, które jest określone przez jego wymagania dotyczące terytorium, pożywienia, reprodukcji i innych funkcji organizmu. Ten zestaw parametrów środowiskowych dla siedliska gatunku, miejsca, które zajmuje w biosferze, nazywa się nisza ekologiczna. Wszystkie czynniki w niszy ekologicznej są ze sobą powiązane: zmiana jednego z nich pociąga za sobą zmianę w innych.
Zdolność organizmów żywych do adaptacji do czynników środowiskowych charakteryzuje się: walencja ekologiczna, lub plastyczność.
Organizmy żywe znajdują się w nieustannej interakcji ze środowiskiem, na które składa się wiele zjawisk, warunków, elementów zmieniających się w czasie i przestrzeni, tzw ekologiczne czynniki środowiskowe. Są to wszelkie warunki środowiskowe, które mają długo lub krótkotrwały wpływ na organizmy żywe, reagując na te wpływy reakcjami adaptacyjnymi. Są one podzielone na abiotyczny(czynniki przyrody nieożywionej) i biotyczny(czynniki życiowe). Obecnie przyjętą wersję klasyfikacji środowiskowych czynników środowiskowych przedstawiono w: patka. 1.2.
Tabela 1.2|
abiotyczny |
biotyczny |
|
Klimat: światło, temperatura, wilgotność, ruch powietrza, ciśnienie |
Fitogenne: organizmy roślinne |
|
Edafogenny ("edafos" - gleba): skład mechaniczny, wilgotność, przepuszczalność powietrza, gęstość |
Zoogeniczny: zwierzęta |
|
Orograficzne: rzeźba terenu, wysokość nad poziomem morza, ekspozycja skarpy |
Mikrobiogenne: wirusy, pierwotniaki, bakterie, riketsje |
|
Chemiczne: skład gazu powietrza, skład soli wody, stężenie, kwasowość i skład roztworów glebowych |
Antropogeniczny: działalność człowieka (w tym budownictwo) |
Charakterystykę głównych czynników abiotycznych, które należy wziąć pod uwagę przy restaurowaniu zabytków architektury, podano w: Załącznik 1.1. To jest skład atmosfery; stosunek punktów 12-punktowej skali sejsmicznej do wielkości trzęsień ziemi; skala sejsmiczna; skala wiatru.
Biotyczne czynniki środowiskowe determinują relacje między organizmami. W tym przypadku czynniki te nazywane są troficznym, tj. jedzenie.
Czynniki środowiskowe pod wpływem nowo pozyskiwanych chemikaliów, których nie ma w naturze, oraz wytworzonych przez człowieka komponentów, ulegają znacznym zmianom. Pojawiają się substancje-zanieczyszczenia, co prowadzi do naruszenia interakcji saprofitycznej (utrzymującej równowagę w ekosystemie) w środowisku naturalnym. Towarzyszy temu często śmierć zwierząt, roślin, prowadzi do dysfunkcji, śmierci wszystkich żywych istot i pustynnienia ziemi. Dominującymi gatunkami w mikrobiocie są mikroorganizmy chorobotwórcze, które można przypisać zanieczyszczeniem biologicznym. Negatywnie zmienia się skład atmosfery, wzrasta agresywność wód podziemnych i gruntowych. Planeta doświadcza ocieplenia, zubożenia warstwy ozonowej, coraz częstsze są kwaśne deszcze.
Wszystkie te czynniki wpływają nie tylko na organizmy żywe (w tym człowieka), ale także na zabytki, a zaniedbanie choćby jednego z nich może wpłynąć na jakość renowacji, a nawet doprowadzić do śmierci zabytku.
Żywe organizmy w przyrodzie istnieją w formie populacje - historycznie ukształtowane naturalne agregaty osobników danego gatunku, połączone relacjami i adaptacją do warunków określonego obszaru lub innego siedliska (biotopu). W warunkach naturalnych liczebność i gęstość zaludnienia nie są przypadkowe, determinują je regulacyjne (zarządzające) czynniki środowiskowe. Zdolność środowiska do wspierania normalnego funkcjonowania organizmu lub populacji nazywa się ekologiczna pojemnośćłodygi.
System ekologiczny (ekosystem) to zbiór wzajemnie powiązanych i współzależnych różnych gatunków organizmów żyjących razem oraz warunków ich istnienia. Połączeni w ekosystemie biocenoza(wspólnota organizmów żywych) i biotop(siedlisko). Główne typy naturalnych ekosystemów na kuli ziemskiej są wymienione na Ryż. 1.4.
Akademik V.N. Sukaczew zaproponował koncepcję biogeocenoza(z greckiego. bios- życie, Gaja - Ziemia, cenoza - ogólnie) – naturalny system organizmów żywych i ich środowiska abiotycznego, połączony wymianą – substancji, energii i informacji. Obecnie terminy „ekosystem” i „biogeocenoza” są uważane za prawie synonimy.
Biogeocenoza obejmuje:
Składnik roślinny (fitocenoza);
Składnik zwierzęcy (zoocenoza);
Mikroorganizmy (mikrobiocenoza);
Gleba i wody gruntowo-gruntowe w interakcji z roślinami, składnikami zwierzęcymi i mikroorganizmami tworzące edafotop;
Atmosfera, która w interakcji z innymi składnikami tworzy klimat;
Przyroda nieożywiona, będąca substancją obojętną – ekotop.
Biogeocenoza jest więc przestrzennie izolowaną, integralną elementarną jednostką biosfery, której wszystkie składniki są ściśle ze sobą powiązane. Głównymi składnikami biogeocenozy są trzy grupy organizmów - rośliny, zwierzęta i drobnoustroje, za pomocą których substancje przechodzą z jednego składnika do drugiego, odzwierciedlając dobrze znany ogólny wzór cykl materii w przyrodzie.
Ekologiczne składniki biogeocenozy(lub krajobrazu, lub elementów przyrodniczotwórczych) w ekologii są uważane za główne składniki materiałowe i energetyczne systemów ekologicznych. Dla nich, według N.F. Reimers (Rysunek 1.5.), Są to: energia, skład gazu (atmosfera), woda (składnik ciekły), podłoże glebowe, producenci autotroficzni (rośliny) i organizmy heterotroficzne (konsumenci i rozkładający się). Obecnie do tej listy komponentów środowiskowych dodawane są informacje.
Jednocześnie wszystkie komponenty środowiska są zasobami naturalnymi, których jakość decyduje o jakości życia człowieka, a antropogeniczne zakłócenie interakcji między nimi może tę jakość obniżać.
W prawdziwych ekosystemach obieg jest zwykle otwarty, ponieważ część substancji opuszcza ekosystem, a część pochodzi z zewnątrz. Ale ogólnie zachowana jest zasada cyrkulacji w przyrodzie. Prostsze ekosystemy są łączone we wspólny ekosystem planetarny (biosfera), w którym cykl substancji jest w pełni zamanifestowany - życie na Ziemi powstało miliardy lat temu, a gdyby nie było zamkniętego przepływu substancji niezbędnych do życia, ich rezerwy byłyby wyczerpany dawno temu i życie by ustało.
Interwencja człowieka negatywnie wpływa na procesy cyklu. Na przykład wylesianie lub zakłócenie procesów asymilacji substancji przez rośliny w wyniku zanieczyszczenia prowadzi do zmniejszenia intensywności pochłaniania węgla. Nadmiar pierwiastków organicznych w wodzie, powstający pod wpływem ścieków przemysłowych, powoduje gnicie zbiorników wodnych i nadużywanie tlenu rozpuszczonego w wodzie, co wyklucza możliwość rozwoju tu bakterii tlenowych (zużywających tlen). Poprzez spalanie paliw kopalnych, wiązanie azotu atmosferycznego w produktach produkcji, wiązanie fosforu w syntetycznych detergentach, człowiek zaburza cykl tych pierwiastków.
Cykl substancji w przyrodzie implikuje ogólną spójność miejsca, czasu i szybkości procesów zachodzących na różnych poziomach - od populacji po biosferę. Ta spójność zjawisk naturalnych nazywa się równowaga ekologiczna; Ta równowaga jest mobilna, dynamiczna.
W systemie ekologicznym (bez ingerencji człowieka) utrzymywana jest równowaga, która wyklucza nieodwracalne zniszczenie niektórych ogniw w łańcuchach troficznych. Człowiek w procesie swojej działalności nieustannie oddziałuje na ekosystem jako całość, a także na poszczególne jego ogniwa. Może to przejawiać się w postaci wprowadzania do ekosystemu nowych składników, w tym zanieczyszczeń, czy też niszczenia poszczególnych składników (odstrzeliwanie zwierząt, wylesianie itp.). Oddziaływania te nie zawsze i natychmiast prowadzą do dezintegracji całego systemu, naruszenia jego stabilności. Ale zachowanie systemu nie oznacza, że pozostał on niezmieniony. System ulega przeobrażeniom i niezwykle trudno jest ocenić liczbę i kierunek zaistniałych zmian.
W wyniku działalności produkcyjnej człowieka powstał nowy proces metabolizmu i wymiany energii między naturą a społeczeństwem (przy zachowaniu wymiany biologicznej) - wymiana antropogeniczna, co znacząco zmienia planetarny obieg substancji, gwałtownie go przyspieszając. Wymiana antropogeniczna różni się od obiegu biotycznego otwartością, ma charakter otwarty. Na wejściu wymiany antropogenicznej znajdują się zasoby naturalne, a na wyjściu - odpady przemysłowe i domowe. Ekologiczna niedoskonałość wymiany antropogenicznej polega na tym, że współczynnik użytecznego wykorzystania zasobów naturalnych jest z reguły niezwykle niski, a odpady produkcyjne zanieczyszczają środowisko naturalne. Co więcej, wiele z nich nie rozkłada się do stanu naturalnego. Skala i szybkość wymiany antropogenicznej gwałtownie rosną, powodując zauważalny stres w biosferze.
Na ostatnim etapie rozwoju biosfery działalność człowieka stała się potężną siłą, nieodwracalnie i celowo zmieniającą środowisko naturalne. Utworzony biotechnosfera — konsekwencją rozwoju społecznego, naukowego i technologicznego ludzkości. Relacja między naturą a człowiekiem w wielu przypadkach jest niezrównoważona, prowadząc do ucisku środowiska (w szczególności niszczenia środowiska architektonicznego i historycznego), co może prowadzić do degradacji biosfery.
Nowy system stworzony przez budowniczych można nazwać naturalno-technologicznym (NTS). Proces jego powstawania, jeśli nie zostanie skorygowany zgodnie z elementami ekologicznymi (innymi słowy, zgodnie z prawami rozwoju ekosystemu), z reguły prowadzi do naruszenia naturalnego
interakcje w systemie przyrodniczym, głównie dzięki wprowadzeniu do niego „obcych” składników, które mogą być postrzegane przez ekosystem jako zanieczyszczenia. Niedocenianie tych interakcji przy realizacji prac budowlanych jest niedopuszczalne, ponieważ prowadzi do obniżenia jakości budowy i pogorszenia jakości środowiska życia.
Nieuzasadnione przyrodniczo działania budowniczych i konserwatorów powodują nieodwracalne szkody w naturalnym krajobrazie i informacyjnym komponencie ekosystemu. Jak zauważa Prutsyn O.I., niszczone jest środowisko architektoniczno-historyczne *: „Naruszona zostaje sylwetka kompozycji przestrzennych, harmonijne podporządkowanie całej konstrukcji, zespołowa jedność. Osiągnięta w okresie historycznym sylwetka i proporcjonalność muszą być w pełni zachowane, ponieważ dzięki klasycznym proporcjom można je łatwo łączyć z każdym nadchodzącym rozwojem.
Nie należy zapominać, że krajobraz jest całością i ponadczasową rzeczywistością, w której istniał człowiek w epoce przedmiejskiej. To nienaganne wyczucie krajobrazu było nieodłączne od ludzi w minionych wiekach, kiedy budynki wtapiały się w środowisko naturalne. Architektura przeszłości i dziś jest szkołą opanowania architektury i urbanistyki w Rosji. Już od XI wieku. władze miasta zobowiązały deweloperów do przestrzegania zasad urbanistycznych i praw regulujących relacje między architekturą a przyrodą. W Rosji od XI wieku. obowiązywało bizantyjskie „prawo gradowe”, zapisane w księgach sternika**. Wśród jego postanowień były na przykład takie: „Tylko wtedy budynek może być naprawdę widoczny, gdy stoi w smukłym miejscu. Przed budową dokładnie obejrzyj teren. Wybierz miejsce, w którym budynek nie ingeruje w naturę.” Lub takie: „... nakazujemy, aby ten, kto odnawia zniszczony dziedziniec, nie zabiera bliźniemu światła i nie pozbawia go wyglądu, nie zmienia pierwotnego obrazu”; „… nie zasłaniaj na siłę widoku sąsiada, jeśli bezpośrednio widzi morze, stojąc na swoim podwórku”. A dziś, w działaniach budowlanych i restauracyjnych, „naturalna” logika powinna stać się fundamentalna.
Na etapie rozwoju rozsądnego podejścia do ochrony przyrody następuje stopniowe przekształcanie biotechnosfery w noosfera - sfera umysłu, która według VI Vernadsky'ego jest nieuniknionym i naturalnym etapem rozwoju biosfery.
Dowodem początku takiej transformacji jest przyjęta przez ONZ koncepcja „zrównoważonego rozwoju”, „zrównoważonego budownictwa”, „zrównoważonej odbudowy”, która jest bezpośrednio związana z koncepcją „zrównoważenia środowiskowego”. To ostatnie oznacza zdolność ekosystemu do zachowania swojej struktury i cech funkcjonalnych pod wpływem czynników zewnętrznych. Często „zrównoważenie środowiskowe” jest postrzegane jako synonim zrównoważenia środowiskowego.
Poniżej znajdują się główne koncepcje i wymagania związane z kategorią zrównoważenia środowiskowego. Ich zrozumienie jest niezbędne do rozwiązywania pilnych problemów gospodarowania przyrodą w obszarach działalności budowlanej i restauracyjnej, tworzenia komfortowego środowiska życia i określania strategii działań w zakresie „zrównoważonego rozwoju”, „zrównoważonego budownictwa”, „zrównoważonej odnowy”.
* Prutsyn O., Rymashevsky B., Borusevich V.Środowisko architektoniczne i historyczne. — M.: Stroyizdat, 1990.
** Alferova G.V. Książka pilotażowa jako najcenniejsze źródło starożytnej rosyjskiej sztuki miejskiej//Czasomierz bizantyjski, 1973. - V. 35.
Akademik Władimir Iwanowicz Wernadski (1864-1945) był jednym z wybitnych przyrodników, którzy poświęcili się badaniu procesów zachodzących w biosferze. Jest założycielem nazwanego przez niego kierunku naukowego biogeochemia który stanowił podstawę współczesnej teorii biosfery.
Badania V.I. Vernadsky doprowadził do uświadomienia sobie roli życia i żywej materii w procesach geologicznych. Wygląd Ziemi, jej atmosfera, skały osadowe, krajobrazy - wszystko to jest wynikiem żywotnej aktywności żywych organizmów. Vernadsky przypisał człowiekowi szczególną rolę w kształtowaniu twarzy naszej planety. Przedstawił działalność ludzkości jako spontaniczny, naturalny proces, którego początki giną w głębinach historii.
Będąc wybitnym teoretykiem, V.I. Vernadsky stał u początków takich nowych i obecnie powszechnie uznanych nauk, jak radiogeologia, biogeochemia, doktryna biosfery i noosfery, nauka o nauce.
W 1926 V.I. Vernadsky opublikował książkę „Biosfera”, która oznaczała narodziny nowej nauki o naturze i relacji człowieka z nią. Biosfera ukazana jest po raz pierwszy jako pojedynczy, dynamiczny system zamieszkany i kontrolowany przez życie, żywą materię planety: „Biosfera jest zorganizowaną, określoną powłoką skorupy ziemskiej, związaną z życiem”. Naukowiec ustalił, że interakcja żywej materii z materią obojętną jest częścią dużego mechanizmu skorupy ziemskiej, dzięki któremu zachodzą różne procesy geochemiczne i biogeniczne, atomy migrują i uczestniczą w cyklach geologicznych i biologicznych.
W I. Vernadsky podkreślił, że biosfera jest wynikiem rozwoju geologicznego i biologicznego oraz interakcji materii obojętnej i biogenicznej. Z jednej strony jest środowiskiem życia, z drugiej jest wynikiem aktywności życiowej. Specyfiką współczesnej biosfery jest wyraźnie ukierunkowany przepływ energii oraz biogeniczny (związany z działalnością istot żywych) obieg substancji. Vernadsky jako pierwszy pokazał, że stan chemiczny zewnętrznej skorupy naszej planety jest całkowicie pod wpływem życia i jest determinowany przez żywe organizmy, z których działaniem związany jest wielki proces planetarny - mitologia pierwiastków chemicznych w biosferze. Ewolucja gatunków prowadząca do powstania form życia jest stabilna w biosferze i musi iść w kierunku zwiększenia biogenicznej migracji atomów.
W I. Vernadsky zauważył, że granice biosfery wyznacza przede wszystkim pole istnienia życia. Na rozwój życia, a co za tym idzie granic biosfery, wpływa wiele czynników, a przede wszystkim obecność tlenu, dwutlenku węgla i wody w fazie ciekłej. Zbyt wysokie lub niskie temperatury elementy żywienia mineralnego również ograniczają obszar dystrybucji życia. Do czynników ograniczających można również przypisać środowisko nadsolne (ok. 10-krotnie przekraczające stężenie soli w wodzie morskiej). Wody gruntowe o stężeniu soli powyżej 270 g/l są pozbawione życia.
Zgodnie z pomysłami Vernadsky'ego biosfera składa się z kilku niejednorodnych składników. Główny i główny żywa materia, całość wszystkich żywych organizmów zamieszkujących Ziemię. W procesie życia żywe organizmy wchodzą w interakcje z nieożywionymi (abiogennymi) - substancja obojętna. Taka substancja powstaje w wyniku procesów, w których nie biorą udziału żywe organizmy, na przykład skały magmowe. Następnym składnikiem jest odżywka, tworzone i przetwarzane przez organizmy żywe (gazy atmosferyczne, węgiel, ropa naftowa, torf, wapień, kreda, ściółka leśna, próchnica glebowa itp.). Kolejny składnik biosfery - substancja bioobojętna- wynik wspólnej aktywności organizmów żywych (wody, gleby, skorupy wietrzenia, skał osadowych, materiałów ilastych) oraz procesów inertnych (abiogenicznych).
Materia obojętna gwałtownie dominuje w masie i objętości. Żywa materia masowo stanowi nieznaczną część naszej planety: około 0,25% biosfery. Co więcej, „masa żywej materii pozostaje w zasadzie stała i jest determinowana przez promieniującą energię słoneczną populacji planety”. Obecnie ten wniosek Vernadsky'ego nazywa się prawo stałości.
W I. Vernadsky sformułował pięć postulatów dotyczących funkcji biosfery.
Pierwszy postulat: „Od samego początku biosfery zawarte w niej życie powinno być już złożonym ciałem, a nie jednorodną substancją, ponieważ jego biogeochemiczne funkcje związane z życiem, pod względem różnorodności i złożoności, nie mogą być wiele z jednej formy życia”. Innymi słowy, prymitywna biosfera pierwotnie charakteryzowała się bogatą różnorodnością funkcjonalną.
Drugi postulat: „Organizmy nie pojawiają się pojedynczo, ale w efekcie masowym… Pierwsze pojawienie się życia… powinno nastąpić nie w postaci pojawienia się jednego rodzaju organizmów, ale ich kombinacji, odpowiadającej geochemiczna funkcja życia. Biocenozy powinny pojawić się natychmiast.
Trzeci postulat: „W ogólnym monolicie życia, bez względu na to, jak zmieniają się jego części składowe, zmiany morfologiczne nie mogą wpływać na ich funkcje chemiczne”. Oznacza to, że biosfera pierwotna była reprezentowana przez „zestawy” organizmów, takich jak biocenozy, które były główną „siłą działającą” w przemianach geochemicznych. Zmiany morfologiczne w „agregatach” nie znalazły odzwierciedlenia w „funkcjach chemicznych” tych składników.
Czwarty postulat: „Żywe organizmy… poprzez oddychanie, odżywianie, metabolizm… poprzez ciągłą zmianę pokoleń… dają początek jednemu z najwspanialszych zjawisk planetarnych… – migracji pierwiastków chemicznych w biosfera”, a zatem „przez ostatnie miliony lat obserwujemy powstawanie tych samych minerałów, przez cały czas istniały te same cykle pierwiastków chemicznych, które widzimy teraz.
Piąty postulat: „Bez wyjątku wszystkie funkcje żywej materii w biosferze mogą pełnić najprostsze organizmy jednokomórkowe”.
Opracowanie doktryny biosfery, V.I. Vernadsky doszedł do wniosku, że głównym transformatorem energii kosmicznej jest zielona materia roślin. Tylko one są w stanie pochłaniać energię promieniowania słonecznego i syntetyzować pierwotne związki organiczne.
Do pojęcia „” (bez samego terminu) już na początku XIX wieku. pojawił się Lamarcka. Później (1863) francuski odkrywca reut używał terminu „biosfera” w odniesieniu do obszaru dystrybucji życia na powierzchni ziemi. W 1875 austriacki geolog Suess nazwał biosferę specjalną powłoką Ziemi, obejmującą całość wszystkich organizmów, przeciwstawiając ją innym
ziemskie muszle. Począwszy od pracy Suess, biosfera jest interpretowany jako zbiór organizmów zamieszkujących Ziemię.
Kompletną doktrynę biosfery stworzył nasz rodak akademik Władimir Iwanowicz Wernadski. Główne idee V. I. Vernadsky'ego w doktrynie biosfery powstały na początku XX wieku. Wyjaśniał je na wykładach w Paryżu. W 1926 r. w książce sformułowano jego poglądy na temat biosfery "Biosfera", składający się z dwóch esejów: „Biosfera i przestrzeń” oraz „Obszar życia”. Później te same pomysły zostały rozwinięte w obszernej monografii „Budowa chemiczna biosfery Ziemi i jej środowiska”, który niestety ukazał się dopiero 20 lat po jego śmierci.
Przede wszystkim V.I. Vernadsky zdefiniował przestrzeń, która obejmuje biosfera Ziemia - cała hydrosfera do maksymalnych głębokości oceanów, górna część litosfery kontynentów na głębokość około 3 km, a dolna część atmosfery do górnej granicy troposfery. Wprowadził do nauki pojęcie integralne żywą materię i zaczął nazywać biosferę obszarem istnienia na Ziemi „żywej materii”, która jest złożoną kombinacją mikroorganizmów, alg, grzybów, roślin i zwierząt. W istocie mówimy o pojedynczej termodynamicznej powłoce (przestrzeni), w której życie i
istnieje ciągła interakcja wszystkich żywych istot z nieorganicznymi warunkami środowiskowymi (film życia). Pokazał, że biosfera różni się od innych sfer Ziemi tym, że w jej wnętrzu odbywa się aktywność geologiczna wszystkich żywych organizmów. Żywe organizmy, przetwarzające energię słoneczną, to potężna siła, która wpływa na procesy geologiczne.
Specyficzną cechą biosfery jako specjalnej powłoki Ziemi jest ciągły obieg substancji w niej, regulowany aktywnością żywych organizmów. Według V.I. Vernadsky w przeszłości wyraźnie nie doceniali wkładu organizmów żywych w energię biosfery i ich wpływu na ciała nieożywione. Choć żywa materia pod względem objętości i masy stanowi nieznaczną część biosfery, odgrywa główną rolę w procesach geologicznych związanych ze zmianą wyglądu naszej planety.
Kontynuując naukę, którą stworzył biochemia, badając rozmieszczenie pierwiastków chemicznych na powierzchni planety, V.I. Vernadsky doszedł do wniosku, że praktycznie nie ma ani jednego pierwiastka z układu okresowego, który nie byłby zawarty w żywej materii. Sformułował trzy ważne zasady biogeochemiczne:
Wymienione zasady geochemiczne korelują z następującymi ważnymi wnioskami V.I. Vernadsky: każdy organizm może istnieć tylko pod warunkiem stałego bliskiego związku z innymi organizmami i przyrodą nieożywioną; życie ze wszystkimi jego przejawami spowodowało głębokie zmiany na naszej planecie.
Początkową podstawą istnienia biosfery i zachodzących w niej procesów biochemicznych jest położenie astronomiczne naszej planety, a przede wszystkim odległość od Słońca oraz nachylenie osi Ziemi do płaszczyzny orbity Ziemi. Ten układ przestrzenny Ziemi determinuje przede wszystkim klimat Ziemi, a ten z kolei determinuje cykle życia wszystkich organizmów na niej istniejących. Słońce jest głównym źródłem energii biosfery i regulatorem wszystkich procesów geologicznych, chemicznych i biologicznych na Ziemi.
Główna idea V.I. Wernadski polega na tym, że najwyższa faza rozwoju materii na Ziemi - życie - determinuje i podporządkowuje inne procesy planetarne. Przy tej okazji napisał, że bez przesady można powiedzieć, że stan chemiczny zewnętrznej skorupy naszej planety, biosfery, jest całkowicie pod wpływem życia i jest determinowany przez żywe organizmy.
Jeśli wszystkie żywe organizmy są równomiernie rozmieszczone na powierzchni Ziemi, tworzą warstwę o grubości 5 mm. Mimo to rola żywej materii w historii Ziemi jest nie mniejsza niż rola procesów geologicznych. Cała masa żywej materii, która jest na Ziemi na przykład od 1 miliarda lat, przekracza już masę skorupy ziemskiej.
Ilościowa charakterystyka żywej materii to całkowita ilość biomasa. W I. Vernadsky po przeprowadzeniu analiz i obliczeń doszedł do wniosku, że ilość biomasy wynosi od 1000 do 10 000 bilionów ton. powierzchnia liści drzew, łodyg traw i zielenic daje liczby zupełnie innego rzędu - w różnych okresach roku waha się od 0,86 do 4,20% powierzchni Słońca, co tłumaczy dużą całkowitą energię biosfera. W ostatnich latach podobne obliczenia przy użyciu najnowszego sprzętu przeprowadził krasnojarski biofizyk I. Gitelzon i potwierdził kolejność liczb, ponad pół wieku temu, określoną przez V.I. Wernadskiego.
Znaczące miejsce w twórczości V.I. Vernadsky, zgodnie z biosferą, przypisuje się zieloną żywą materię roślin, ponieważ tylko ona jest autotroficzna i zdolna do gromadzenia energii promieniowania Słońca, tworząc z jej pomocą pierwotne związki organiczne.
Znaczna część energii żywej materii trafia na tworzenie nowej biosfery wadose(nieznane poza nim) minerały, a część zakopana jest w postaci materii organicznej, tworząc ostatecznie złoża węgla brunatnego i kamiennego, łupków naftowych, ropy i gazu. „Mamy tutaj do czynienia” – napisał V.I. Vernadsky, - z nowym procesem, z powolnym przenikaniem do planety promienistej energii Słońca, która dotarła do powierzchni Ziemi. W ten sposób żywa materia zmienia biosferę i skorupę ziemską. Nieustannie pozostawia w nim część pierwiastków chemicznych, które przez nią przeszły, tworząc ogromne grubości nieznanych, oprócz tego, minerałów wadożowych lub wnikając w obojętną materię biosfery najdrobniejszym pyłem jej pozostałości.
Zdaniem naukowca skorupa ziemska to głównie pozostałości dawnych biosfer. Nawet jego warstwa granitowo-gnejsowa powstała w wyniku metamorfizmu i przetopienia skał powstałych kiedyś pod wpływem materii żywej. Za głębokie iw swej genezie niezwiązane z biosferą uważał jedynie bazalty i inne podstawowe skały magmowe.
W doktrynie biosfery pojęcie „materii żywej” jest fundamentalne.Żywe organizmy przekształcają kosmiczną energię promieniowania w ziemską, chemiczną i tworzą nieskończoną różnorodność naszego świata. Swoim oddechem, odżywianiem, metabolizmem, śmiercią i rozkładem, trwającym setki milionów lat, ciągłą zmianą pokoleń, dają początek wspaniałemu procesowi planetarnemu, który istnieje tylko w biosferze. — migracja pierwiastków chemicznych.
Żywa materia, zgodnie z teorią V. I. Vernadsky'ego, jest czynnikiem biogeochemicznym w skali planetarnej, pod wpływem którego przekształca się zarówno otaczające środowisko abiotyczne, jak i same organizmy żywe. W całej przestrzeni biosfery odbywa się nieustanny ruch generowanych przez życie cząsteczek. Życie ma decydujący wpływ na rozmieszczenie, migrację i dyspersję pierwiastków chemicznych, determinując losy azotu, potasu, wapnia, tlenu, magnezu, strontu, węgla, fosforu, siarki i innych pierwiastków.
Epoki rozwoju życia: proterozoik, paleozoik, mezozoik, kenozoik odzwierciedlają nie tylko formy życia na Ziemi, ale także jego zapis geologiczny, jego planetarne przeznaczenie.
W doktrynie biosfery materia organiczna wraz z energią rozpadu promieniotwórczego jest uważana za nośnik energii swobodnej. Życie jest uważany nie za mechaniczną sumę osobników lub gatunków, ale w rzeczywistości - pojedynczy proces, obejmujący całą substancję górnej warstwy planety.
Żywa materia zmieniała się we wszystkich epokach i okresach geologicznych. Dlatego, jak zauważył V.I. Vernadsky, współczesna żywa materia jest genetycznie powiązana z żywą materią wszystkich minionych epok geologicznych. Jednocześnie w ramach znaczących okresów geologicznych ilość żywej materii nie podlega zauważalnym zmianom. Ten wzorzec został sformułowany przez naukowca jako stała ilość żywej materii w biosferze (dla danego okresu geologicznego).
Żywa materia pełni w biosferze następujące funkcje biogeochemiczne: gaz - pochłania i uwalnia gazy; redoks - utlenia np. węglowodany do dwutlenku węgla i przywraca je do węglowodanów; koncentracja - organizmy-koncentratory gromadzą w swoich ciałach i szkieletach azot, fosfor, krzem, wapń, magnez. W wyniku pełnienia tych funkcji żywa substancja biosfery z bazy mineralnej tworzy naturalne wody i gleby powstałe w przeszłości i utrzymuje atmosferę w stanie równowagi.
Przy udziale żywej materii zachodzi proces wietrzenia, a skały włączane są w procesy geochemiczne.
Funkcje gazowe i redoks żywej materii są ściśle związane z procesami fotosyntezy i oddychania. W wyniku biosyntezy substancji organicznych przez organizmy autotroficzne, ze starożytnej atmosfery została wyekstrahowana ogromna ilość dwutlenku węgla. Wraz ze wzrostem biomasy roślin zielonych zmieniał się skład gazowy atmosfery – zmniejszała się zawartość dwutlenku węgla, a zwiększała się koncentracja tlenu. Cały tlen w atmosferze powstaje w wyniku procesów życiowych organizmów autotroficznych. Żywa materia zmieniła jakościowo skład gazowy atmosfery, geologiczną otoczkę Ziemi. Z kolei tlen jest wykorzystywany przez organizmy do procesu oddychania, w wyniku czego do atmosfery ponownie uwalniany jest dwutlenek węgla.
W ten sposób organizmy żywe powstały w przeszłości i utrzymują atmosferę naszej planety przez miliony lat. Wzrost stężenia tlenu w atmosferze planety wpłynął na szybkość i intensywność reakcji redoks w litosferze.
Wiele drobnoustrojów jest bezpośrednio zaangażowanych w utlenianie żelaza, co prowadzi do powstawania osadowych rud żelaza lub redukcji siarczanów z tworzeniem biogenicznych złóż siarki. Pomimo tego, że w skład organizmów żywych wchodzą te same pierwiastki chemiczne, których związki tworzą atmosferę, hydrosferę i litosferę, organizmy nie powtarzają całkowicie składu chemicznego środowiska.
Żywa materia, aktywnie pełniąc funkcję koncentracji, wybiera z otoczenia te pierwiastki chemiczne i w takiej ilości, jaka jest jej potrzebna. Dzięki realizacji funkcji koncentracji organizmy żywe utworzyły wiele skał osadowych, m.in. złoża kredy i wapienia.
W biosferze, jak w każdym ekosystemie, krążenie pierwiastków chemicznych odbywa się w sposób ciągły. W ten sposób żywa materia biosfery, pełniąc funkcje geochemiczne, tworzy i utrzymuje równowagę biosfery.
Pierwszym wnioskiem z doktryny biosfery jest: zasada integralności biosfery. Struktura Ziemi jest systemem skoordynowanym. Żywy świat to jeden system, spojony wieloma łańcuchami pokarmowymi i innymi współzależnościami. Jeśli umrze choćby niewielka część, wszystko inne się zawali.
Zasada harmonii biosfery i jej organizacji. W biosferze „wszystko jest brane pod uwagę i wszystko jest dostosowywane z taką samą precyzją i z tym samym podporządkowaniem się mierze i harmonii, które widzimy w harmonijnych ruchach ciał niebieskich i zaczynamy widzieć w układach atomów materii i atomów energii."
Rola istot żywych w ewolucji Ziemi. Oblicze Ziemi faktycznie kształtuje życie. „Wszystkie minerały z górnych partii skorupy ziemskiej – wolne kwasy glinokrzemowe (glinki), węglany (wapienie i dolomity), hydraty tlenku żelaza i tlenku glinu (ruda brązowa i boksyty) oraz wiele setek innych – powstają w tylko pod wpływem życia”.
Kosmiczna rola biosfery w przemianie energii. VI Vernadsky podkreślał znaczenie energii i nazywał żywe organizmy mechanizmami transformacji energetycznej.
Energia kosmiczna powoduje presję życia, którą osiąga się poprzez reprodukcję. Rozmnażanie organizmów maleje wraz ze wzrostem ich liczby. Liczebność populacji rośnie tak długo, jak długo środowisko może wytrzymać ich dalszy wzrost, po czym osiągana jest równowaga. Liczba oscyluje wokół poziomu równowagi.
Rozprzestrzenianie się życia jest przejawem jego energii geochemicznej.Żywa materia niczym gaz rozprzestrzenia się po powierzchni ziemi zgodnie z zasadą bezwładności. Małe organizmy rozmnażają się znacznie szybciej niż duże. Szybkość transmisji życia zależy od gęstości żywej materii.
Pojęcie autotrofii. Organizmy autotroficzne nazywane są organizmami, które pobierają wszystkie potrzebne do życia pierwiastki chemiczne z otaczającej ich masy kostnej i nie potrzebują gotowych związków innego organizmu do budowy swojego ciała. Pole istnienia tych autotroficznych organizmów zielonych jest określone przez obszar przenikania światła słonecznego.
Życie jest całkowicie zdeterminowane przez pole trwałości zielonej roślinności, a granice życia - przez właściwości fizykochemiczne związków budujących organizm, ich nienaruszalność w określonych warunkach środowiskowych. Maksymalne pole życia wyznaczają skrajne granice przetrwania organizmu. Górną granicę życia wyznacza energia promieniowania, której obecność wyklucza życie i przed którą chroni osłona ozonowa. Dolna granica związana jest z osiągnięciem wysokiej temperatury.
Biosfera w swoich głównych cechach reprezentuje ten sam aparat chemiczny z najdawniejszych okresów geologicznych. Życie pozostawało niezmienne w czasie geologicznym, zmieniła się tylko jego forma. Sama żywa materia nie jest tworem przypadkowym.
„Wszechobecność” życia w biosferze.Życie stopniowo, powoli dostosowując się, zawładnęło biosferą, a to chwytanie się nie skończyło. Pole stabilności życia jest wynikiem jego zdolności adaptacyjnych z biegiem czasu.
Prawo oszczędności w używaniu prostych ciał chemicznych przez żywą materię. Gdy jakiś pierwiastek wejdzie, przechodzi przez długą serię stanów, a organizm wprowadza do siebie tylko wymaganą liczbę pierwiastków.
Stałość ilości żywej materii w biosferze. Ilość wolnego tlenu w atmosferze jest tego samego rzędu, co ilość żywej materii. Żywa materia jest pośrednikiem między Słońcem a Ziemią i dlatego albo jej ilość musi być stała, albo jej charakterystyka energetyczna musi się zmienić.
Każdy układ osiąga stabilną równowagę, gdy jego energia swobodna jest równa lub zbliża się do zera, tj. gdy wszystkie prace możliwe w warunkach systemu zostały wykonane.
V. I. Vernadsky sformułował ideę autotrofii człowieka, co stało się ważne w ramach dyskusji nad problemem tworzenia sztucznych ekosystemów w statkach kosmicznych. Stworzenie takich sztucznych ekosystemów będzie ważnym etapem rozwoju ekologii. Ich budowa łączy w sobie cel inżynierski - stworzenie nowego - oraz dbałość o środowisko, z zachowaniem istniejącego, kreatywnością i rozsądnym konserwatyzmem. Będzie to realizacja zasady „projektowania z naturą”.
Jak dotąd sztuczny ekosystem to bardzo złożona i nieporęczna struktura. To, co w naturze funkcjonuje samo, człowiek może rozmnażać się tylko kosztem wielkiego wysiłku. Ale będzie musiał to zrobić, jeśli chce badać kosmos i wykonywać długie loty. Konieczność stworzenia sztucznego ekosystemu w statkach kosmicznych pomoże lepiej zrozumieć naturalne ekosystemy.
Na początku lat 90. ubiegłego wieku świat był świadkiem bardzo dziwnego eksperymentu naukowego o nazwie „Biosfera-2”.
Osiem osób ubranych w jednolite futurystyczne kombinezony machnęło do ogromnego tłumu dziennikarzy i weszło do śluzy powietrznej, która znajdowała się na pustyni w Arizonie.
Hermetyczne szklane kopuły zawierały pięć modułów krajobrazowych: dżunglę, sawannę, bagno, pustynię, a nawet mały ocean z plażą i rafą koralową.
Wśród tego piękna znalazł się wyposażony w najnowszą technologię blok rolniczy, a także budynek mieszkalny zbudowany w stylu awangardowym. Oprócz ludzi do środka wypuszczono około 4 tysięcy różnych przedstawicieli fauny, w tym kozy, świnie i kury na farmie.
Biosphere-2 to budynek symulujący zamknięty system ekologiczny, zbudowany przez Space Biosphere Ventures i miliardera Edwarda Bassa na pustyni w Arizonie (USA).
Cyfra „2” w tytule ma na celu podkreślenie, że „Biosfera-1” to Ziemia.
Istnieje alternatywna wersja o „pierwszej Biosferze” - tak nazywał się amerykański pawilon Biosphere na światowej wystawie Expo-67, niegdyś nie mniej znany niż Atomium.
Ta wersja jest poparta zauważalnym zewnętrznym podobieństwem w konstrukcji Biosphere i Biosphere-2.
Głównym zadaniem „Biosfery-2” było sprawdzenie, czy dana osoba może żyć i pracować w zamkniętym środowisku. W odległej przyszłości takie systemy mogą być przydatne zarówno jako autonomiczne osiedla w kosmosie, jak i w przypadku ekstremalnego pogorszenia warunków życia na Ziemi.
Laboratorium to sieć szczelnych budynków o łącznej powierzchni 1,5 ha wykonanych z lekkich materiałów, podzielonych na kilka niezależnych ekosystemów i przykrytych szklaną kopułą przepuszczającą około 50% światła słonecznego.
Przestrzeń wnętrza podzielona jest na 7 bloków, w tym las tropikalny, miniaturowy ocean o niezwykłym składzie chemicznym, pustynię, sawannę i ujście namorzynowe. Gigantyczne „płuca” regulują ciśnienie wewnętrzne w taki sposób, aby odpowiadało zewnętrznemu – minimalizuje to przeciek powietrza.
Eksperyment prowadzono w dwóch etapach: pierwszy od 26 września 1991 do 26 września 1993 i drugi w 1994 roku.
Cała ta arka miała istnieć autonomicznie przez dwa lata, żywiąc się tym, co rosło pod kopułą, oddychając tlenem emitowanym przez rośliny, oczyszczając i bez końca korzystając z tej samej wody.
Rodzaj planety w miniaturze, nietkniętej rewolucją techniczną, na której ośmiu inteligentnych, oświeconych ludzi planowało wykonać prostą pracę fizyczną, zebrać się przy tym samym stole, w wolnych chwilach grać muzykę i wreszcie pracować dla wielkiego celu , z korzyścią dla nauki.
Dlaczego nie niebo?
Okazuje się, że to nie takie proste...
Osiem osób (cztery kobiety i czterech mężczyzn) przebywało w Biosferze-2 przez około dwa lata, utrzymując kontakt ze światem zewnętrznym jedynie za pośrednictwem komputera. Wraz z nimi przywieziono tam 3000 gatunków roślin i zwierząt.
W pierwszym etapie poziom tlenu zaczął spadać o 0,5% miesięcznie, co doprowadziło do sytuacji, w której ludzie zmuszeni byli żyć w warunkach głodu tlenowego (podobne warunki obserwuje się na wysokości 4080 m n.p.m.).
Mniej więcej tydzień później główny technik Biosphere, Van Tillo, przyszedł na śniadanie bardzo podekscytowany. Zapowiedział, że ma dziwne i nieprzyjemne wieści. Codzienne pomiary stanu powietrza wykazały, że projektanci kopuły popełnili błąd w obliczeniach.
Ilość tlenu w atmosferze stopniowo spada, a udział dwutlenku węgla wzrasta.
Chociaż jest to zupełnie niezauważalne, jeśli trend się utrzyma, za około rok egzystencja na stacji stanie się niemożliwa. Od tego dnia zakończyło się niebiańskie życie bionautów i rozpoczęła się napięta walka o powietrze, którym oddychali.
Po pierwsze zdecydowano się jak najintensywniej zwiększać biomasę zieloną.
Koloniści cały swój wolny czas poświęcali na sadzenie i pielęgnację roślin.
Po drugie, uruchomili zapasowy pochłaniacz dwutlenku węgla z pełną wydajnością, z którego osady musiały być stale zgarniane.
Po trzecie, niespodziewanym pomocnikiem stał się ocean, w którym osiadła pewna ilość CO2, zamieniając się w kwas octowy.
To prawda, że kwasowość oceanu stale rosła i trzeba było stosować dodatki, aby ją obniżyć. Nic nie pomogło. Powietrze pod kopułą stawało się coraz bardziej rozrzedzone.
Ponieważ poziom tlenu spadł do tak niebezpiecznego poziomu, podjęto decyzję o sztucznym pompowaniu tlenu z zewnątrz.
Kilka tygodni później jedna z uczestniczek eksperymentu odcięła sobie palec podczas pracy przy sprzęcie rolniczym. Próby ponownego zamocowania palca nie powiodły się i uczestnik musiał opuścić eksperyment.
Dość szybko zespół podzielił się na dwie przeciwne grupy. To znacznie zakłóciło normalny przebieg badań.
Nawet po 20 latach grupy unikają spotkań.
Wewnątrz laboratorium rosły drzewa, trawa i krzewy, które dawały 46 rodzajów pokarmu roślinnego, były pastwiska dla kóz, chlewy, kurniki, w sztucznych zbiornikach pływały ryby i krewetki.
Założono, że kompleks będzie funkcjonował autonomicznie, ponieważ występują wszystkie warunki normalnego obiegu substancji.
Według naukowców światło słoneczne powinno wystarczyć do wystarczającego rozmnażania tlenu przez rośliny w wyniku fotosyntezy, robaki i mikroorganizmy zostały wezwane do zapewnienia przetwarzania odpadów, owadów do zapylania roślin itp.
Jednak po kilku tygodniach życie ludzi żyjących w rolnictwie na własne potrzeby zostało zakłócone.
Mikroorganizmy i owady zaczęły się rozmnażać w nadspodziewanie dużej liczbie, powodując nieoczekiwane zużycie tlenu i niszczenie upraw (nie przewidywano stosowania pestycydów).
Wkrótce przed bionautami pojawił się kolejny globalny problem.
Okazało się, że 20-akrowa farma, wyposażona we wszystkie nowoczesne technologie uprawy ziemi, jest w stanie zaspokoić tylko 80% potrzeb kolonistów w żywności. Ich codzienna dieta (taka sama dla kobiet i mężczyzn) składała się z 1700 kalorii, co jest normalne w przypadku siedzącego trybu życia biurowego, ale katastrofalnie niskie jak na ilość pracy fizycznej, którą musiał wykonać każdy mieszkaniec Biosfery.
Początkowo kolacja była serwowana w formie bufetu, ale wkrótce zaczęły się z tego powodu poważne konflikty, a jedzenie zaczęto umieszczać na wszystkich talerzach, dosłownie odmierzając co do grama.
Ludzie wstawali od stołu głodni i ciągle marzyli o smakołykach wielkiego świata.
Wieczorne dyskusje filozoficzne zastąpiły fantazje na temat tego, co zjedzą, gdy zostaną uwolnione. Spiżarnia, w której przechowywano główny przysmak bionautów - banany, musiała zostać zamknięta po obrzydliwym epizodzie z anonimowym grabieżą.
Przed czyszczeniem świń ludzie starannie wybierali wszystko, co mogli sami zjeść. Skórki od bananów i łupiny orzechów poszły na przysmak.
Pewnego wieczoru zarządzająca farmą Jane Poynter wyznała, że zdaje sobie sprawę z przyszłego kryzysu żywnościowego. Kilka miesięcy przed wprowadzeniem się obliczyła, że bionauci nie będą mieli wystarczającej ilości pożywienia, ale pod wpływem dr Walforda z jego pomysłami na zdrową dietę zdecydowano, że ten niedobór przyniesie korzyści.
Nawiasem mówiąc, lekarz jako jedyny nie skarżył się na głód. Nadal podkreślał słuszność swojej teorii: po sześciu miesiącach „głodnej” diety stan krwi bionautów znacznie się poprawił, poziom cholesterolu spadł, a metabolizm poprawił się. Ludzie stracili od 10 do 18 procent masy ciała i wyglądali wyjątkowo młodo. Uśmiechali się zza szyby do dziennikarzy i ciekawskich turystów, udając, że nic się nie dzieje. Jednak bionauci czuli się coraz gorzej.
Szczególnie trudne dla kolonistów było lato 1992 roku. Uprawy ryżu zostały zniszczone przez szkodniki, dzięki czemu ich dieta przez kilka miesięcy składała się prawie w całości z fasoli, batatów i marchwi.
Z powodu nadmiaru beta-karotenu ich skóra stała się pomarańczowa. Do tego nieszczęścia doszedł szczególnie silny El Niño, dzięki któremu niebo nad Biosferą-2 było zachmurzone przez prawie całą zimę.
Osłabiło to fotosyntezę dżungli (a tym samym produkcję cennego tlenu), a także zmniejszyło i tak już skromne plony. Otaczający ich świat tracił piękno i harmonię. Na „pustyni” regularnie padało z powodu kondensacji na suficie, przez co wiele roślin gniło.
Ogromne pięciometrowe drzewa w dżungli nagle stały się kruche, niektóre upadły, łamiąc wszystko dookoła. (Później, badając to zjawisko, naukowcy doszli do wniosku, że jego przyczyną jest brak wiatru pod kopułą, który wzmacnia pnie drzew w przyrodzie.)
Odpływy w stawach rybnych zatkały się, a ryb było coraz mniej. Coraz trudniej było walczyć z kwasowością oceanu, przez którą ginęły koralowce.
Nieubłaganie zmniejszyła się również fauna dżungli i sawanny.
Gospodarze raju nie czuli się lepiej. Ilość tlenu w atmosferze stale spadała i osiągnęła 16% (wobec normy 20%). Jest to porównywalne z rozrzedzonym powietrzem gór i zazwyczaj organizm człowieka szybko przystosowuje się do tego stanu. Jednak z powodu ogólnego wyczerpania kolonistów choroba górska nie pozwoliła im odejść.
Bionauci zaczęli się szybko męczyć, ich głowa ciągle kręciła się, nie mogli już wykonywać pracy w tym samym tomie. Ale w najbardziej radykalny sposób głód tlenu wpłynął na ich morale. Wszyscy czuli się uciskani, smutni, zirytowani. Codziennie pod kopułą wybuchały skandale.
Tylko karaluchy i mrówki, które wypełniły wszystkie biologiczne nisze, czuły się świetnie. Biosfera stopniowo umierała.
Mieszkańcy projektu zaczęli tracić na wadze i dusić się. Naukowcy musieli naruszyć warunki eksperymentu i zacząć dostarczać tlen (23 tony) i produkty do środka (te fakty zostały ukryte i później ujawnione).
Pierwszy eksperyment zakończył się niepowodzeniem: ludzie bardzo schudli, ilość tlenu spadła do 15% (normalna zawartość w atmosferze to 21%).
Po zakończeniu eksperymentu w 1994 roku rozpoczęto trzyletnią renowację ogromnego kompleksu.
W tym czasie sponsorzy zrezygnowali z projektu uznając, że eksperyment nie przyniósł oczekiwanych rezultatów.
Na początku 1996 roku Biosphere-2 został przeniesiony pod naukowy nadzór B. Marino i jego kolegów z Obserwatorium Ziemi na Uniwersytecie Columbia.
Postanowili przerwać eksperyment i usunąć ludzi z budynku, ponieważ nie było jasne, jak rozwiązać problem żywienia i utrzymania niezmienionego składu powietrza. W połowie 1996 roku naukowcy rozpoczęli nowy eksperyment, tym razem bez udziału ludzi.
Musieli dowiedzieć się: czy wzrost zawartości procentowej CO2 rzeczywiście zwiększa plony i na jak długo; co dzieje się z nadmiarem dwutlenku węgla i gdzie się gromadzi; czy możliwy jest jakiś odwrotny, katastrofalny proces przy niekontrolowanym wzroście zawartości dwutlenku węgla w atmosferze.
Drugi etap również został przerwany przedwcześnie z powodu problemów organizacyjnych i finansowych, zakłada się, że spadek poziomu tlenu spowodowany był nieprzewidzianym rozwojem drobnoustrojów. Uprawy, sawanna i las zostały wypełnione mikroorganizmami, które zaczęły się rozmnażać i niszczyć sadzonki.
Głównym powodem konfliktu było to, że Allen nie pozwolił bionautom na nagłośnienie swoich problemów.
Nadal udawał, że eksperyment przebiega zgodnie z planem.
Połowa kolonistów (zarówno kapitanowie, dyrektor PR, jak i szef badań naukowych, czyli kierownictwo) absolutnie zgodziła się z tym stanowiskiem. Uważali, że za wszelką cenę muszą pozostać pod kopułą przez zaplanowane dwa lata. Kolejni czterej bionauci argumentowali, że należy pilnie poprosić o pomoc międzynarodowych naukowców, aby zrozumieć, dlaczego tlen znika. Przydałoby się też zamówić trochę powietrza i jedzenia z zewnątrz.
Jane Poynter, liderka grupy, która chciała poprosić o pomoc, tak opisuje początek konfliktu: „Wyczyściłam zagrody dla zwierząt na farmie. Głowa mi strasznie kręciła się i musiałem odpoczywać co minutę. Rano rozmawialiśmy o naszej sytuacji, a ja powiedziałem, że pozostawanie tutaj i duszenie się to swego rodzaju sekciarstwo. Pomyślałem o tym wszystkim, po czym odwróciłem się i zobaczyłem Abigail, która stała za mną. Miała coś w ustach... W następnej sekundzie napluła mi w twarz! Byłem zdezorientowany i zapytałem: „Po co?” „Pomyśl o sobie” – odpowiedziała, odwróciła się i wyszła.
Tymczasem zwykli widzowie, którzy codziennie przyjeżdżali całymi autobusami, aby zobaczyć, co dzieje się w gigantycznym ludzkim akwarium, i nie podejrzewali, jakie namiętności tam się gotują. Ustawili się pod ścianą, popijając colę, żując hot dogi, a ludzie w futurystycznych kostiumach za szybą wydawali im się zaskakująco uduchowieni, prawdziwi bohaterowie książek science fiction i wizjonerzy. Chociaż w zasadzie „wizjonerzy” byli po prostu bardzo zmęczeni i głodni. Jesienią 1992 roku zawartość tlenu pod kopułą spadła do 14%.
Dr Walford ogłosił, że rezygnuje z obowiązków, gdyż nie jest już w stanie dodawać w głowie nawet dwucyfrowych liczb. W nocy bionauci nieustannie się budzili, gdy aktywna fotosynteza roślin ustała, poziom tlenu gwałtownie spadł i zaczęli się dusić. Do tego czasu wymarły wszystkie kręgowce biosfery.
Rok po rozpoczęciu eksperymentu Allen i Bass postanowili rozhermetyzować kapsułę i dodać tlen do atmosfery biosfery.
Pozwoliły również bionautom na awaryjne dostawy zboża i warzyw z przechowalni nasion. To znacznie poprawiło ogólny stan kolonistów.
Jednak dwie walczące grupy pozostawały w stanie ciągłej wojny, starając się nawet ze sobą nie rozmawiać. 26 września 1993 r., kiedy nastąpiło uroczyste rozhermetyzowanie śluzy i ludzie wyszli na zewnątrz, z ich twarzy można było wywnioskować, że eksperyment się nie powiódł - wypędzenie z raju nastąpiło w całości i na zawsze. Biosfera okazała się niezdatna do życia. Tymczasem dziennikarze, którzy dowiedzieli się o dodaniu tlenu do atmosfery, zrobili z tego ogromny skandal i nazwali „Biosferę” wielką porażką stulecia. Czym więc był ten tajemniczy problem z tlenem?
Kiedy naukowcy dokładnie zbadali opłakany stan zrujnowanych kopuł, doszli do wniosku, że posadzki cementowe odegrały fatalną rolę.
Tlen reagował z cementem i osadzał się w postaci tlenków na ścianach.
Kolejnym aktywnym konsumentem tlenu okazały się bakterie w glebie.
Najbardziej urodzajny czarnoziem został wybrany na Biosferę, aby miał wystarczającą ilość naturalnych mikroelementów na wiele lat, ale w takiej krainie było dużo mikroorganizmów, które oddychają tlenem tak samo jak kręgowce.
Czasopisma naukowe uznały te odkrycia za główne i jedyne osiągnięcia Biosfery. Na jednej z wewnętrznych ścian „planety” do dziś zachowało się kilka linijek napisanych przez jedną z kobiet: „Tylko tutaj poczuliśmy, jak bardzo zależy nam na otaczającej nas przyrodzie. Jeśli nie ma drzew, nie będziemy mieli czym oddychać, jeśli woda jest zanieczyszczona, nie będziemy mieli nic do picia”.
10 stycznia 2005 roku firma będąca właścicielem unikalnego kompleksu wystawiła laboratorium na sprzedaż.
Na jednej z wewnętrznych ścian „planety” jest jeszcze kilka linijek napisanych przez jedną z kobiet:
„Tylko tutaj poczuliśmy, jak bardzo zależy nam na otaczającej nas przyrodzie. Jeśli nie ma drzew, nie będziemy mieli czym oddychać, jeśli woda jest zanieczyszczona, nie będziemy mieli nic do picia”.
Ta gigantyczna szklarnia stanie się stałym domem dla zwierząt afrykańskich, takich jak goryle, szympansy, okapi, a także rzadkich gatunków ptaków, płazów, gadów, ryb i bezkręgowców. Oczekuje się, że kopuła ta wniesie znaczący wkład w ochronę bioróżnorodności naszej planety.
Kopuła będzie naśladować naturalne środowisko lasu deszczowego Kongo. Powierzchnia tego brytyjskiego kawałka Afryki wyniesie 16 000 m 2 , maksymalna wysokość „szklarniowego” sklepienia sięgnie 34 metrów.
OPOWIEŚĆ O NAUKOWCY GUS I DOŚWIADCZENIACH NA ZMIANIE BIOSFERY
Kiedyś Uczona Gęś była znana jako ekscentryk na Farmie Zwierząt. A po jego naukowych odkryciach i wskazówkach dotyczących jakiejś ogromnej nagrody jego stosunek do niego nagle się zmienił. Cóż, to jest twoja nagroda, nie khukhra-muhry. Tak, a sam Gus się zmienił - teraz nie tylko chodził, obnosił się z wykształceniem naukowym, ale podjął energiczną działalność. Albo bada kosmitów, albo wyszukuje sekrety przeszłości naszej planety pod grubą warstwą ziemi. Taki folklor podjął się zebrać... A teraz iw ogóle nowy, jak mówi, „globalny eksperyment zmiany biosfery Yard” postanowił przeprowadzić. A gdzie znalazł takie słowa? To na pewno: na trzeźwej głowie - nie możesz vypchesh.
A ten eksperyment polegał na tym: na Dziedzińcu, na prawo od bramy, od niepamiętnych czasów była studnia, a Goose miał ją zmienić. Właściciele studni, prawdę mówiąc, tak naprawdę jej nie potrzebowali - mieli zainstalowaną fajkę wodną pięć lat temu - zarówno zimną, jak i ciepłą wodę dla ciebie. W związku z tym Właściciele podawali Bydłu tylko wodę ze studni - mieszkańcom zagrody nie podobała się woda z wybielaczem. Śmierdzący boli. Owszem sam Właściciel, gdy czasem za bardzo się męczy na kacu, to ze studni nabierze wiadra wody, ale z huśtawką, zimną i chlapiąc na głowę.
Gus postanowił więc ulepszyć studnię i przystosować ją do innych celów. Jeśli wrzucisz do niego żaby i ryby, to bardzo dobrze, uzyskasz podwójną korzyść. Tutaj jest woda i żywy inwentarz na jedzenie. Cóż, nie dla wszystkich, oczywiście dla Bydła, ale dla tych, którzy lubią te rzeczy - kaczki, na przykład gęsi, i kot Czernysz na pewno nie odmówią świeżej ryby. Ta żywa istota będzie się tam rozmnażać sama i znacznie łatwiej ją złapać w wąskiej studni - nie jak w Stawie, rozległej i głębokiej. Rano nabrałem ze studni wiadro wody - dwie trzy Kaczki są pełne. Zgarnął kolejne wiadro - i Chernysh je zjadł.
Indyk Kesza, naczelnik stoczni, wsłuchiwał się uważnie w pomysł Gusiewa, wszak sprawa utrzymania powierzonej mu ludności dotyczyła. A jeśli to się uda, możesz uzyskać na tym spore oszczędności. A to już jest coś. Dlatego podszedł do wydarzenia z namysłem, z duszą i pełną aprobatą, zwłaszcza gdy dowiedział się, że nie ma potrzeby ponoszenia żadnych wydatków. Gęś oprócz bazy naukowej wprowadził do swojego projektu również część techniczną, czyli jak i w jaki sposób żaby i narybek dostają się do studni.
- Drodzy Wodni! – Gęś uroczyście rozpoczął swoje przemówienie w kurniku. - Oczywiście znasz już ostateczny cel naszego Wielkiego Eksperymentu. Ale będziemy musieli przeprowadzić sam proces, na dobrowolnych warunkach. Zaaranżujmy subbotnika, a wspólnie dokonamy wielkiego dzieła dla dobra nas i naszych potomków. Złapmy kijanki i usmażmy je w stawie, a we własnych dziobach zanieśmy do studni. A kiedy dorosną i zaczną dawać potomstwo, ze spokojną duszą zbierzemy owoce naszych rąk. Myślę, że wszyscy rozumieją korzyści płynące z tego eksperymentu i dołożą wszelkich starań, aby go przeprowadzić. Nawiasem mówiąc, naczelnik Kesh osobiście obiecał śledzić wszystkich, którzy unikali subbotnika, a następnie nie pozwolili im rozdawać tego, co złowili w studni.
- Tak, my... Tak, na zawsze! - Kaczki i Gęsi byli podekscytowani, gdy usłyszeli o obietnicy Keshino. - W razie potrzeby - to my - też!
Na to się zdecydowali. Niektóre nieodpowiedzialne elementy wyrażały jednak pewne wątpliwości, ale naukowiec Goose też ich przekonał, mówiąc o największych projektach zmiany biosfery - i o stworzeniu sztucznych mórz, i o tunelu pod jakimś kanałem La Manche i o zakręcie. rzek syberyjskich. W tym momencie puchli ostatni wątpiący. Morza, rzeki, tunele - Avon, co za kolos! Co, jakoś dobrze nie opanujemy? Tak, łatwo!
Przez cały dzień łapano drobiazg ze stawu. Polubownie, z całym hamuzem, chociaż jest wybredny i głupi. Ponad połowa narybku i kijanek została zmiażdżona w pośpiechu dziobami, a które nie docierając na miejsce przypadkowo połknęły je z przyzwyczajenia. Ale wieczorem sporo wrzucono do studni eksperymentalnej. Zrobiłem to. I usatysfakcjonowani rozeszli się, marząc o tym, jak za kilka tygodni zgarną do wiader delikatne jedzenie.
Jednak następnego dnia Właściciel, cierpiąc rano na ciężkiego kaca, postanowił ochlapać głowę wiadrem lodowatej wody. I tak zrobił. A żaby i kijanki i tak wylewały się z wiadra. A jeden, najpotężniejszy, usiadł mu na czubku głowy, ale tak rozkosznie, głośno rechotał. Właściciel, biedak, już wzdrygnął się nad wszystkim. Pasja, jak pogardzał żabami. Tak więc pod wpływem chwili ta bardzo „sprofanowana” studnia zasnęła.
Bydło musiało iść do rzeki lub do stawu po wodę. To daleko, nie jak wcześniej – wszystko było pod ręką. Gniewni idą, wędrują, Gęś ze swoim eksperymentem, na którym przeklinają świat. I tylko udaje mu się znaleźć wymówki. Jakby to jest pomysł, to było dla dobra wspólnego i wszelkiej pomyślności. Kto by pomyślał, że coś dobrego może się tak skończyć?
A Biały Szczur w swoich wspomnieniach umieścił tę historię pod specjalnym nagłówkiem: „Nie pluj do studni - przyda się pić wodę!” Gęś nawet go trochę przytuliła, ale po co? Dopiero później zdał sobie sprawę, że eksperyment z biosferą należy przeprowadzić ostrożnie i rozważnie, obliczając wszystkie konsekwencje więcej niż raz ze wszystkich stron.
Tu kończy się bajka.
Opowieść o bursztynie i przeczucie biosfery
Ponad 200 lat temu Łomonosow wyraził ideę, która charakteryzuje podstawową postawę przyrodnika, który „wyobrażając sobie wielką przestrzeń, przebiegłą strukturę i piękno wszystkich stworzeń, z pewną świętą grozą i pełną czci miłością, oddaje cześć nieskończonej mądrości i mocy Stwórcy”.
Nie chodzi tu o odniesienie do Stwórcy, gdyż Łomonosow widział w zjawiskach naturalnych przejaw wielkiej kreatywności natury Ziemi i Kosmosu. Znaczenie jest ważne: przyrodnik musi być w stanie kontemplować Naturę „z jakąś świętą grozą i pełną czci miłość”.
Tak, nasza ziemska Natura musi być poznana, zrozumiana i kochana. Najnowsze świadectwo dla człowieka: kochaj biosferę jak siebie; zatroszcz się o swój zamieszkany kosmiczny dom jak o swój własny, bo nasze przeznaczenie zależy od jego stanu.
To właśnie ten stosunek do natury w dużej mierze zdeterminował niezwykłe naukowe spostrzeżenia Łomonosowa. W jego pracach naukowych ze zdziwieniem odkrywasz genezę doktryny o geologicznej aktywności organizmów żywych i biosfery jako środowiska żywego - doktryny, którą najdokładniej rozwinął na początku XX wieku V.I. Vernadsky i A.E. Fersman...
Powinniśmy jednak zacząć od naukowej bajki.
W traktacie „Na warstwach ziemi” Łomonosow przytoczył historię małego owada żyjącego w czasach starożytnych. Dla ułatwienia nadam tę historię, lekko edytując, nadając archaicznym słowom i wyrażeniom nowoczesny wygląd, a także podkreślając akapity.
Korzystając z letniego ciepła i blasku słońca, spacerowaliśmy po luksusowych błogosławionych roślinach, szukaliśmy i zbieraliśmy wszystko, co służy naszemu pożywieniu. Cieszyli się między sobą urokiem błogosławieństwa obecnego brzemienia i podążając za różnymi słodkimi zapachami, czołgali się i latali nad trawami, liśćmi i drzewami, nie obawiając się żadnego nieszczęścia z ich strony.
I tak usiedliśmy na płynnej żywicy, która spłynęła z drzewa, która związała nas ze sobą kleistością, urzekła nas i nieustannie wylewając, całkowicie nas okryła. Potem, po trzęsieniu ziemi, nasze miejsce zwalonego lasu zostało pokryte przez wezbrane morze: drzewa zostały powalone, pokryte mułem i piaskiem, razem ze smołą iz nami; gdzie przez długi czas soki mineralne wnikały w żywicę, nadawały większą twardość i zamieniały się w bursztyn, w którym otrzymaliśmy grobowce wspanialsze niż mogą mieć szlachetni i bogaci ludzie na świecie.
Nie doszliśmy do żył rudy w żaden inny sposób i nie w innym czasie niż skamieniałe drewno, które jest z nami.
Wydawałoby się, że w tej bajce wyjątkowej? Oczywiste pomysły, esej popularnonaukowy. A to odkrycie naukowe o dalekosiężnych konsekwencjach, szerokich uogólnieniach w skali globalnej.
Oto, co poprzedza opowieść: „W tym przypadku nie mogę przestać myśleć o tym, skąd wziął się bursztyn. Bo chociaż moja intencja rozciąga się tylko na warstwy ziemi; a ten dodatek nie może zawierać szczegółowego opisu rzeczy na ziemi; jednak sprawa ta męczy rozumowanie, a nie ostatnich filistrów uczonego społeczeństwa; z których najbardziej szanuje się bursztyn jako prawdziwe ciało mineralne.
Właśnie ta opinia dominowała w epoce Łomonosowa. I była to wymuszona, można powiedzieć, opinia; została narzucona środowisku naukowemu przez teologów i tradycję europejskiego średniowiecza (zwłaszcza, że wielu naukowców renesansu i początków Oświecenia było duchownymi). Jak wiemy, wpłynęły na to wyobrażenia o czasie od stworzenia świata liczonego w tysiącleciach oraz legendy o potopie.
Łomonosow podał przekonujący argument na rzecz prawdziwości swojej opowieści: „Wydaje mi się, że zawarte w bursztynie mogą udowodnić coś przeciwnego… muchy, motyle, małe ważki, pająki, mrówki, wszelkiego rodzaju owady, a ponadto arkusze i sęki małych roślin.”
Wydawałoby się, że dalsze dowody nie są wymagane. „Jednak pomimo tego” – kontynuował – „prawie wszyscy najwybitniejsi Minerografowie na świecie piszą, że bursztyn powstał we wnętrzu ziemi z połączenia kwasu zawartego w siarce z cząstkami ziemnymi i oleistymi. Do tego, jako pierwsze i najłatwiejsze obalenie ich opinii, podniosę, że nie ma jeszcze ani jednego chemika od kwasu siarkowego, od jakiejś palnej materii górskiej i od ziemi bursztynu, a z całej wiedzy i doświadczeń wynika jasno, że nie da się być chemicznym.
Być może przeprowadził odpowiednie eksperymenty lub przeczytał o nich w literaturze naukowej. Poinformował, że sztuczny bursztyn jest zwykle wytwarzany z przezroczystej żywicy zmieszanej z innymi substancjami. I wspomina, że bursztyn znajduje się na płyciznach pruskiego wybrzeża po silnym wietrze. Jego fale nie wyrzucają go z głębin morskich, ale zmywają go ze skał przybrzeżnych. Znajdują się tu również fragmenty skamieniałych drzew.
W Karpatach bursztyn występuje również w warstwach osadowych, a także wraz ze skamieniałymi drzewami. We Włoszech bursztyn występuje w miejscach wydobywania ropy naftowej, a pochodzi z węgli bitumicznych, w których znajdują się zwęglone pnie drzew.
„Wszystko to pokazuje”, konkluduje, „że bursztyn jest początkiem królestwa roślin… Palony bursztyn wydziela pachnący dym jak żywica cyprysowa, a na rosyjskich ziemiach pomorskich, gdzie występuje, nazywa się go kadzidłem morskim. Eksperymenty chemiczne rozdzielają go na palny olej, na lotną kwaśną suchą sól, pozostawiając trochę ziemi w retorcie i pokazując niewiele wody podczas destylacji. Wszystko to nie ujawnia w nim żadnej mineralnej szorstkości.
Opowieść o bursztynie jest także pouczająca w sensie metodycznym. Łomonosow uczy nas rozumieć alfabet kroniki kamiennej w jego najprostszych przejawach, ponieważ małe owady unieruchomione w drogocennym przezroczystym sarkofagu, można powiedzieć, mówią same za siebie.
Weźmy pod uwagę: gdy Łomonosow pisał o zapadaniu się powierzchni ziemi w wyniku trzęsień ziemi, miał na myśli powolne ruchy niedostrzegalne przez człowieka. I dalej. Opowiadając o pochodzeniu bursztynu, dokonał uogólnienia: ciała mineralne, w szczególności metale, nie są materią pierwotną, lecz stale rodzą się w skorupie ziemskiej.
Tym samym działał – choć nie wprost – przeciwko akceptowanemu przez wielu, nie tylko mieszczanom czy teologom, ale także naukowcom dogmatom o stworzeniu z niczego na ziemi. Było dla niego zupełnie jasne, że z religijnego stanowiska nie można wytłumaczyć budowy skorupy ziemskiej i pochodzenia nie tylko bursztynu, ale także innych minerałów, a także warstw skał, które kiedyś osadzały się w morzu, wtedy skamieniały i wyniesiony na powierzchnię w postaci gór i pagórków.
(Słynny filozof Wolter wyśmiewał się z takich poglądów, uważając, że skamieniałe szczątki organizmów morskich pozostawili w Alpach pielgrzymi, którzy przybyli z Palestyny i zgromadzili te okazy na wybrzeżu Morza Śródziemnego.)
... Górnicy, górnicy, zajmujący się praktyczną pracą, starali się nie myśleć o złożonych teoretycznych, jak im się wydawało, tajemnicach pochodzenia ciał mineralnych i złóż mineralnych. Ponadto unikali sprzeczności z tradycyjnymi prawdami religijnymi wyuczonymi od dzieciństwa.
Według Łomonosowa skamieniałości i odciski niegdyś żywych stworzeń znalezione w różnych skałach zmarły z różnych przyczyn, które nieustannie działają na Ziemi. Badając szczątki kopalne, możliwe jest przywrócenie naturalnych warunków, w których żyli. Znaleziska te świadczą o tym, że powodzie i powodzie powodują „wielką zmianę na powierzchni ziemi”. Niektóre „utonięcia” powstają „z nadmiaru wody w powietrzu, czyli z ulewnych i nadzwyczajnych deszczy i stromego topnienia śniegu, inne z mórz i jezior, które przekraczają ich brzegi”.
W drugim przypadku wpływają na „wstrząsy ziemi” lub „niewrażliwe i długotrwałe depresje i wzniesienia powierzchni ziemi”. Takie zmiany wielokrotnie powtarzały się w historii Ziemi i po cichu dzieją się teraz. Różnicę wieku skał ze skamieniałościami można stwierdzić badając naprzemienność warstw, w których się znajdują, a ich kolejność widoczna jest w studniach, kopalniach, a zwłaszcza w klifach wzdłuż brzegów rzek.
„Taki pogląd na pochodzenie skamieniałości — wierzył Wernadski — nie był dla Łomonosowa jedynie przypadkową uwagą. Było to ściśle związane z jego ogólną ideą życia naszej planety i, o ile mi wiadomo, genialna, choć nie do końca poprawna koncepcja Łomonosowa, nie ma bezpośrednich poprzedników. Przywiązywał wielką wagę do świata organicznego w życiu naszej planety.
Przywiązując wielką wagę do „podziemnego ognia”, Łomonosow zauważył z niesamowitym wglądem ważną rolę świata organicznego w życiu naszej planety. Według niego torf, węgle brunatne i czarne pochodzą z produktów przerobu głównie resztek roślinnych. Te ostatnie powstają z torfu poprzez jego powolną przemianę w węgiel w głębi ziemi pod wpływem wysokiej temperatury wnętrza Ziemi.
... Pamiętam, że cztery dekady temu rozmawiałem z wybitnym sowieckim geologiem N.B. Vassoevich, autor teorii pochodzenia ropy i gazu palnego w biosferze. Nagle wyjął jedną z wielu książek leżących na biurku, odnalazł właściwą stronę i przeczytał: „Tymczasem ta brązowo-czarna oleista materia jest wyrzucana przez podziemne ciepło z przygotowywanych węgli i wchodzi w różne szczeliny i zagłębienia, suche i wilgotne, wypełnione wodą...
I to są narodziny płynnych różnego rodzaju materiałów palnych i utwardzonych na sucho, którymi są olej kamienny, żywica żydowska (asfalt – R.B.), olej, jet i tym podobne, które choć różnią się czystością, to jednak pochodzą od to samo źródło. Z eksperymentów chemicznych wiadomo, że podczas destylacji takich substancji tłuszczowych, gdy prowadzony jest stromy ogień, olej wychodzi czarny i gęsty, a z lekkiego ognia wychodzi jasny i przezroczysty.
Łomonosow to powiedział – powiedział uroczyście Nikołaj Bronisławowicz. - To on jako pierwszy zrozumiał tajemnicę pochodzenia oleju!
Tak, a tutaj Łomonosow był pierwszy. Wyjaśnił: „Zgodnie z cichym spalaniem podziemnym akcja powinna wzrosnąć ... najcieńsza materia” i po nagromadzeniu się w „jakiejś ciepłej wnęce” jest przetwarzana „przez działanie wtórne, które chemicy nazywają rektyfikacją”.
Jeśli nie zwracasz uwagi na niektóre stare słowa i wyrażenia, idea Michaiła Wasiljewicza w pełni odpowiada współczesnym poglądom.
Ktoś może przypomnieć, że w połowie XIX wieku powstała hipoteza o nieorganicznym pochodzeniu ropy, poparta autorytetem D.I. Mendelejew. Do tej pory nie zostało to obalone. Jeśli jednak w określonych warunkach „olej nieorganiczny” powstaje w niewielkich ilościach, to mniej lub bardziej znaczące złoża ropy naftowej i gazu zawdzięczają swoje pochodzenie zespołowi czynników, a przede wszystkim przetwarzaniu materiału organicznego biosfery.
„Nie znam ani jednej teorii z XVIII wieku”, pisał Vernadsky, „która mogłaby być połączona z tymi poglądami Łomonosowa. Podobnie, pochodzenia organicznego, jego zdaniem bursztyn jest skamieniałą żywicą drzew. Zwracając się do tematów jeszcze bliższych, jako pierwszy dotyka genezy czarnoziemu i uważa go za produkt rozkładu roślinności lądowej, drzewiastej i trawiastej, a częściowo także zwierzęcej. W ten sam sposób uważa materię organiczną łupków i glin za produkt zniszczenia zorganizowanego świata (głównie czarnoziemu).
Może wydawać się dziwne, że kiedyś naukowcy nie domyślali się organicznego pochodzenia bursztynu i gleb. Jeśli się nie mylę, już w starożytności sugerowano, że bursztyn jest skamieniałą żywicą. Ale jednocześnie kryształ górski (kwarc) był uważany za skamieniały lód. Wszystko to były założenia, bez żadnego uzasadnienia.
— Tak więc — kontynuował Vernadsky — wszędzie widzi szczątki organizmów. Ich kości i odciski zamieniły się w skamieniałości, zmieniły swoją substancję, zachowując swój kształt, a nie do końca spalone ciało, które się w nich znajdowało, dało ogromne złoża ropy naftowej, węgla, torfu, czarnej ziemi.
I jeszcze jedna uwaga Vernadsky'ego: „Wśród licznych kosmogonii XVIII wieku poglądy kosmologiczne Łomonosowa są pod wieloma względami oryginalne, ponieważ wszędzie brał pod uwagę czynniki chemiczne, podczas gdy większość kosmogonii opierała się głównie na mechanice i fizyce”.
Uwaga: w ostatnim półwieczu teorie powstania Wszechświata, budowy materii, rozwoju Ziemi, ewolucji Życia i Umysłu, oparte na danych nauk fizycznych i matematycznych, są najbardziej popularne w nauce wspólnota.
Doktryna biosfery została zepchnięta na dalszy plan, a na pierwszy plan wysunęły się nauki techniczne, zaspokajające niezmiernie rosnące potrzeby materialne najbogatszych grup ludności. A jeśli od czasów Łomonosowa osiągnięcia techniczne były naprawdę fantastyczne, to w wiedzy o rodzimej naturze Ziemi sukcesy są niewielkie, aw ostatnich dziesięcioleciach zupełnie nieistotne. Ludzkość szybko niszczy i zanieczyszcza środowisko. W ten sposób podważone zostają fundamenty naszego istnienia.
Łomonosow zachował oczywiście elementy mechanistycznego światopoglądu. Jest to częściowo uzasadnione (przypomnijmy powyższy wyrok Immanuela Kanta). Ale co najważniejsze: zdawał sobie sprawę z wielkości i niezrozumiałej złożoności ziemskiej natury, żywych organizmów. Reverence for Nature - to była podstawa jego światopoglądu (na początku XX wieku tę zasadę ekologii głosił wybitny niemiecki myśliciel Albert Schweitzer).
Z książki Półtoraoki Strzelec autor Livshits Benedikt Konstantinovich38. ZAWIESZENIE Długie ściany rozpryskają się I nagle, wytrzeźwiewszy z róż, Skrzydlaty i błogosławiony Porywacz perłowych ważek, stanę się ciężki i ciemny, Jak mnie nie znałeś, I nie zgadnę, o czym mówimy o Wyblakłe złoto dnia świeci tak słabo i powoli, I nie zgaduję
Z książki Kathe Kollwitz autor Prorokova Sofia AleksandrownaPrzeczucie szczęścia Monachium jest znacznie mniejsze, wygodniejsze niż rozległy szary Berlin. Spokojne wody Izary spokojnie wypływają z gęstych lasów. Wokół są wysokie góry. U stóp majestatycznych stoków szalało i bulgotało artystyczne Monachium. Ludzie gromadzili się tutaj, aby studiować sztukę
Z książki One on the Bridge: Wiersze. Wspomnienia. Listy autor Andersen Larissa NikołajewnaCUDZOZIEMNOŚĆ (W DRODZE) Tylko wybrańcom dane jest - niewielu - By odnawiać się z każdą falą... Czy nie był to miesiąc z dwoma rogami, Proroczy znak, moja droga została naznaczona? A oczy z modlitwą spoglądały Na migoczące fale wody, A koła śpiewały z natchnienia, Zakrywając stare ślady. I pospiesznie
Z książki Olga. zakazany pamiętnik autor Berggolts Olga FiodorownaZAWIESZENIE Nie, nie wiem, jak będę musiała cię eskortować do bitwy, gdy nagle zapiera dech w piersiach, jak biec za koniem... A gdzie będziemy musieli się pożegnać, gdzie się z tobą rozstaniemy: na rozdrożu na czystym polu czy na miejskiej placówce? Czy ognisty sygnał wzrośnie, czy?
Z książki Nokturn dr Freud autor Łobaczow Michaił WiktorowiczThe Tale of the Evil Computer Wizard lub The New Tale of Lost Time Dawno, dawno temu żył zły komputerowy czarodziej Gluck. Przez długi czas był obrażony, że rzeczywistość, w której żył, nazywano paskudnym słowem „wirtualna”. Dlaczego wirtualny? Tak, bo nie ma pomiarów,
Z książki Pod dachem Najwyższego autor Sokolova Natalia NikołajewnaPrzeczucie W 1974 roku nasz dom w Grebnewie został wreszcie zaopatrywany w gaz z sieci. Wodę przywrócono w 1960 r., aby pojawiły się tam wszelkie udogodnienia, jak w Moskwie. Ojciec cieszył się: nie było potrzeby węgla i drewna opałowego. Wstawiliśmy kuchenkę gazową i uznaliśmy, że teraz nasz dom jest nasz przez całą zimę
Z księgi Vernadsky autor Balandin Rudolf KonstantinovichOczekiwanie Noosfery Poczucie harmonii budzi melodia. Niewidzialny, nie mający widocznych form, uosabia jedność i proporcje części.Coś podobnego jest charakterystyczne dla kryształów. Można je uznać za zamrożoną muzykę. A umysł pozwala zrozumieć piękno połączenia kolorów,
Z książki Michaiła Lermontowa. Jedno między niebem a ziemią autor Michajłow Walery FiodorowiczPrzeczucie biosfery Cofnijmy się o dwie dekady od publikacji pierwszego numeru „Experiments in Descriptive Mineralogy”. Wyszliśmy bez uwagi - jak sam początkujący naukowiec w tym czasie - niektóre szczegóły ... W ramach wyprawy do Połtawy Dokuchaev Vernadsky
Z książki Lenina i Inessy Armand. Miłość i rewolucja autor Huseynova LiliaPrzeczucie śmierci 1Według pisarza Aleksandra Drużynina „ostatni tajemniczy rok w życiu Lermontowa, pełen aktywności, jest skarbem dla uważnego konesera, który zawsze ma tendencję do zaglądania do „genialnego laboratorium”, do obserwowania z bliska
Z książki Mój mąż - Salvador Dali autor Bekicheva JuliaRozdział 16 Nam, tęskniącym za ojczyzną, wydawała się najbardziej ukochana. I nagle zapragnąłem wrócić. Gdzie byliśmy razem. Ponieważ tutaj nie jesteśmy już razem. Vladimir jest zajęty sprawami imprezowymi, ja
Z książki Szaman. Skandaliczna biografia Jima Morrisona autor Rudenskaja AnastazjaXIII Przeczucie W 1936 roku para Dali po raz drugi wyruszyła na podbój Ameryki. Wielki mistyfikator mógł być z siebie dumny. „Moją drugą podróż do Ameryki można by nazwać oficjalnym początkiem 'sławy'. Wszystkie obrazy zostały wyprzedane w dniu wystawy. Salvador Dali
Z książki Notatki. Z dziejów rosyjskiego MSZ 1914–1920 Książka 1. autor Michajłowski Gieorgij NikołajewiczPrzeczucie W małej sali kinowej było tłoczno i duszno. Tłum wokół był hałaśliwy, ziewał, chrupał chipsy i popcorn, syczał otwieranymi puszkami po napojach gazowanych... Spoceni nauczyciele leniwie wachlowali swoje foldery. Młodsi studenci, którzy przyszli pogapić się na absolwentów
Z książki Telewizja. Niezdarny poza ekranem autor Wiesilter Vilen S.Przeczucie eksplozji Tej jesieni mój wujek N.V. dwukrotnie przyjechał do Piotrogrodu z Sewastopola, gdzie stale mieszkał z rodziną. Charykov: pierwszy raz na początku października, drugi - w Boże Narodzenie, krótko po zabójstwie Rasputina. Za każdym razem miał około trzech tygodni i jako mężczyzna, który miał…
Z księgi Marilyn Monroe. Prawo do blasku autor Mishanenkova Jekaterina Aleksandrowna Z książki Przez czas autor Kulchitsky Michaił ValentinovichPrzeczucie To Grace McKee jako pierwsza powiedziała Marilyn, że na pewno zostanie aktorką.„Grace kochała Normę Jean i podziwiała ją” – wspomina Layla Field, koleżanka Grace McKee z pracy. - Gdyby nie Grace, nie byłoby Marilyn Monroe... Grace podziwiała Normę
Z książki autoraPrzeczucie Czy naprawdę zapomnimy jak się kochać i na święta rozkładając kanapy zaczniemy witać gości i uroczyście pić zimny kaukaski narzan? Chodźmy ciężcy. Nasz słuch osłabnie. Będziemy mruczeć leniwie i uparty. A my weźmiemy szafę dla kobiety i go przytulimy
