|
Сто великих научных открытий
Дмитрий Самин
Тайны вселенной
Биосфера
Автор
нового учения — Владимир Иванович Вернадский в своих «Очерках геохимии»
отмечает, что идеи о значении жизни как совокупно действующего явления,
влияющего на ход планетарных процессов, появляются уже в трудах
естествоиспытателей XVII века, в частности у X. Гюйгенса. К разработке
подобных идей были причастны Ж.Л. де Бюффон, Ф. Вик д'Азир и Ж. Ламарк. Так,
в «Гидрогеологии» Ламарка содержится попытка естественнонаучного описания
жизни в качестве планетарного явления. Далее Вернадский выделяет теорию нептунистов:
«Теснейшим образом связанная с водой жизнь имела свое почетное место в созидании
окружающей нас природы. Жизнь для нептунистов была огромной силой, а не
случайным явлением в истории планеты».
Предтечей
естественно-научного подхода в описании биосферы по праву может считаться и
А. Гумбольдт — один из крупнейших естествоиспытателей XIX века. И в своих
ранних работах, и в позднем синтетическом произведении «Космос» он обобщил
понимание того, что «...живое вещество есть неразрывная и закономерная часть
поверхности планеты, неотделимая от ее химической среды».
Хорошо
рисовавший и наделенный могучим воображением австрийский геолог Э. Зюсс
мысленно увидел нашу планету из космоса, выделив особые сферы: гидросферу
(природные воды), литосферу — земную кору, биосферу. В его понимании биосфера
— это лик Земли, земные ландшафты. Значение этого термина в работах Зюсса
скорее метафорическое. Глубокой научной разработки здесь оно не получило.
Пожалуй,
наиболее логично охарактеризовал геосферы английский океанолог Дж. Меррей в
начале нашего века:
«В
настоящее время естествоиспытатели обозначают термином «биосфера» тот покров
из живого вещества, который одевает земной шар всюду, где соприкасаются и
смешиваются между собой атмосфера, гидросфера и литосфера. На суше живые
существа не поднимаются над ее поверхностью слишком высоко и не проникают
очень глубоко внутрь ее. В океане дело обстоит иначе. Жизнь существует всюду,
во всей массе океанических вод — от экватора до полюсов и от поверхности до
самого дна...»
Мысли Меррея
стали исходной точкой для русского ученого Вернадского, началом учения о том,
что живое вещество и среда жизни составляют единое целое — биосферу.
Владимир
Иванович Вернадский (1863—1945) родился в Петербурге в семье профессора
экономики и истории И.В. Вернадского. Дом его отца, видного экономиста и
историка Петербургского университета, был одним из тех мест, где собирались
корифеи отечественной науки.
С
третьего класса Владимир учился в Петербургской классической гимназии — одной
из лучших в России. Затем он поступил на физико-математический факультет
Петербургского университета. В годы студенчества на Вернадского большое
влияние оказал преподаватель минералогии В.В. Докучаев. Докучаев и предложил
своему ученику заниматься минералогией и кристаллографией. Уже через
несколько лет появились первые работы Владимира о грязевых вулканах, о нефти,
а затем и философские статьи.
В 1885
году Владимир окончил университет и был оставлен в нем для ведения научной
работы. Затем Вернадский уезжает на два года в заграничную командировку
(Италия, Германия, Франция, Англия, Швейцария). Он работает в химических и
кристаллографических лабораториях, совершает геологические экспедиции,
знакомится с новейшей научной и философской литературой.
Вернувшись
в Россию, Вернадский становится приват-доцентом кафедры минералогии
Московского университета. Отлично защитив магистерскую диссертацию, начинает
чтение лекций. В 1897 году приходит черед защиты докторской диссертации
(«Явления скольжения кристаллического вещества»). Вскоре Вернадского
пригласили в Московский университет заведовать кафедрой минералогии и
кристаллографии. Здесь на протяжении многих лет Владимир Иванович читал
лекции и провел немало из прославивших его научных исследований.
В 1906
году Вернадского избирают членом Государственного Совета от Московского
университета. Два года спустя он становится экстраординарным академиком.
С 1906
по 1918 год выходят в свет отдельные части его фундаментального труда «Опыт
описательной минералогии».
Вернадский
подошел к минералогии с совершенно новой точки зрения: он выдвинул идею
эволюции всех минералов и тем самым поставил перед минералогией новые задачи,
значительно шире и глубже прежних. Главная цель минералогии, по Вернадскому,
— изучение истории минералов в земной коре.
Одним
из первых профессоров университета Вернадский начал работать на открывшихся в
Москве Высших женских курсах. Однако в 1911 году его деятельность в стенах
университета прервалась: вместе с крупнейшими учеными того времени профессор
минералогии ушел из Московского университета, протестуя против полицейского
режима, который пытался ввести в российских учебных заведениях министр просвещения
Кассо. Он переезжает в Петербург.
Здесь
Вернадский стал директором Геологического и минералогического музея Академии
наук. По инициативе и под председательством Владимира Ивановича в 1915 году
создается Комиссия по изучению естественных производительных сил России при
Академии наук (КЕПС).
Владимир
Иванович, избранный в 1916 году председателем ученого совета при министерстве
земледелия, продолжал научные исследования, публикуя статьи по минералогии,
геохимии, полезным ископаемым, по истории естествознания, организации науки,
метеоритике.
В 1917
году здоровье Вернадского ухудшилось. У него обнаружили туберкулез. Летом он
уехал на Украину. Бурные события Гражданской войны застали его в Киеве. Здесь
он активно участвует в создании Украинской академии наук и избирается ее
президентом.
Но
главной для Вернадского оставалась научно-теоретическая работа. В годы
пребывания в Киеве, Полтаве, Староселье (на биологической станции), Харькове,
затем в Ростове, Новороссийске, Ялте, Симферополе он разрабатывал основы
учения о геохимической деятельности живого вещества.
Вернадский
в 1919 году публикует статью «О задачах геохимического изучения Азовского
моря». Глубокое изучение геохимии моря помогло ему в создании учения о
биосфере.
В этой
статье ученый пока ни разу не упомянул термина «биосфера», как бы не придавая
ему большого значения. Но уже в следующей статье положение меняется. Она
называется «О никеле и кобальте в биосфере».
Так или
иначе, но в 1921 году Вернадский перешел от геохимического анализа живого
вещества к познанию среды жизни, которая включает живое вещество и неживое
(косное), находящиеся во взаимодействии.
В 1922
году Вернадский закончил сочинение «Живое вещество». Владимир Иванович хорошо
понимал, что с этой теоретической работой открывается новая область знания на
стыке биологических и геологических наук.
До этой
работы существовала непреодолимая пропасть между науками биологическими,
изучающими живые организмы, и науками геологическими, занятыми познанием
Земли, горных пород и минералов, рельефа и геологических структур.
Вернадский
здесь впервые показал, что жизнь — планетарное явление. Совокупность
организмов — живое вещество — часть планеты Земля и может рассматриваться как
геологический объект. Живое вещество — особая геохимическая сила, активно
участвующая во всех процессах, протекающих в области жизни — биосфере.
«Всякий,
кто когда-нибудь пытался с открытыми глазами и со свободным умом и сердцем
побыть наедине, вне искусственной обстановки города или усадьбы, среди
природы — хотя бы той резко измененной человеком, которая окружает наши
города и селения, — ярко и ясно чувствовал эту неразрывную связь свою с
остальным животным и растительным миром. В тишине ночи, когда замирают
созданные человеком особые рамки внешней среды, среди степи или океана, на
высоте гор это чувство, на века ему присущее, охватывает человека нераздельно.
Особенно оно сильно в сгущениях живого вещества — на берегу моря или океана,
в лесу, на великой реке или среди хотя бы мелкого далекого от поселений пруда
или озера...»
Вернадский
делает вывод, очень важный для науки о Земле и о жизни: «Организм нераздельно
связан с земной корой и должен изучаться в тесной связи с ее изучением.
Автономный организм вне связи с земной корой реально в природе не
существует».
В.П.
Казначеев пишет: «В.И. Вернадский в отличие от предшественников наполнил
понятие «биосфера» глубоким, систематически обоснованным научным содержанием.
Во-первых, в биогеохимическом аспекте это оболочка Земли, в пределах которой
распространена жизнь. Совокупность живых организмов составляет основу
биосферы — живое вещество. Биосфера есть планетарно-космическое естественное
явление, ее живое вещество есть новая геологическая сила в эволюции планеты.
Отметим,
что понятие биосферы не эквивалентно понятию географической оболочки, под
которой в литературе понимается разнородный природный комплекс поверхности
планеты, основанный на взаимодействиях литосферы, гидросферы, атмосферы и
оказывающий воздействие на живые организмы.
Биосфера
же есть специфическое естественное природное явление, целостная
саморазвивающаяся система, в которой на первое место выдвинута активность
живого вещества».
Биосфера,
по определению Вернадского, «закономерное проявление механизма планеты, ее
верхней оболочки — земной коры». При характеристике биосферы ученый особо
подчеркивал значение космических факторов. «С одной стороны, мы имеем здесь
природную лабораторию, в которой господствуют резкие воздействия разных форм
космической энергии... с другой — область планеты, которая непрерывно в
течение миллиардов лет принимает в себя непрерывный приток космической
материи и энергии, которая образовалась в условиях, чуждых нашей планете...»
Вещество биосферы, по мнению ученого, сложно и имеет несколько компонентов.
Среди
них ученый выделяет следующие: 1) совокупность живых организмов — живое
вещество; 2) вещество, создаваемое и переработанное живыми организмами, —
биогенное вещество (каменный уголь, битумы, известняки, нефть и др.); 3)
косное вещество, образуемое процессами, в которых живое вещество не участвует
(твердое, жидкое, газообразное и др.); 4) биокосное вещество, которое
создается одновременно живыми организмами и косными процессами, представляя
динамическое равновесие системы тех и других (почти вся вода биосферы, нефть,
почвы, кора выветривания и др.)- Организмы в них играют ведущую роль; 5)
вещество, находящееся в процессе радиоактивного распада; 6) рассеянные атомы,
которые непрерывно создаются из различных видов земного вещества под влиянием
космических излучений, потоки которых непрерывно поступают в околоземное
пространство. Их физический состав требует дальнейших исследований; 7)
вещество космического происхождения, которое включает отдельные атомы и
молекулы, входящие в ионосферу из электромагнитного поля Солнца, проникающие
из космических пространств.
Определяя
биосферу как естественно-природное явление, Вернадский в основе его видит,
прежде всего, процесс — космопланетарную эволюцию Земли и роль в этой
эволюции живого вещества как главного системообразующего фактора биосферы.
Биосфера в условиях Земли является своеобразным вместилищем живого вещества,
она включает его как основу. Сама биосфера предстает в этом отношении как
сложная саморегулирующаяся космоплацетарная система, новая оболочка Земли.
Вернадский
первым ощутил и постиг единство живого вещества в биосфере. В те годы, когда
идеи Вернадского только еще входили в науку, они выглядели сугубо
теоретическими, не связанными с насущными нуждами людей.
Сегодня
учение о биосфере — научная основа всей деятельности человечества,
направленной на преобразование природы. Оно становится основой многих как
глобальных, так и региональных экологических преобразований, прогнозов, на
его основе строятся многие исследования сравнительной планетологии,
космической экологии и антропоэкологии.
|
