В. І. Вернадський та його вчення про біосферу і ноосферу

Навколишнє середовище — це необхідний для буття людства простір, що піддається впливу суспільства, яке у ньому живе. Його (середовище) частково дає природа і почасти створює сама людина.

Область існування живих організмів на Землі називають біо­сферою (сферою життя). Вчені по-різному трактують це понят­тя в залежності від того, на що спрямований акцент при вивченні екологічних проблем. Але основним, мабуть, є вчення В. I. Bep- надського про розуміння сутності навколишнього середовища. Вперше цей термін вжив австрійський геолог Е. Зюсс у 1875 р., але поширився він після видання в 1926 р. праці нашого видат­ного вченого В. Вернадського «Біосфера». Він був у числі пер­ших, хто сприймав Землю як єдиний живий організм, в якому зовсім різні, на перший погляд, процеси у трьох зовнішніх сфе­рах землі — літосфері, гідросфері й атмосфері — тісно пов’я­зані між собою.

В. І. Вернадський народився 12 березня 1863 року у Петербур­зі в сім’ї українського економіста, професора Івана Вернадського. Він навчався в Петербурзькому університеті, коли там викладали великі вчені В. В. Докучаев, Д. І. Менделєєв, М. П. Вагнер та ін­ші. Вернадський багато зробив для відродження України, її куль­тури і науки. Зокрема, він був організатором і першим президен­том Всеукраїнської академії наук, Національної книгозбірні Украї­ни, Комісії по вивченню продуктивних сил України тощо. Все­світню славу вченому принесли створені ним вчення про біосфе­ру та ноосферу.

Відповідно до його визначення середовище, що оточує сучас­ну людину, можна умовно розділити на природну — біосферу і штучну — ноосферу, тобто знову створену (або перетворену) людиною (господарське освоєння території, підприємства, насе­лені пункти І Т.Д.).

Біосфера, на думку вченого, складається із семи взаємопов’я­заних речовин: живого, біогенного, косного, біокосного, радіоак­тивного, космічного, розсіяних атомів.

В. І. Вернадський одним із перших усвідомив величезний пе­ретворюючий вплив живих організмів на всі три зовнішні оболон­ки Землі в планетарному масштабі, тісну взаємодію і взаємоза­лежність усіх форм життя. Це дало йому поштовх до створення всеохопної теорії біосфери, тобто тієї частини зовнішніх оболо­нок нашої планети, які безпосередньо пов’язані з існуванням життя на Землі.

В 20-х рр. минулого століття в працях Вернадського було роз­роблено уявлення про біосферу як глобальну єдину систему Землі, де весь основний хід геохімічних та енергетичних перетворень ви­значається життям. Раніше більшість процесів, що міняли в ході геологічного часу вид нашої планети, розглядалися як чисто фізи­чні, хімічні або фізико-хімічні явища. Вернадський вперше ство­рив вчення про геологічну роль живих організмів, показав, що дія­льність живих істот є головним фактором перетворення земної кори. У 1934 році В. І. Вернадський дав визначення біосфери: «Біосфера являє собою оболонку життя — область існування жи­вої речовини»¹. Вернадський довів, що живі організми відіграють дуже важливу роль у геологічних процесах, які формують обличчя Землі. Хімічний склад сучасних атмосфери та гідросфери зумов­лений життєдіяльністю організмів. Велике значення мають органі­зми також для формування літосфери — більшість порід, і не лише осадових, а й таких, як граніти, так чи інакше пов’язані своїм по­ходженням з біосферою. «Якби на Землі не було життя, — писав учений, — обличчя її було б таким же незмінним і хімічно інерт­ним, як нерухоме обличчя Місяця, як інертні уламки небесних сві­тил»^{[IV] [V]. Його ідеї в повній мірі були оцінені лише в другій половині XX століття, з виникненням концепції екосистем.}

Всю сукупність організмів на планеті Вернадський назвав жи­вою речовиною, яка характеризується сумарною масою, хімічним складом та енергією. Про роль живих організмів на Землі Bep- надський писав: «Можна без перебільшення стверджувати, що хімічний стан зовнішньої кори нашої планети, біосфери, повніс­тю знаходиться під впливом життя, визначається живими органі­змами, безсумнівно, що енергія, яка надає біосфері її звичайний вигляд, має космічне походження. Вона виходить із Сонця в фор­мі променя енергії. Але безпосередньо живі організми, сукупність життя перетворюють цю космічну променеву енергію в земну, хі­мічну і створюють нескінченне різноманіття нашого світу. Це живі організми, які своїм диханням, своїм живленням, своїм мета­болізмом, своєю смертю і своїм розкладом, постійним викорис­танням своєї речовини, а головне, тривалою сотні мільйонів років, безперервною зміною поколінь, своїм народженням, розмножен­ням породжують одне із величних планетних явищ, яке не існує ніде, крім біосфери».

На думку вченого, неминучий єдино правильний підхід до біосфери як до цілісної глобальної екологічної системи, яка во­лодіє певною структурою та стійкістю, властивими їй особливос­тями формування та розвитку. Таке поняття біосфери особливо важливе тепер, коли техногенний вплив людини на природу до­сягнув небувалих масштабів та може викликати планетарні зміни в середовищі існування людини.

У межах біосфери практично кожний елемент проходить че­рез ланцюг живих організмів, включається в систему біогеохіміч­них перетворень. Так, весь кисень планети — продукт фотосин­тезу — поновлюється через кожні 2000 років, а всі вуглекисло­ти — через 300 років. Однак жива речовина відрізняється від не­живої надзвичайно високою активністю, зокрема, дуже швидким кругообігом речовин. Вся жива речовина біосфери оновлюється в середньому за вісім років. Біомаса Світового океану відновлю­ється за 33 дні, його фітомаса — щодня, фітомаса суші — приб­лизно за 14 років через більшу тривалість життя наземних рослин.

Біохімічна функція біосфери розглядається Вернадським як загальний прояв життя на Землі. Жоден окремо взятий вид орга­нізмів не може виконати цю роль. Для забезпечення всього різ­номаніття форм біогенної міграції хімічних елементів необхід­ним був розвиток певного комплексу організмів. Звідси виникає проблема еволюції біосфери як єдиного цілого в процесі істори- ко-геологічного розвитку нашої планети.

Слід врахувати, що життєдіяльність тварин, рослин і мікроор­ганізмів супроводжується безперервним обміном речовин між організмами та середовищем, внаслідок чого всі хімічні елементи земної кори, атмосфери й гідросфери багаторазово входили до складу тих чи інших організмів. Підраховано, що вся вода плане­ти проходить цикл розщеплення в рослинних клітинах і віднов­лення в рослинних і тваринних організмах, тобто оновлюється біосферою приблизно за 2 млн років.

Узагальнюючи результати досліджень у галузі геології, па­леонтології, біології та інших природничих наук, В.Вернадський дійшов висновку, що біосфера — це «стійка динамічна система, рівновага, що встановилася в основних своїх рисах... з археозою й незмінно діє протягом 1,5—2 мільярдів років». Він довів, що стійкість біосфери за цей час виявляється в сталості її загальної маси (близько IO¹⁹ т), маси живої речовини (10¹⁵ т), енергії, зв’язаної з живою речовиною (10^і8 ккал), і середнього хімічного складу всього живого. Стійкість біосфери Вернадський пов’язу­вав з тією обставиною, що «функції життя в біосфері — біогеохі­мічні функції — незмінні протягом геологічного часу». Всі функ­ції живих організмів у біосфері (утворення газів, окисні й віднов­ні процеси, концентрація хімічних елементів тощо) не можуть виконуватися організмами якогось одного виду, а лише їх ком­плексом. Звідси випливає надзвичайно важливе положення, роз­роблене Вернадським: біосфера Землі сформувалася з самого по­чатку як складна система, з великою кількістю видів організмів, кожен з яких виконував свою роль у загальній системі.

Вернадському належить відкриття такого основного закону біосфери: «Кількість живої речовини є планетною константою з часів архейської ери, тобто за весь геологічний час». Протягом цього періоду живий світ морфологічно змінився невпізнанно, але такі зміни помітно не вплинули ні на кількість живої речови­ни, ні на її середній валовий склад. Справа тут у тому, як вважає Вернадський, що «в складі організованості біосфери відбувались в межах живої речовини лише перегрупування хімічних елемен­тів, а не докорінні зміни їх складу й кількості»^[VI].

Таким чином, сучасна біосфера є результатом довгого історич­ного розвитку всього органічного світу в його взаємодії з нежи­вою природою. В процесі цього розвитку в біосфері виникла складна сітка взаємопов’язаних процесів та явищ. Завдяки взає­модії абіотичних та біотичних факторів біосфера перебуває в по­стійному русі та розвиткові. Вона пройшла значну еволюцію з часу появи людини, тобто за останні 2—3 млн років. Проте якщо спочатку за своїм впливом на природу людина могла розглядати­ся лише як один із другорядних факторів, в міру розвитку цивілі­зації та росту її технічної оснащеності її роль стала порівняльною з дією великих геологічних процесів. Ця обставина заставляє як­найсерйозніше ставитися до можливих віддалених наслідків як виробничої, так і природоохоронної діяльності людини.

Вернадський особливо виділяє перетворювальний вплив на Зе­млю однієї з форм життя — людини — через її розумну діяльність і передбачає швидке зростання глибини і масштабів цього впливу. В результаті техногенної діяльності людини біосфера Землі доко­рінно перетворюється та стає, за визначенням Вернадського, ноо­сферою — «сферою розуму», вона охопить все більшу частину Землі — від глибоких її надр до найвищих шарів атмосфери.

Термін «ноосфера» (з грецьк. — сфера розуму) запровадив видатний французький філософ і природознавець П.

1944 року вийшла праця В. І. Вернадського «Декілька слів про ноосферу», у якій він у концентрованому вигляді виклав своє ба­чення еволюційно-історичного процесу, перспектив майбуття людства як космічного феномену. Стверджується, що під впли­вом розвитку науки і пізнання біосфера має стати ноосферою, тобто цариною розуму, де панують закони мудрості й гармонії.

В. І. Вернадський вважав, що ноосфера — це такий стан біо­сфери, в якому мають виявитися розум і спрямована ним праця людини як нова, небувала на планеті, геологічна сила. Він визна­чив кілька загальних умов, які необхідні для створення ноосфери:

— людство має стати єдиним в економічному та інформацій­ному відношеннях;

— ноосфера — явище всепланетне, тому людство повинне прийти до цілковитої рівності рас, народів незалежно від кольору шкіри й інших відмінностей;

— ноосфера не може бути створена до припинення війн між народами.

Очевидно, що ноосфера в просторі значною мірою перекрива­ється біосферою, але не тотожна їй. Темпи розвитку ноосфери незрівнянно вищі від темпів змін біосфери.

Але життя на Землі безпосередньо залежить також від низки космічних факторів, найголовнішим (але далеко не єдиним) з яких завжди вважалось випромінювання сонця. Усвідомлення перетворюючого впливу життя на одне з космічних тіл — плане­ту Земля і безпосередній зв’язок земного життя з космічними фак­торами дозволили Вернадському висловити свою всесвітньо ві­дому тезу: життя на Землі — явище космічне. На його думку, за­родки життя заносяться з космосу на всі планети, які виникають у Всесвіті, а далі, за сприятливих умов, різні форми життя мо­жуть еволюціонувати, урізноманітнюватись і вдосконалюватися залежно від конкретних умов даної планети, посилаючи в свою чергу зародки життя у космос на усі інші планети Всесвіту.

Таку цілісну й завершену систему уявлень про «космізм жит­тя» В. І. Вернадський сформулював у своїх творах вперше в істо­рії людства, хоча зародки теорії біосфери і усвідомлення взаємо­зв’язку багатьох процесів у зовнішніх оболонках Землі були вже в роботах попередників.

2.2.