Terminą „biosfera“ 1875 m. pirmą kartą įvedė austrų paleontologas ir geologas Eduardas Eosas. Pažodiniu vertimu jis reiškė gyvenimo sferą. Tačiau gerokai prieš šį laikotarpį biosferai buvo suteikti kiti pavadinimai. Ji buvo vadinama „gamtos paveikslu“, „gyvenimo erdve“, „gyvu kiautu“ ir kt. Šios sąvokos turinį nagrinėjo daugelis gamtos mokslininkų.
Biosferos tyrimo istorija
Iš pradžių sąvokos „gamtos vaizdas“ ir panašiai reiškė tik tų gyvų organizmų, kurie gyveno planetoje, visumą. Tačiau biologas J. B. Lamarkas (1744-1829) pateikė revoliucinę nuomonę. Jis atkreipė dėmesį, kad gyvieji organizmai vaidina didžiulį vaidmenį formuojantis žemės plutai. Lamarkas pabrėžė, kad į jį įtrauktos medžiagos susidarė dėl gyvų organizmų veiklos.
Bėgant metams mintis, kad tarp gyvosios ir negyvosios gamtos yra glaudus ryšys, taip pat kad visi organizmai daro įtaką juos supantiems cheminiams, geologiniams ir fiziniams veiksniams, vis labiau užvaldo mokslininkų mintis. Tam įtakos turėjo ir pokyčiai, įvykę bendrame požiūryje į gamtos tyrinėjimą. Gamtos mokslininkai vis labiau įsitikino, kad žmogaus aplinkoje vykstantys procesai ir reiškiniai turi būti tiriami kaip visuma.
Maždaug prieš šešiasdešimt metų akademikas V. I. Vernadskis sukūrė doktriną apie biosferą, kaip tokią, kurioje gyvena gyvi organizmai. Tai šiek tiek pakeitė termino reikšmę. Dabar „biosferos“ sąvoka apėmė ne tik organizmus, bet ir jų aplinką.
Junginys
Manoma, kad biosferos sudėtis apima:
- kuris yra organizmų gyvybinės veiklos proceso rezultatas (kalkakmenis, anglis, atmosferos dujos ir kt.);
- gyvoji medžiaga, kuri yra organizmų rinkinys;
- kaulų medžiaga, atsiradusi nedalyvaujant jokiems gyviems organizmams (vulkaninė lava, pagrindinės uolienos ir kt.);
- biokaulinė medžiaga, tapusi abiogeninių dirvožemio procesų ir gyvybinės organizmų veiklos rezultatu.
Žmonių visuomenės ir biosferos raida
Nuo pat atsiradimo momento žmonės daro tiesioginį poveikį aplinkai. Šis laikotarpis tęsiasi apie 30-40 tūkstančių metų. Žmogaus poveikis Žemės biosferai yra antropogeninis veiksnys.
Jo pasireiškimo pradžia buvo akmens amžius, kuris sutapo su apledėjimo laikotarpiu. Norėdami išgyventi, žmonės turėjo sumedžioti tokius didelius gyvūnus kaip šiaurės elniai ir taurieji elniai, vilnoniai raganosiai, mamutai, turas ir kt. Šį faktą patvirtina mokslininkų senovės vietose rasti laukinių gyvūnų kaulai. Žmogaus įtaka biosferos evoliucijai akmens amžiuje buvo išreikšta masiniu stambių žolėdžių gyvūnų naikinimu. Medžioklės pasekmė buvo daugelio populiacijų individų skaičiaus sumažėjimas, taip pat kai kurių rūšių išnykimas.
Prieš 10-13 tūkstančių metų ledynmetį pakeitė staigus atšilimas. Miškai išplito visoje Europoje, išnyko stambūs gyvūnai. Šiuo laikotarpiu biosferos įtaka žmogui buvo labai reikšminga. Besikeičiančios gamtos sąlygos pakeitė gyvenimą ir žmones. Tuo pat metu žlugo jau susiformavusi ekonominė žmonių visuomenės bazė. Žmonės perėjo į kitą savo vystymosi laikotarpį, palikdami grynai vartotojišką požiūrį į aplinką.
Atėjo naujas akmens amžius, kai kartu su medžiokle, žvejyba, grybavimu ir uogavimu augo maisto gamybos proceso svarba. Biosferos įtaka žmogui palaipsniui mažėjo. Buvo pradėti pirmieji bandymai veisti augalus ir prijaukinti gyvūnus. Tam pagrįsdami mokslininkai atrado to laikotarpio žmonių gyvenvietes, kuriose buvo rasti kviečiai, miežiai ir lęšiai. Taip pat buvo naminių gyvūnų – kiaulių ir avių – kaulų.
Vystantis žmonių visuomenei, pradėjo atsirasti gyvulininkystė ir žemdirbystė. Vėliau žmonės pradėjo plėtoti mineralinius išteklius. Gimė metalurgija.
Per pastaruosius du šimtmečius žmogaus įtaka biosferai tapo ypač intensyvi. Tai palengvino kokybiniai technologijų ir mokslo raidos šuoliai. Šiandien žmogaus įtaka biosferos būklei įgavo planetinį mastą. Kartu tai daro tiesioginį ir netiesioginį poveikį tolesnei aplinkos raidai.
Žmogaus ir biosferos prieštaravimai
Visas istorinis gamtos ir visuomenės sambūvio laikotarpis gali būti išreikštas dviejų skirtingų tendencijų vienove. Visų pirma, žmogaus veiklos įtaka biosferos būklei sparčiai ir nuolat plečiasi dėl vis stiprėjančio jos dominavimo prieš gamtą. Be to, nuolat gilėja visuomenės ir aplinkos disharmonija.
Gamtos išteklių naudojimas
Žmogaus įtaka biosferai pirmiausiai pasireiškia tuo, kad jis visuomenės poreikiams pritraukia nemažą dalį Žemės teritorijų, išgauna vis daugiau naudingųjų iškasenų, kurie skirstomi į neišsenkamus ir neišsenkamus. Pirmoji iš jų apima vėjo, jūros bangų ir saulės spinduliuotės energiją. Tai yra klimato, vandens, o vanduo ir atmosferos oras taip pat laikomi neišsenkamais. Tačiau žmogaus veikla tokį apibrėžimą pavertė santykiniu. Taigi dėl ekonominių poreikių sukeltos taršos kai kuriose mūsų planetos vietose pritrūko vandens.
Šiuo metu tik sąlyginai deguonis gali būti priskirtas neišsenkantiems ištekliams. Mokslininkai mano, kad norint atkurti buvusią vandens ir atmosferos būklę, reikia daryti teigiamą žmogaus poveikį biosferai. Jo įgyvendinimas galimas kuriant ir toliau įgyvendinant įvairias didelio masto aplinkosaugos programas.
Žmogaus ūkinės veiklos įtaka biosferai išreiškiama ir išsenkančių išteklių naudojimu. Tai apima: dirvožemio derlingumą, florą ir fauną, taip pat mineralus. Žmonės pradėjo juos naudoti savo reikmėms dar neolito laikotarpiu. Iš pradžių žmonės pradėjo naudoti vario ir aukso grynuolius. Vėliau pradėjo kasti ir lydyti įvairias rūdas. Iš šių mineralų buvo gautas alavas, švinas, sidabras ir varis. Šiandien savo pramoninėje gamyboje žmogus naudoja daugumą žinomų mineralinių rūdų, taip pat naftą, anglį ir dujas. Mokslo ir technologijų pažangos plėtra atveria visuomenei naujas spalvotųjų ir juodųjų metalų, taip pat įvairių nemetalinių žaliavų panaudojimo sritis. Tuo pat metu plečiasi žemos kokybės rūdų kūrimas ir gavyba, auga naftos, gaunamos iš jūros dugne esančių gręžinių, kiekis.
Didžiulės mūsų planetos teritorijos yra žmonijos ekonominėje apyvartoje. Tačiau nepaisant to, jų plotas kasmet didėja. Taip pat auga medžiojamųjų gyvūnų, žuvų išteklių ir medienos naudojimas.
Oro tarša
Kiekvienais metais mūsų planetos gyventojų tankumas didėja. Kartu didėja ir žmogaus poveikio aplinkai laipsnis. Paprastai biosfera yra pirmoji, kuri prisiima neigiamas visos šios veiklos pasekmes. gali pakeisti pasaulietinę seniai nusistovėjusių biogeninių procesų eigą.
Vienas iš pramonės plėtros rezultatų – tai ypač pastebima miesto viduje, taip pat gamyklų ir gamyklų rajonuose. Čia atmosferoje smarkiai padidėja kenksmingų dujų koncentracijos laipsnis. Ir dėl to atsiranda atvirkštinė biosferos įtaka žmogui. Visų pirma, tai išreiškiama pavojumi, kurį užterštas oras kelia mūsų sveikatai. Be to, kenksmingos dujos susijungia su atmosferoje esančia drėgme ir kritulių pavidalu nukrenta žemėn.Tokie krituliai pablogina dirvožemio kokybę, mažina pasėlių derlių.
Pagrindiniai oro taršos šaltiniai yra metalurgijos pramonė, taip pat įrenginiai, deginantys natūralų kurą. Kenksmingos medžiagos į orą patenka iš krosnių, automobilių išmetimo vamzdžių ir krosnių. Ypač pavojingas elementas yra sieros dioksidas. Tai nuodingos dujos, kurios lengvai tirpsta vandenyje. Šio ir kitų teršalų patekimas į žmonių kvėpavimo organus ir jų vartojamą maistą lemia tai, kad biosfera neigiamai veikia žmogaus organizmą.
Prie vario lydyklų stebima didelė sieros dioksido koncentracija. Ši medžiaga sukelia nepakankamą pasėlių vystymąsi, sunaikina chlorofilą ir prisideda prie lapų ir spyglių džiūvimo ir kritimo. Dalis šių dujų toliau oksiduojasi. Dėl tokios reakcijos gaunamas sieros anhidritas, kuris ne tik kenkia visai gyvai būtybei, bet ir griauna pastatus. Be to, patekęs į dirvą, šis elementas išplauna iš jo humusą, iš kurio augalai gauna visas jiems reikalingas maistines medžiagas.
Dėl nuolatinio didelio kuro kiekio deginimo teršiama ir biosfera. Taršos poveikis žmonėms yra labai neigiamas. Faktas yra tas, kad į atmosferą patenka daug toksiškų junginių. Tai anglies ir azoto oksidai, švino junginiai ir įvairūs angliavandeniai, tokie kaip etilenas ir acetilenas. Šie kenksmingi komponentai, ore susijungę su vandens lašeliais, tampa nuodingu rūku – smogu. Jis naikina miestų florą. Be to, pasireiškia ir neigiamas biosferos poveikis žmonių sveikatai. Nuodų rūkas prisideda prie daugelio ligų, įskaitant vėžį, pasireiškimo.
Gėlo vandens tarša
Šio svarbaus gamtos ištekliaus vartojimo augimas siejamas su planetos gyventojų skaičiaus didėjimu, jų sanitarinių ir higienos sąlygų gerėjimu, pramonės plėtra. Visa tai gali sukelti „vandens bado“ tikimybę. Ir čia turėtų būti padaryta teigiama žmogaus įtaka biosferai. Viena iš priemonių šiai problemai pašalinti – racionalaus vandens išteklių vartojimo klausimų rengimas. Be to, reikėtų imtis priemonių, kad būtų užkirstas kelias pramoninių atliekų išleidimui į upes. Juk nuodingos medžiagos nualina vandens telkinius.
Jūros tarša
Kartu su upių nuotėkiu į vandenynų vandenis patenka naftos produktai, patogeninės atliekos, toksiškos organinių junginių rūšys, daugelio sunkiųjų metalų druskos.
Dėl to tarša pasiekia tokį mastą, kad sugauti vėžiagyviai ir žuvys yra netinkami maistui.
Keičiasi dirvožemio sluoksnis
Kasmet žmogus laukuose surenka derlių. Kartu su juo iš derlingų dirvožemio sluoksnių pašalinamas didelis kiekis kalio, fosforo ir azoto, tai yra augalų mitybai reikalingų medžiagų. Norint papildyti tokius svarbius komponentus, laukai kasmet tręšiami organinėmis ir mineralinėmis trąšomis. Jų tūris turėtų būti pakankamas norint gauti didelį derlių ir pašalinti derlingo sluoksnio išeikvojimą. Svarbi laukų kokybės palaikymo dalis yra teisingos sėjomainos taikymas.
Erozija atsiranda, kai žmonės netinkamai įdirba dirvą. Tai yra viršutinio sluoksnio sunaikinimas, kurį sukelia vėjas ar vandens srautai. Per daug ganant pusdykumėse ir stepėse gali atsirasti vėjo erozija.
Dėl to žmogaus ūkinė veikla gresia iš žemės ūkio apyvartos išbraukti reikšmingas teritorijas. Tai taip pat įmanoma naudojant atvirą kasybą. Dirvožemio sąvartynai ir giluminiai karjerai sunaikina didelius gretimų teritorijų plotus. Tokiu atveju pažeidžiamas vietovės hidrologinis režimas, užterštas vanduo, atmosfera ir dirvožemis. Kartu mažėja pasėlių derlius.
Poveikis gyvūnų ir augalų pasauliui
Dėl tiesioginio žmogaus poveikio gamtai įvyksta netiesioginis aplinkos pokytis. Viena iš tokios įtakos formų yra plynieji miškų kirtimai. Tokiu atveju likusios žemesnės pakopos augalus nepalankiai veikia tiesioginiai saulės spinduliai. Pavėsį mėgstančių floros atstovų chlorofilas sunaikinamas, o augimas slopinamas. Rezultatas yra tam tikrų rūšių išnykimas. Gyvūnų pasaulis taip pat keičiasi. Tos rūšys, kurių egzistavimas siejamas su medynu, migruoja į kitas vietas arba išnyksta.
Augalinę dangą neigiamai veikia miškuose besilankantys turistai ir poilsiautojai. Jie trypia ir sutankina dirvą, taip pat teršia gamtą.
Žvejyba tų faunos atstovų, kurie turi maistinę vertę žmogui arba gali duoti materialinės naudos, neigiamai veikia gyvūnų pasaulį. Šis faktas kai kurias gyvūnų rūšis priveda prie išnykimo ribos. O tai savo ruožtu sumažina biocenozių stabilumą.
Branduolinė tarša
1945 metais mūsų planeta susidūrė su didžiule problema. Tai atsitiko po to, kai amerikiečiai numetė atomines bombas ant Japonijos miestų Nagasakio ir Hirosimos. Žmonija sužinojo apie biosferos branduolinę taršą. Šis klausimas įgavo pasaulinio masto po branduolinio ginklo bandymų, atliktų iki 1963 m.
Sprogstančios atominės bombos sukelia stipriausią jonizuojančiąją spinduliuotę. Tuo pačiu metu radioaktyviosios dalelės yra pernešamos dideliais atstumais, užkrėsdamos gyvus organizmus, vandens telkinius ir dirvožemį. Ir čia pradeda ryškėti neigiama biosferos įtaka žmogui. Radioaktyvieji izotopai, patekę į organizmą, neigiamai veikia audinių ir organų ląsteles. Tuo pačiu metu žmogus lieka neapsaugotas nuo daugelio ligų, tarp jų ir mirtinų.
Branduolinio ginklo bandymai kelia dar vieną pavojų. Bombos sprogimo metu susidaro didžiulis kiekis smulkių dulkių. Jo dalelės atmosferoje išlieka ilgą laiką ir į Žemę nepraleidžia daug saulės spindulių. Dėl to gali prasidėti „branduolinis aušinimas“, dėl kurio visi gyvi organizmai žūs.
