Радиоактивность и момент силы. Понятие ноосферы

Наконец, ниоткуда не следует, что выброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты. Наоборот, расчеты ряда известных астрофизиков, в частности, Лаймана Спитцера, показали, что вещество струи рассеется в окружающем пространстве и конденсации не будет. Таким образом, космогоническая гипотеза Джинса оказалась полностью несостоятельной. Это стало очевидным уже в конце тридцатых годов ХХ столетия.

Тем более удивительным представляется возрождение идеи Джинса на новой основе, которое произошло в последние годы. Если в первоначальном варианте гипотезы Джинса планеты образовались из газового сгустка, выброшенного из Солнца приливными силами при близком прохождении мимо него звезды, то новейший вариант, развиваемый Вулфсоном, предполагает, что газовая струя, из которой образовались планеты, была выброшена из проходившего мимо Солнца космического объекта. В качестве последнего принимается уже не звезда, а протозвезда - "рыхлый" объект огромных размеров (в 10 раз превышающий радиус нынешней земной орбиты) и сравнительно небольшой массы ~ 0,25 .mq.

Гипотеза Джинса в модификации Вулфсона, по существу, связывает образование планет с образованием звезд. Последние образуются из межзвездной газово-пылевой среды группами в так называемых "звездных ассоциациях". В таких группах, как показывают наблюдения, сперва образуются сравнительно массивные звезды, а потом всякая "звездная мелочь", которая эволюционирует в карлики. Это хорошо согласуется с гипотезой Джинса-Вулфсона. Расчеты показывают, однако, что если, этот механизм был бы единственной причиной образования планетных систем, то их количество в Галактике было бы весьма мало (одна планетная система, примерно, на 100 000 звезд), хотя и не так катастрофически мало, как в первоначальной гипотезе Джинса. По существу, это является единственным уязвимым пунктом современной модификации гипотезы Джинса. Если с достоверностью будет доказано, что около хотя бы некоторых ближайших к нам звезд имеются планетные системы, эта гипотеза будет окончательно похоронена.

В 1944 г. советский ученый О. Ю. Шмидт предложил свою теорию происхождения Солнечной системы. Согласно О. Ю. Шмидту наша планетная система образовалась из вещества, захваченного из газово-пылевой туманности, через которую некогда проходило Солнце, уже тогда имевшее почти "современный" вид. При этом никаких трудностей с вращательным моментом планет не возникает, так как первоначальный момент вещества облака может быть сколь угодно большим. Начиная с 1961 г. эту гипотезу развивал английский космогонист Литтлтон, который внес в нее существенные улучшения. Нетрудно видеть, что блок-схема "аккреционной" гипотезы Шмидта - Литтлтона совпадает с блок-схемой "гипотезы захвата" Джинса-Вулфсона. В обоих случаях "почти современное" Солнце сталкивается с более или менее "рыхлым" космическим объектом, захватывая части его вещества. Следует, впрочем, заметить, что для того, чтобы Солнце захватило достаточно много вещества, его скорость по отношению к туманности должна быть очень маленькой, порядка ста метров в секунду. Если учесть, что скорость внутренних движений элементов облака должна быть не меньше, то, по существу, речь идет о "застрявшем" в облаке Солнце, которое, скорее всего, должно иметь общее с облаком происхождение. Тем самым образование планет связывается с процессом звездообразования.

Согласно иной группе гипотез, планеты и Солнце образовались из единой "солнечной" туманности. По существу, они представляют дальнейшее развитие гипотезы Канта - Лапласа.

Геосферы - концентрические, сплошные или прерывистые оболочки Земли, различающиеся между собой по химическому составу, агрегатному состоянию и физическим свойствам, возникшие в результате дифференциации вещества Земли под действием ее гравитационного поля в условиях разогрева земных недр: ядро Земли, мантия Земли, земная кора, гидросфера, атмосфера, магнитосфера, биосфера. Некоторые геосферы подразделяются на сферы второго порядка.

С целью разграничения объектов исследования различные естественные науки выделяют литосферу, биосферу, техносферу и ноосферу.

Согласно концепции тектоники литосферных плит на Земле выделяют 6 крупных и 6 мелких плит (Евразийская, Африканская, Индо-Австралийская, Американская и др.). Их структура отличается наличием в центре каждой континентальной плиты ядра жесткой литосферы с большой общей мощностью (до 120 км), в том числе мощной (35-75 км) земной корой. На границах плит развиваются конвекционные потоки вещества из мантии: в восходящих потоках формируются зоны растяжения (их называют дивергентными межплитовыми границами), а в нисходящих потоках образуются зоны сжатия (их называют конвергентными межплитовыми границами).

Дивергентные (конструктивные) границы совпадают с рифтами на континентах (например, Байкальский рифт) и срединно-океаническими хребтами Мирового океана. Здесь происходит раздвижение плит с формированием молодой земной коры. Через тонкую океаническую литосферу в срединно-океанических хребтах расплавы магмы из астеносферы поднимаются в океан. В результате океаническая литосфера раздвигается в крест простиранию хребтов и продвигается к литосферным плитам материков, т.е. происходит спрединг морского дна.

В переходных зонах от океана к материкам наблюдаются сложные геодинамические процессы, изменения структуры земной коры и поверхностных образований. Если такая зона совпадает с конвергентной (деструктивной) межплитовой границей, то она называется активной. В ней геодинамические процессы оказываются максимальными. Океаническая литосфера может пододвигаться под континентальную (зона субдукции). Здесь наблюдаются интенсивные полосовые гравимагнитные и тепловые аномалии разного знака и располагаются районы максимальной сейсмичности. Характерно наличие единой фокальной плоскости землетрясений (поверхности Заварицкого-Беньоффа), которая начинается в глубоководном желобе океана и уходит под континент под углом 60-70 . Малоглубинные землетрясения (гипоцентры до 10 км) зарождаются в этом желобе, а самые глубокие очаги (600-700 км) уходят под континенты.

В ряде переходных зон геодинамические процессы менее активны или даже пассивны. Пассивные переходные зоны характеризуются наличием сбросов, обрушивающих или опускающих континентальные блоки, что приводит к разрастанию океана. Физические поля здесь спокойные, наблюдается несколько полосовых аномалий, окаймляющих континент, сейсмичность более низкая.

В целом срединно-океанические хребты и зоны перехода от океана к материкам являются областями интенсивного тектогенеза. Их развитие во времени и пространстве (спрединг океанического дна) под действием глубинных конвекционных потоков меняет облик суши и океанов. Особенностью тектоники литосферных плит является то, что она объясняет историю развития океанов и материков в прошлом и позволяет делать прогноз развития на будущее.

Спрединговый механизм развития океанов явился убедительным подтверждением давно существовавшей красивой гипотезы о дрейфе континентов Земли. Сущность ее в том, что некогда существовавший единый материк с мощной земной корой раскололся на части. Эти части (будущие континенты) со скоростью 1-10 см/год дрейфовали в горизонтальном направлении, по-разному удаляясь друг от друга и поворачиваясь. В результате и получился современный облик суши и океанов Земли.

В течение сотен миллионов лет, наряду с горизонтальным движением, материки периодически претерпевали вертикальные колебательные движения: на месте геосинклинальных прогибов, заполнявшихся мощными толщами морских осадков, возникала суша, где накапливались континентальные отложения. Затем происходили мощные антиклинальные поднятия с процессами горообразования.

Гипотеза дрейфа континентов, благодаря концепции тектоники литосферных плит, а также палеонтологическим, палеоботаническим, палеогеографическим, палеомагнитным данным, находит подтверждение, становится одной из фундаментальных теорий наук о Земле, сочетающей гипотезы о горизонтальных и вертикальных движениях земной коры.

10. В чем смысл концепции ноосферы, и каков ее научный статус? Опишите, в чем состоит глобальный экономический кризис, каковы его причины и перспективы преодоления?

Сам термин «ноосфера» возник в 1926 г. в Париже во время обсуждения доклада В.И. Вернадского, где он излагал концепцию развития биосферы. Его предложил французский исследователь Э. Леруа. Однозначное толкование этого термина отсутствует.

Ноосфера - это новое, эволюционное состояние биосферы, при котором разумная деятельность человека становится решающим фактором ее развития.  

В последние годы под  ноосферой  понимается планетарное и космическое пространство (природная среда), которая преобразуется и управляется человеческим разумом, гарантирующим всестороннее прогрессивное развитие человечества.

Для ноосферы характерна тесная взаимосвязь законов природы с законами мышления, а также социально - экономическими законами. Возвращаясь к Вернадскому, ноосфера - это такое состояние биосферы, когда ее развитие проходит целенаправленно, когда Разум имеет возможность корректировать развитие биосферы в интересах человека будущего. Поэтому более уместно говорить об эпохе ноосферы, когда человек сможет разумно распоряжаться своим могуществом и обеспечить такое взаимодействие с окружающей средой, которое позволит развиваться и человеку, и природе, и обществу.

К мысли о ноосфере В.И. Вернадский пришел почти одновременно с разработкой концепции биосферы, хотя подробно остановиться на анализе этого понятия смог лишь в конце своей жизни, мысленно продолжая закономерный процесс эволюции земной поверхности от биологической стадии к социальной. Ноосфера - это единая система. Она развивается как результат взаимодействия социальной системы.

По Вернадскому, ноосфера может формироваться как закономерное воспроизведение на качественно новом уровне определенных особенностей организации биосферы, которой должна следовать человеческая деятельность. Логика развития человеческой деятельности должна идти в унисон с организованностью биосферы.

Таким образом, ноосфера - это биосфера, преобразованная людьми соответственно познанным и практически освоенным законом ее строения и развития. Главная особенность биосферы, которая обязательно должна быть воспроизведена человеком в процессе преобразования в ноосферу, В.И. Вернадский видел в определенной направленности обменных процессов между всеми явлениями на земной поверхности с окружающим Космосом.

Объективная необходимость формирования ноосферы возникает из того, что настало время, когда человечество должно обрести способность к экологическому самообеспечению. В отличие от биосферы ноосфера не может формироваться стихийно, а только в результате сознательной деятельности людей на основе изучения и практического поддержания ими законов саморегуляции биосферы и согласования с ними своей хозяйской и прочей деятельности.

Следовательно, преемственность человека по отношению к живому веществу планеты состоит в том, что он своей деятельностью должен продолжить логику развития, но на качественно новом уровне.

Ноосфера характеризует важный аспект направленности целевого развития. Важно также определить прогнозы развития ноосферы. В.И. Вернадский полагал, что формирование ноосферы - это длительный процесс, который займет время жизни не одного поколения людей.

Концепция ноосферы предполагает разработку опережающей модели оптимального взаимодействия природы и общества по всем основным параметрам обменных процессов, происходящих между ними: вещество, энергия, информация. Основной направленностью оптимизации взаимодействия общества и природы является повышение жизнепригодности природной среды для существования общества.

В связи с экспоненциальным ростом численности человечества, развитием техники и все большим стремлением к повышению уровня потребления у среднего жителя Земли к концу XX в. возникли предпосылки экологического кризиса, т. е. перехода биосферы к неустойчивому состоянию.

Экспоненциальный рост населения и явления демографического взрыва стали заметны к 60м годам прошлого столетия. Тогда же появились первые работы с прогнозами и сценариями дальнейшего развития жизни на Земле. Это известные работы ученых Римского клуба (А. Печчеи, Д. Форрестера, Денниса и Донеллы Медоузов и др.), в которых описана мировая динамика и определены пределы роста населения и развития технологической цивилизации Земли.

Позже уточненные математические модели роста населения созданы С.П. Курдюмовым, С.П. Капицей. В связи с тем что 30% населения Земли практически голодает, был поставлен вопрос о возможности и путях решения продовольственной проблемы, о емкости природной среды, оценена продуктивность биосферы и ее способность прокормить растущее население Земли. В итоге стало ясно, что человечество находится почти у предела допустимой численности и уровня потребления.

Усугубляется тем, что очень быстро вымирают биологические виды. Если нормальные изменения условий в природе сопровождаются вымиранием одного вида за 100 лет, то в настоящее время всего за 1 ч на Земле исчезает 50 видов. К концу XX в. 63% естественных экосистем суши разрушены, гибнут многие водные экосистемы, и прежде всего морские. Происходит это по разным причинам, связанным как с техногенным загрязнением окружающей среды, так и с распахиванием земель, нерациональным использованием природных ресурсов, однако, прежде всего из-за роста народонаселения (особенно в развивающихся странах) и роста уровня потребления в развитых странах.

Экологами убедительно доказано, что качеством природной среды «автоматически» может управлять только биота, т. е. совокупность всех живых организмов Земли. Анализ моделей и натурные исследования показали, что биологическое разнообразие (разнообразие и количество видов, составляющих экосистему) является главным критерием и признаком устойчивости экосистемы. Искусственно создать среду обитания для человека не удается, что подтверждено многочисленными экспериментами в разных странах мира.

Восстановить нормальную природную среду обитания, качество воды, воздуха, почвы, пищи, утерянные ныне в результате экологического кризиса, биота способна, но только в случае, если для восстановления самой биоты будут предоставлены время и место. Поэтому для продолжения жизни биосферы прежде всего необходимо охранять биологическое разнообразие, т. е. все виды животных, растений, грибов, микроорганизмов, которые и составляют биосферу. При этом виды существуют только в сообществах и в определенных условиях, поэтому для их сохранения необходимо выделить специально охраняемые территории (заповедники), площадь которых на суше должна составлять не менее 1/6 ее части.

Список литературы

1. Берке У. Пространство-время, геометрия, космология / У. Берке. -- М.: Мир, 1985 - 411 с.

2. Владимиров Ю. С. Пространство-время: явные и скрытые размерности / Ю. С. Владимиров. -- М.: Наука, 1989. -- 191 с.

3. Дубровин Б. А. Современная геометрия: методы и приложения / Б. А. Дубровин, С. П. Новиков, А. Т. Фоменко. -- М.: Наука, 1986. -- 760 с.

4. Дэвис П. Пространство и время в современной картине Вселенной / П. Дэвис. -- М.: Мир, 1979. -- 288 с.

5. Ишханов Б. С., Кэбин Э. И. Физика ядра и частиц, XX век. [электронный ресурс]: Ядерная физика в Интернете. / Проект кафедры общей и ядерной физики физического факультета МГУ. -- М.: МГУ, 2003. -- Режим доступа: http://nuclphys.sinp.msu.ru, свободный. -- Загл. с экрана.

6. Комар А. А. Кварки -- новые субъединицы материи / А. А. Комар. - М.: Знание, 1982 - 64 с.

7. Сапожников М. Г. Антимир -- реальность? / М. Г. Сапожников. -- М.: Знание, 1983. -- 176 с.

8. Сивухин Д. В. Атомная и ядерная физика: Учеб. пособие для вузов. В 2 ч. Ч. 2. Ядерная физика / Д. В. Сивухин. -- М.: Наука, 1989. -- 416 с.

9. Современное естествознание. Энциклопедия в 10 т. Т. 4. Физика элементарных частиц. Астрофизика / Гл. ред. В. Н. Сойфер; ред. тома Б. И. Садовников. -- М.: Магистр-пресс, 2000. -- 280 с.