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 антропоэ-кологии.