Omenirea a avut nevoie de toate cunoștințele adunate de oamenii de știință de-a lungul sutelor de ani pentru a începe zborurile în spațiu. Și atunci omul s-a confruntat cu o nouă problemă - pentru colonizarea altor planete și zboruri pe distanțe lungi, este necesar să se dezvolte un ecosistem închis, inclusiv furnizarea astronauților cu hrană, apă și oxigen. Livrarea alimentelor pe Marte, care se află la 200 de milioane de kilometri de Pământ, este costisitoare și dificilă; mai logic ar fi să găsim modalități de a produce produse ușor de implementat în zbor și pe Planeta Roșie.

Cum afectează microgravitația semințele? Ce legume ar fi inofensive dacă ar fi cultivate în sol bogat în metale grele de pe Marte? Cum să înființezi o plantație la bordul unei nave spațiale? Oamenii de știință și astronauții caută răspunsuri la aceste întrebări de mai bine de cincizeci de ani.

Ilustrația arată cosmonautul rus Maxim Suraev îmbrățișând plante în instalația Lada de la bordul Stației Spațiale Internaționale, 2014.

Konstantin Tsiolkovsky a scris în „Golurile astronomiei”: „Să ne imaginăm o suprafață lungă conică sau o pâlnie, a cărei bază sau deschidere largă este acoperită cu o suprafață sferică transparentă. Este direct cu fața spre Soare, iar pâlnia se rotește în jurul axei sale lungi (înălțimea). Pe pereții interiori opaci ai conului există un strat de pământ umed cu plante plantate în el.” Așa că a propus crearea artificială a gravitației pentru plante. Trebuie selectate plante prolifice, mici, fără trunchiuri groase și părți care nu sunt expuse la soare. În acest fel, colonizatorii pot fi asigurați parțial cu substanțe și microelemente biologic active și pot fi regenerate oxigenul și apa.

În 1962, proiectantul șef al OKB-1, Serghei Korolev, a stabilit sarcina: „Trebuie să începem să dezvoltăm „Sera (OR) conform lui Tsiolkovsky”, cu legături sau blocuri în creștere treptat și trebuie să începem să lucrăm la „ recolte cosmice.”

Manuscris de K.E. Tsiolkovsky „Albumul călătoriilor în spațiu”, 1933.

URSS a lansat pe 4 octombrie 1957 primul satelit artificial al Pământului pe orbită, la douăzeci și doi de ani de la moartea lui Ciolkovski. Deja în luna noiembrie a aceluiași an a fost trimisă în spațiu bătrânul Laika, primul dintre câinii care trebuia să deschidă oamenilor calea către spațiu. Laika a murit din cauza supraîncălzirii în doar cinci ore, deși zborul era planificat pentru o săptămână - pentru această dată ar fi fost suficient oxigen și mâncare.

Oamenii de știință au sugerat că problema a apărut din cauza unei orientări determinate genetic - răsadul ar trebui să se întindă spre lumină, iar rădăcina - în direcția opusă. Au îmbunătățit Oaza, iar următoarea expediție a luat noi semințe pe orbită.

Ceapa a crescut. Vitaly Sevastyanov a raportat Pământului că săgețile ajunseseră la zece până la cincisprezece centimetri. „Ce săgeți, ce arc? Înțelegem, asta e o glumă, ți-am dat mazăre, nu ceapă”, au spus aceștia de pe Pământ. Inginerul de zbor a răspuns că astronauții au luat doi bulbi de acasă pentru a-i planta dincolo de plan și i-a asigurat pe oamenii de știință - aproape toate mazărea încolțiseră.

Dar plantele au refuzat să înflorească. În această etapă au murit. Aceeași soartă a așteptat și lalelele, care au înflorit în instalația Buttercup de la Polul Nord, dar nu și în spațiu.

Dar puteai să mănânci ceapă, ceea ce cosmonauții V. Kovalenok și A. Ivanchenkov au făcut cu succes în 1978: „Ai făcut o treabă bună. Poate că acum vom avea voie să mâncăm o ceapă ca recompensă.”

Tehnologie – tineret, 1983-04, pag. 6. Mazăre în instalația Oasis

În aprilie 1980, cosmonauții V. Ryumin și L. Popov au primit instalația „Malachite” cu orhidee înflorite. Orhideele sunt atașate de scoarța copacilor și scobituri, iar oamenii de știință cred că pot fi mai puțin susceptibile la geotropism - capacitatea organelor plantelor de a localiza și crește într-o anumită direcție față de centrul globului. Florile au căzut după câteva zile, dar orhideele au format frunze noi și rădăcini aeriene. Puțin mai târziu, echipajul soviet-vietnamez de la V. Gorbatko și Pham Tuay a adus cu ei un Arabidopsis crescut.

Plantele nu au vrut să înflorească. Semințele au încolțit, dar, de exemplu, orhideea nu a înflorit în spațiu. Oamenii de știință trebuiau să ajute plantele să facă față imponderabilității. Acest lucru a fost realizat, printre altele, folosind stimularea electrică a zonei rădăcinii: oamenii de știință credeau că câmpul electromagnetic al Pământului ar putea influența creșterea. O altă metodă a implicat planul descris de Tsiolkovsky pentru a crea gravitația artificială - plantele au fost cultivate într-o centrifugă. Centrifuga a ajutat - mugurii au fost orientați de-a lungul vectorului forței centrifuge. În cele din urmă, astronauții și-au atins scopul. Arabidopsis a înflorit în Blocul de Lumină.

În stânga în imaginea de mai jos este sera Fiton de la bordul Salyut 7. Pentru prima dată în această seră orbitală, rizoidul lui Thal (Arabidopsis) a trecut printr-un ciclu complet de dezvoltare și a produs semințe. În mijloc se află „Svetoblok”, în care Arabidopsis a înflorit pentru prima dată la bordul Salyut-6. În dreapta se află sera de bord „Oasis-1A” la stația Salyut-7: era dotată cu un sistem de udare semiautomată dozată, aerare și stimulare electrică a rădăcinilor și putea muta vasele de vegetație cu plante în raport cu sursă de lumină.

„Fiton”, „Svetoblok” și „Oasis-1A”

Instalație „Trapez” pentru studiul creșterii și dezvoltării plantelor.

Seturi cu seminte

Jurnalul de zbor al stației Salyut-7, schițe de Svetlana Savitskaya

Prima seră automată din lume, Svet, a fost instalată în stația Mir. Cosmonauții ruși au efectuat șase experimente în această seră în anii 1990-2000. Au crescut salată verde, ridichi și grâu. În 1996-1997, Institutul de Probleme Medicale și Biologice al Academiei Ruse de Științe a planificat să crească semințe de plante obținute în spațiu - adică să lucreze cu două generații de plante. Pentru experiment, am ales un hibrid de varză sălbatică înalt de aproximativ douăzeci de centimetri. Planta avea un dezavantaj - astronauții aveau nevoie să polenizeze.

Rezultatul a fost interesant - semințele celei de-a doua generații au fost primite în spațiu și chiar au încolțit. Dar plantele au crescut la șase centimetri în loc de douăzeci și cinci. Margarita Levinskikh, cercetător la Institutul de Probleme Medicale și Biologice al Academiei Ruse de Științe, spune că magnifica lucrare de polenizare a plantelor a fost realizată de astronautul american Michael Fossum.

Videoclipul Roscosmos despre creșterea plantelor în spațiu. La 4:38 - uzine la statia Mir

În aprilie 2014, nava de marfă Dragon a SpaceX a livrat instalația de cultivare a legumelor la Stația Spațială Internațională, iar în martie, astronauții au început să testeze plantatorul orbital. Instalația controlează alimentarea cu lumină și nutrienți. În august 2015, în meniul astronauților, crescut în condiții de microgravitație.

Salată verde cultivată pe Stația Spațială Internațională

Așa ar putea arăta o plantație pe o stație spațială în viitor.

În segmentul rusesc al Stației Spațiale Internaționale există o seră Lada pentru experimentul Plants-2. La sfârșitul lui 2016 sau începutul lui 2017, versiunea Lada-2 va apărea la bord. Institutul de Probleme Medicale și Biologice al Academiei Ruse de Științe lucrează la aceste proiecte.

Horticultura spațială nu se limitează la experimente cu gravitate zero. Pentru a coloniza alte planete, oamenii vor trebui să dezvolte agricultura pe un sol diferit de cel de pe Pământ și într-o atmosferă care are o compoziție diferită. În 2014, biologul Michael Mautner a gătit sparanghel și cartofi pe pământ de meteoriți. Pentru a obține un sol potrivit pentru cultivare, meteoritul a fost măcinat în pulbere. Experimental, el a reușit să demonstreze că bacteriile, ciupercile microscopice și plantele pot crește pe sol de origine extraterestră. Materialul majorității asteroizilor conține fosfați, nitrați și uneori apă.

Sparanghel crescut pe sol de meteorit

În cazul lui Marte, unde există mult nisip și praf, nu va fi necesară șlefuirea rocii. Dar va apărea o altă problemă - compoziția solului. Solul lui Marte conține metale grele, din care o cantitate crescută în plante este periculoasă pentru oameni. Oamenii de știință din Olanda au imitat solul marțian și, din 2013, au cultivat zece culturi din mai multe tipuri de plante pe acesta.

Ca rezultat al experimentului, oamenii de știință au descoperit că conținutul de metale grele din mazăre, ridichi, secară și roșii cultivate pe solul marțian simulat nu este periculos pentru oameni. Oamenii de știință continuă să studieze cartofii și alte culturi.

Cercetătorul Wager Wamelink inspectează plantele crescute în solul marțian simulat. Foto: Joep Frissel/AFP/Getty Images

Conținutul de metal al culturilor recoltate pe Pământ și în soluri simulate de Lună și Marte

Una dintre sarcinile importante este crearea unui ciclu închis de susținere a vieții. Plantele primesc dioxid de carbon și deșeurile echipajului, în schimb dau oxigen și produc hrană. Oamenii de știință au posibilitatea de a folosi ca aliment algele unicelulare chlorella, care conțin 45% proteine ​​și 20% grăsimi și carbohidrați. Dar acest aliment teoretic hrănitor nu este digerat de oameni din cauza peretelui celular dens. Există modalități de a rezolva această problemă. Pereții celulari pot fi sparți folosind metode tehnologice folosind tratament termic, măcinare fină sau alte metode. Puteți lua cu dvs. enzime dezvoltate special pentru chlorella, pe care astronauții le vor lua cu mâncare. Oamenii de știință pot dezvolta, de asemenea, Chlorella OMG, al cărei perete poate fi descompus de enzimele umane. Chlorella nu este folosită în prezent pentru nutriție în spațiu, dar este folosită în ecosisteme închise pentru a produce oxigen.

Experimentul cu chlorella a fost efectuat la bordul stației orbitale Salyut-6. În anii 1970, încă se credea că starea în microgravitație nu avea un efect negativ asupra corpului uman - exista prea puține informații. De asemenea, au încercat să studieze efectul asupra organismelor vii folosind chlorella, al cărei ciclu de viață durează doar patru ore. Era convenabil să-l comparăm cu chlorella cultivată pe Pământ.

Dispozitivul IFS-2 a fost destinat creșterii ciupercilor, culturilor de țesuturi și microorganismelor și animalelor acvatice.

Începând cu anii 70, în URSS au fost efectuate experimente pe sisteme închise. În 1972, a început activitatea „BIOS-3” - acest sistem este încă în vigoare. Complexul este dotat cu camere pentru cultivarea plantelor în condiții artificiale controlate - fitotroni. Au cultivat grâu, soia, salată chufu, morcovi, ridichi, sfeclă, cartofi, castraveți, măcriș, varză, mărar și ceapă. Oamenii de știință au reușit să realizeze un ciclu închis de aproape 100% în apă și aer și până la 50-80% în nutriție. Principalele obiective ale Centrului Internațional pentru Sisteme Ecologice Închise sunt de a studia principiile de funcționare a unor astfel de sisteme de diferite grade de complexitate și de a dezvolta baza științifică pentru crearea lor.

Unul dintre experimentele de mare profil care simulează un zbor spre Marte și întoarcerea pe Pământ a fost. Timp de 519 zile, șase voluntari au fost ținuți într-un complex închis. Experimentul a fost organizat de Rocosmos și Academia Rusă de Științe, iar Agenția Spațială Europeană a devenit partener. Erau două sere „la bordul navei” - salata verde creștea într-una, mazărea creștea în cealaltă. În acest caz, scopul nu a fost acela de a cultiva plante în condiții apropiate de spațiu, ci de a afla cât de importante sunt plantele pentru echipaj. Prin urmare, ușile serei au fost sigilate cu un film opac și a fost instalat un senzor pentru a înregistra fiecare deschidere. În fotografia din stânga, Marina Tugusheva, membru al echipajului Mars 500, lucrează cu sere ca parte a unui experiment.

Un alt experiment la bordul „Mars-500” este GreenHouse. În videoclipul de mai jos, membrul expediției Alexey Sitnev vorbește despre experiment și arată o seră cu diverse plante.

Persoana va avea multe șanse. Riscă să se prăbușească în timpul aterizării, să înghețe la suprafață sau pur și simplu să nu ajungă. Și, desigur, mor de foame. Creșterea plantelor este necesară pentru formarea unei colonii, iar oamenii de știință și astronauții lucrează în această direcție, arătând exemple de succes de creștere a unor specii nu numai în condiții de microgravitație, ci și în solul simulat al lui Marte și al Lunii. Coloniștii spațiali vor avea cu siguranță ocazia.

1 tobogan

Fiecare organism viu din natură se găsește numai acolo unde găsește toate condițiile pentru viață: căldură și lumină, protecție împotriva dușmanilor, hrană suficientă și apă. Acesta este habitatul lui. Un organism viu se simte ca acasă în el, dar în alt loc poate muri cu ușurință. Urs - în pădure Cactus - în deșert Rechin - în mare Sundew - în mlaștină CINE ESTE CONFORT UNDE

2 tobogan

Diferitele ființe vii care locuiesc în același habitat sunt strâns legate. Mulți dintre ei nu se pot descurca unul fără celălalt. Organismele care trăiesc împreună și bucata de pământ în care se simt ca acasă formează împreună un sistem ecologic, sau pur și simplu un ecosistem. Ecosistemul este conceput extrem de înțelept: există tot ce ai nevoie pentru viață și nu este nimic de prisos. Secretul unui ecosistem constă în conexiunile alimentare ale locuitorilor săi. În natură, organismele unei specii servesc drept hrană pentru organismele altei specii.

3 slide

Rolul principal în ecosistem revine plantelor. Ele furnizează substanțe organice tuturor locuitorilor ecosistemului. Deoarece plantele creează substanțe organice din lumină, aer, apă și minerale. Plantele servesc ca sursă de hrană pentru restul locuitorilor ecosistemului, motiv pentru care sunt denumite „penătorii de familie”. În plus, plantele purifică aerul eliberând oxigenul necesar organismelor vii să respire.

4 slide

Animalele nu pot transforma mineralele în materie organică. Se hrănesc cu plante sau alte animale și obțin din hrana lor substanțele organice necesare. Prin urmare, animalele sunt numite „mâncători” - acesta este rolul lor principal în ecosistem. În plus, animalele respiră, luând oxigen din aer și eliberând dioxid de carbon.

5 slide

Dacă printre ființele vii ar exista doar „peneți” și „mâncători”, atunci s-ar acumula o mulțime de gunoi în ecosistem: iarba de anul trecut, frunze și ramuri căzute și rămășițe de animale. Dar ele nu se acumulează, ci sunt distruse rapid de ciuperci, bacterii microscopice, precum și de animalele mici care trăiesc sub frunzele căzute. Toți procesează deșeurile naturale și le transformă înapoi în minerale care pot fi folosite din nou de plante. Prin urmare, aceste organisme vii se numesc „scavengers”. Rămășițele defalcate de plante și animale adaugă fertilitate stratului superior al pământului, numit sol.

6 slide

Substanțele dintr-un ecosistem trec de la un organism la altul într-un cerc. Substanțele sunt procesate, își schimbă proprietățile, dar nu dispar, ci sunt folosite din nou și din nou. Ecosistemul nu are nevoie de altceva decât de lumina soarelui. Datorită acestui lucru, ea poate trăi foarte mult timp dacă nimic nu interferează. Plantele nu trebuie udate, fertilizate sau plivite. Animalele nu au nevoie să fie hrănite. Nu este nevoie să curățați deșeurile după ele - „goparii” fac asta.

7 slide

Un ecosistem este o „commonwealth” de natură vie și neînsuflețită în care toți locuitorii se simt ca acasă. Organismele dintr-un ecosistem îndeplinesc trei roluri: „susținătorii de familie”, „mâncătorii” și „scurgerii”. Un ecosistem are tot ce au nevoie locuitorii săi pentru a trăi. Ei primesc doar lumina din spațiu de la soare. Nu există nimic de prisos sau inutil într-un ecosistem: tot ceea ce este produs este folosit pe deplin de către locuitorii săi. Un ecosistem poate exista atâta timp cât se dorește fără ajutor extern.

Subiect:„Omul și locul lui în natură.”

Goluri.

Educational:

• să continue munca sistematică pentru formarea unei imagini holistice elementare a lumii în rândul școlarilor mai mici;
• introducerea ecosistemelor artificiale ale orașelor și satelor ca locuri ale vieții umane (habitat);
• învățați să vedeți diferența dintre economiile oamenilor antici și ale oamenilor moderni, să înțelegeți specificul ecosistemelor artificiale;
• învață elevii să găsească contradicții între economia umană și natură și propun modalități de eliminare a acestora;
• pentru a forma un concept de economie de tip ecologic care se îmbină armonios cu natura.

Educational:

• dezvoltarea capacității de a cunoaște și înțelege lumea din jurul nostru, de a aplica în mod semnificativ cunoștințele dobândite pentru a rezolva probleme educaționale, cognitive și de viață;
• dezvolta vorbirea și gândirea logică;

Educatori:

• să cultivăm o atitudine grijulie față de natura din jurul nostru, utilizarea economică a resurselor naturale și o atitudine grijulie față de lume.

Tip de lecție: lectie de invatare a materialelor noi.

Tip de antrenament: problematic.

Etapele principale ale lecției:

1. Introducerea de noi cunoștințe bazate pe experiența anterioară.
2. Reproducerea noilor cunoștințe.

Echipament:

• înregistrări video pentru a demonstra ecosistemul orașului și al satului;
• pagina de lucru;
• diagrame de referință;
• ilustrații ale unei combinații rezonabile de civilizație și natură.

ÎN CURILE CURĂRILOR

I. Activarea cunoașterii și formularea problemei.

1. Băieți, astăzi avem prima lecție din ultima secțiune a manualului nostru și întregul nostru curs „Lumea și Omul”. Titlul acestei secțiuni este, în opinia mea, puțin neobișnuit. Ce îl face atât de neobișnuit?

Există o notă pe tablă: „Cum ar trebui să trăim?”

Se pare că această întrebare îi îngrijorează pe mulți oameni de pe planeta noastră, indiferent de țara în care trăiesc și de ce limbă comunică între ei. Dar principalul lucru este că acești oameni nu sunt indiferenți la soarta planetei noastre, casa noastră comună.

Sunt convins că tu și cu mine nu trebuie să stăm deoparte și să încercăm să căutăm răspunsul la această întrebare.

Știi ce e asta conferinţă? Și este posibil să ne numesc lecția „ lectie-conferinta”?

Dicţionar: “Conferinţă- o întâlnire, întâlnire a diverselor organizații, inclusiv cele educaționale, pentru a discuta unele probleme speciale.”

(Copiii citesc interpretarea cuvântului „conferință” pe pagina de lucru și discută întrebarea pusă).

Și acum propun, reflectând la întrebarea noastră specială „Cum facem Trăi?"Și " Omul și locul lui în natură”, amintiți-vă ce știm și am studiat.

2. Blitz – test „Testează-ți cunoștințele”:

1. Munții Urali despart Europa și Asia;
2. America a fost descoperită de Cristofor Columb;
3. Volga, Ob, Yenisei, Lena, Amur sunt râurile țării noastre;
4. Există și alte continente la sud de Antarctica;
5. Dacă sunteți atent la utilizarea apei, a luminii, de ex. economisiți energie, atunci natura va fi conservată și oamenii vor trăi mai ușor;
6. Deșertul Sahara este situat în America de Sud;
7. Călătorii se vizitau unul pe altul din insulă în insulă pe jos;
8. Colectarea plantelor comestibile și vânarea animalelor sălbatice este cea mai veche activitate umană;
9. Un ecosistem este o comunitate de natură vie și neînsuflețită pe pământ în care toată lumea se simte ca acasă.
10. Un sistem ecologic este o celulă a învelișului viu al Pământului.

(Copiii ascultă aceste afirmații și pun „+” în tabelul de pe pagina de lucru dacă sunt de acord cu afirmația și „-” dacă nu sunt de acord cu afirmația. După finalizarea sarcinii, profesorul agăță o listă de verificare pe tablă, iar elevii efectuează automonitorizarea și autoverificarea sarcinii finalizate.).

3. Rezolvarea cuvintelor încrucișate în perechi.

1. Om de știință care studiază ecosistemele.
2. Organisme vii care mănâncă alte organisme.
3. Cei mai mici „scavengers”.
4. Organisme cu care „mâncătorii” se hrănesc.

4. Dialogul problemei.

Da, aceștia sunt prietenii noștri Lena și Misha. Să-i ascultăm...

Lena: Omul, dezvoltând știința și tehnologia, încalcă ecosistemele naturale. Deci poate trăi fără ele?

Misha: Nu, Lena, te înșeli. O persoană, ca orice alt organism, are nevoie de alți membri ai ecosistemului său, deoarece trebuie să respire, să mănânce și să participe la ciclul substanțelor.

Și din nou, pentru a treia oară, auzim același cuvânt. Câți dintre voi i-ați acordat atenție? Într-adevăr, acesta este cuvântul „Ecosistem”. (Postat pe tablă).

Ce este un ecosistem?

(Copiii consultă dicționarul de pe pagina de lucru și dau definiții diferite.)

Ce tipuri de ecosisteme există?

– Natural– naturale;
– artificială sunt ecosisteme create de mâna omului.

Dați un exemplu de ecosisteme naturale; ecosisteme artificiale.

5. Enunțarea problemei.

Copii, ce credeți, în care dintre ecosistemele pe care le-ați enumerat există un loc pentru oameni, pentru voi și pentru mine?

II. Descoperirea în colaborare a cunoștințelor.

1. Să luăm în considerare la conferința noastră problemele pe care trebuie să le studiem și să le discutăm:

• gospodării de două persoane;
• unde locuiește o persoană;
• modul în care realizările științei și tehnologiei afectează viața oamenilor, cum sunt utile, de ce sunt dăunătoare și ce pericole se ascunde în utilizarea lor.

2. Cunoașterea independentă a două tipuri de economie umană din paginile unui manual.

3. Lucru colectiv cu clasa prin conversație de rezolvare a problemelor în vederea sistematizării cunoștințelor dobândite:

• Ce făceau oamenii din vechime?
• S-au diferit de animalele sălbatice prin modul în care au obținut hrană?
• Dacă și-au însușit resurse naturale gata făcute, atunci cum s-ar putea numi ferma lor? Formează un cuvânt din verbul „a însuși” care să răspundă la întrebarea ce fel de fermă? (Apropiindu-se).
• De ce au învățat oamenii mai târziu să crească animale domestice și plante cultivate?
• Unde au început oamenii să trăiască?
• Care a devenit ocupația lor principală?
• Dacă oamenii au început să producă alimente și alte produse necesare vieții, atunci cum se poate numi economia lor? Formați un cuvânt din verbul „a produce” care să răspundă la întrebarea ce tip de fermă? (produce)

4. Demonstrarea a două piramide ecologice:

• Care dintre ele simbolizează economia însușitoare și care economia producătoare?
• Care dintre ele poate fi corelată cu un ecosistem natural și care cu un ecosistem artificial?
• Cum ai numi acest ecosistem?

(Ecosistemul unui câmp, grădină, curte, păsări de curte, fermă de animale - ecosistem agricol)

Acesta este primul ecosistem artificial creat de oameni. Aici locuiesc țărani angajați în muncă agricolă.

Al doilea ecosistem artificial creat de oameni pentru propria lor viață este ecosistemul orașului.

Dacă câmpurile, grădinile și curțile de fermă seamănă cu ecosistemele naturale, atunci orașul este izbitor prin inconsecvența sa cu mediul natural. În loc de foșnetul frunzelor și cântecul păsărilor, în oraș se aude zgomotul motoarelor, scârțâitul frânei, bătăitul roților de tramvai pe șine. Pe câmpie, munți de piatră se ridică din clădiri cu mai multe etaje. Din păcate, în oraș există puține plante verzi. Tocmai din cauza lipsei sau absenței de verdeață oamenii – locuitorii orașului în weekend încearcă să părăsească orașul la țară, la pădure, să respire aer curat, să ia o pauză de la zgomotele orașului. Uneori oamenii cred că omul modern este aproape independent de natură. Aceasta este o concepție greșită foarte periculoasă.

Tine minte! Omul din trecut, prezent și viitor este legat de natură prin multe fire invizibile. Ai grija de ea!

Dar, în ciuda tuturor, orașul este un ecosistem pe care oamenii l-au creat pentru a trăi în el.

5. Finalizați sarcina 2 de la pagina 59.

• Ce oportunități au câștigat oamenii creând ecosisteme artificiale?
• Care este relația dintre ecosistemele naturale și cele artificiale? De ce?
• Ce este puterea omului?
• A fost întotdeauna benefic acest lucru oamenilor și mediului?
• Este ciclul în natură închis sau nu?
• Ce se întâmplă sub influența managementului uman? (Poluarea mediului, dispariția plantelor și animalelor, reducerea fertilității solului, lipsa combustibilului etc.)

6. Finalizați sarcina 3 de la pagina 59.

• Care sunt consecințele utilizării de către o persoană a puterii pe care o deține?
• La ce duce asta?
• Ce trebuie reparat?
• Dacă ciclul devine închis, atunci acest tip de economie poate fi numit... (ecologic).
• Ce să fac? Putem ajuta?

Să revenim la concept „ecosistem”.

(Definiția este postată pe tablă)

Ecosistem- aceasta este o astfel de interconexiune (commonwealth) a naturii vie și neînsuflețite, în care toți locuitorii ei se simt ca acasă.

7. Lucrați la cuvintele cheie:

• Commonwealth
• Natura vie
• Natura neînsuflețită
• Toate? Cine sunt toți?
• Cum esti acasa?

III. Atelier de aplicare și utilizare independentă a cunoștințelor dobândite.

• Răspunsuri la întrebări de la pagina 59.
• Efectuați 2-3 sarcini opționale (1, 4, 5, 7, 8).
• Completați tabelul de pe pagina de lucru. Calculează-ți punctele și vei afla cât de bine ai grijă de natura în ecosistemul orașului.

		1
		1
		1
		1
Am hrănit păsările toată iarna.		2
Nu deranjez păsările de la cuib.		1
Am făcut o casă rezidențială de cuibărit pentru păsări.		3
		1
Am plantat un copac.		5

13–16 puncte - ești un om grozav, un conservator. Toată lumea vă poate urma exemplul.

9–12 puncte – știi să fii prieten cu natura.

Mai puțin de 9 puncte - ai la ce să te gândești. Încearcă să fii mai atent la natura din jurul tău.

IV. Rezumând lecția - conferință.

• Schimb de opinii cu privire la îndeplinirea sarcinilor;
• Ce nou ai învățat la lecție?
• De ce este puterea umană o mare amenințare pentru întreaga lume din jurul nostru?

O persoană are două căi. Primul este ca toți oamenii să zboare împreună în spațiu și să se stabilească pe alte planete. Dar dacă acest lucru devine posibil, nu va fi foarte curând, poate peste sute și sute de ani.

A doua cale este să vă adaptați la natură, să învățați să nu o distrugeți, să nu perturbați o economie stabilită și să încercați să începeți să restaurați ceea ce a fost distrus și deteriorat. Și tratați natura actuală cu grijă, protejând ceea ce rămâne. Poate că această cale este singura posibilă.

V. Tema pentru acasă.

Lecția nr. 12, sarcina 6.

ANEXA 1

PAGINA DE LUCRU

Elevi)______________________________

TEMA: „Cum ar trebui să trăim?
Omul și locul lui în natură.”

Plan.

1. Fermele a doi oameni.
2. Unde locuiește o persoană?
3. Cum ar trebui să trăim?

Exercitiul 1. Blitz - test.

Sarcina 2. Cuvinte încrucișate.

1. Om de știință care studiază ecosistemele.
2. Organisme vii care mănâncă alte organisme (plante și animale).
3. Un gaz necesar pentru respirație de către toate organismele vii.
4. Ce primește ecosistemul din spațiu?
5. Cei mai mici „scavengers”.
6. Organisme care procesează deșeurile și resturile de organisme vii.
7. Organul unei plante în care are loc transformarea substanțelor neînsuflețite în material organic pentru toate organismele.
8. Fertilizarea pentru a crește randamentul plantelor.
9. Organisme cu care mâncătorii se hrănesc.
10. Stratul superior fertil al solului din care planta primește apă și substanțe nutritive.

Sarcina 3. Descoperirea de noi concepte.

1.____________________

2.____________________

3.____________________

4.____________________

5.____________________

6.____________________

7.____________________

8.____________?_______

Sarcina 4. Tabel - test.

Lucruri utile	Semn de finalizare	Puncte
Opresc lumina când ies din cameră.		1
Închid robinetul când ies din baie.		1
Încerc să nu culeg flori în pădure și parc.		1
Nu sparg copacii pentru un foc, ci iau lemne moarte.		1
Am hrănit păsările toată iarna.		2
Nu deranjez păsările de la cuib.		1
Am făcut o casă de cuibărit pentru păsări.		3
Am grijă de plante și animale de casă.		1
Am plantat un copac.		5

ANEXA 2

DICŢIONAR.

CONFERINȚA - o întâlnire a diferitelor organizații, inclusiv organizații educaționale, pentru a discuta unele probleme speciale.

ECOSISTEMUL– organisme vii care trăiesc împreună și acea bucată de pământ pe care se simt ca acasă.

ECOSISTEMUL- o mică parte a biosferei. În acest sistem puteți găsi multe elemente ale biosferei: aer, sol, apă, roci.

ECOSISTEMUL– unitatea naturii vii și neînsuflețite, în care organismele vii de diferite profesii sunt capabile să mențină în comun circulația substanțelor.

ECOSISTEM – este o comunitate de organisme vii în unitate cu locul în care trăiesc.

ECOSISTEM – Aceasta este o astfel de relație între natura vie și cea neînsuflețită, în care toți locuitorii se simt ca acasă.

Doctor în Științe Economice Y. SHISHKOV

Vedem cerul albastru fără fund, păduri și pajiști verzi, auzim păsările cântând, respirăm aer format aproape în întregime din azot și oxigen, înotăm de-a lungul râurilor și mărilor, bem apă sau o folosim, facem plajă în razele blânde ale soarelui - și percepem toate acestea ca fiind naturale și obișnuite. Se pare că nu poate fi altfel: așa a fost mereu, așa va fi pentru totdeauna! Dar aceasta este o concepție greșită profundă, născută din obiceiurile de zi cu zi și din ignoranța despre cum și de ce planeta Pământ a devenit așa cum o cunoaștem. Planetele structurate diferit de ale noastre nu numai că pot exista, dar există de fapt în Univers. Dar există planete undeva în adâncurile spațiului cu condiții de mediu mai mult sau mai puțin apropiate de cele de pe Pământ? Această posibilitate este extrem de ipotetică și minimă. Pământul este, dacă nu unic, atunci, în orice caz, un produs „pe bucată” al naturii.

Principalele ecosisteme ale planetei. Munții, pădurile, deșerturile, mările, oceanele – natură încă relativ pură – și mega-orașele sunt centrul vieții și activității oamenilor care pot transforma Pământul într-o groapă completă.

Pământul este văzut atât de frumos din spațiu - o planetă unică care a dat naștere vieții.

Știință și viață // Ilustrații

Figura arată etapele evoluției planetei Pământ și dezvoltarea vieții pe aceasta.

Acestea sunt doar câteva dintre consecințele negative cauzate de activitățile umane pe Pământ. Apele mărilor și oceanelor sunt poluate cu petrol, deși există mai multe modalități de a-l colecta. Dar apele sunt înfundate și cu deșeuri menajere comune.

Nu există un continent locuit în care fabricile și fabricile să nu fumeze, schimbând atmosfera din jur în rău.

Știință și viață // Ilustrații

Imaginea este tipică pentru orice oraș important de pe Pământ: șiruri nesfârșite de mașini, ale căror gaze de eșapament îmbolnăvesc oamenii, mor copacii...

Știință și viață // Ilustrații

Știință și viață // Ilustrații

Știință și viață // Ilustrații

Știință și viață // Ilustrații

Producția prietenoasă cu mediul este singurul lucru care va face posibil, dacă nu să facem planeta mai curată, atunci măcar să o lăsăm așa cum am primit-o.

Dezvoltarea îndelungată a ecosistemului Pământului

În primul rând, să ne amintim cum a decurs evoluția Sistemului Solar. Cu aproximativ 4,6 miliarde de ani în urmă, unul dintre numeroșii nori de gaz și praf învolburați din galaxia noastră a început să se condenseze și să se transforme în Sistemul Solar. În interiorul norului s-a format un pâlc principal sferic, apoi încă rece, rotativ, format din gaz (hidrogen și heliu) și praf cosmic (fragmente de atomi de elemente chimice mai grele din stele gigantice explodate anterior) - viitorul Soare. Sub influența gravitației în creștere, aglomerații mai mici ale aceluiași nor au început să orbiteze în jurul lui - viitoare planete, asteroizi, comete. Orbitele unora dintre ele s-au dovedit a fi mai aproape de Soare, altele - mai departe, unele au fost construite din aglomerări mari de materie interstelară, altele - din altele mai mici.

La început nu a contat prea mult. Dar, în timp, forțele gravitaționale au densificat din ce în ce mai mult Soarele și planetele. Iar gradul de compactare depinde de masa lor inițială. Și cu cât aceste cheaguri de materie erau comprimate mai mult, cu atât s-au încălzit mai mult din interior. În acest caz, elementele chimice grele (în primul rând fier, silicați) s-au topit și s-au scufundat în centru, în timp ce cele ușoare (hidrogen, heliu, carbon, azot, oxigen) au rămas la suprafață. Combinându-se cu hidrogenul, carbonul s-a transformat în metan, azotul în amoniac, oxigenul în apă. În acel moment, frigul cosmic domnea pe suprafața planetelor, așa că toți compușii erau sub formă de gheață. Deasupra părții solide era un strat gazos de hidrogen și heliu.

Cu toate acestea, masa chiar și a unor planete atât de mari precum Jupiter și Saturn s-a dovedit a fi insuficientă pentru ca presiunea și temperatura din centrele lor să atingă punctul în care începe o reacție termonucleară și o astfel de reacție a început în interiorul Soarelui. S-a încălzit și acum aproximativ patru miliarde de ani s-a transformat într-o stea, trimițând în spațiu nu numai radiații de undă - lumină, căldură, raze X și raze gamma, ci și așa-numitul vânt solar - fluxuri de particule încărcate de materie (protoni). și electroni).

Au început testele pentru planetele în formare. Au fost loviți de fluxurile de energie termică de la Soare și vântul solar. Suprafața rece a protoplanetelor s-a încălzit, nori de hidrogen și heliu s-au ridicat deasupra lor, iar mase înghețate de apă, metan și amoniac s-au topit și au început să se evapore. Conduse de vântul solar, aceste gaze au fost transportate în spațiu. Gradul unei astfel de „dezbrăcări” a planetelor primare a determinat distanța dintre orbitele lor față de Soare: cele mai apropiate de acesta s-au evaporat și au fost suflate de vântul solar cel mai intens. Pe măsură ce planetele „s-au subțiet”, câmpurile lor gravitaționale s-au slăbit, iar evaporarea și deflația au crescut până când planetele cele mai apropiate de Soare au fost complet dispersate în spațiu.

Mercur, cea mai apropiată planetă supraviețuitoare de Soare, este un corp ceresc relativ mic, foarte dens, cu un miez metalic, dar cu un câmp magnetic abia vizibil. Este practic lipsită de atmosferă, iar suprafața sa este acoperită cu roci sinterizate, care în timpul zilei sunt încălzite de Soare la 420-430 o C și, prin urmare, nu poate fi apă lichidă aici. Venus, care este mai îndepărtată de Soare, este foarte asemănătoare ca mărime și densitate cu planeta noastră. Are un miez de fier aproape la fel de mare, dar din cauza rotației sale lente în jurul axei sale (de 243 de ori mai lent decât Pământul), îi lipsește un câmp magnetic care să-l protejeze de vântul solar, care este distructiv pentru toată viața. Venus, totuși, a păstrat o atmosferă destul de puternică, constând din 97% dioxid de carbon (CO 2) și mai puțin de 2% azot. Această compoziție de gaz creează un puternic efect de seră: CO 2 împiedică radiația solară reflectată de suprafața venusiană să scape în spațiu, motiv pentru care suprafața planetei și straturile inferioare ale atmosferei sale sunt încălzite la 470 ° C. Într-un astfel de infern, nu se poate vorbi despre apă lichidă și, prin urmare, despre organisme vii.

Celălalt vecin al nostru, Marte, are aproape jumătate din dimensiunea Pământului. Și deși are un miez metalic și se rotește pe axa sa aproape cu aceeași viteză ca Pământul, nu are câmp magnetic. De ce? Miezul său metalic este foarte mic și, cel mai important, nu este topit și, prin urmare, nu induce un astfel de câmp. Drept urmare, suprafața lui Marte este bombardată în mod constant de fragmente încărcate de nuclee de hidrogen și alte elemente, care sunt ejectate continuu de Soare. Atmosfera lui Marte este similară ca compoziție cu cea a lui Venus: 95% CO 2 și 3% azot. Dar din cauza gravitației slabe a acestei planete și a vântului solar, atmosfera ei este extrem de rarefiată: presiunea pe suprafața lui Marte este de 167 de ori mai mică decât pe Pământ. La această presiune nu poate exista nici apă lichidă acolo. Cu toate acestea, nu este pe Marte din cauza temperaturii scăzute (în medie minus 33 o C în timpul zilei). Vara la ecuator se ridică la maximum 17°C, iar iarna la latitudini mari scade la minus 125°C, când dioxidul de carbon atmosferic se transformă și în gheață - asta explică creșterea sezonieră a calotelor polare albe ale Marte.

Planetele mari, Jupiter și Saturn, nu au deloc o suprafață solidă - straturile lor superioare sunt formate din hidrogen lichid și heliu, iar straturile inferioare sunt formate din elemente grele topite. Uranus este o minge lichidă cu un miez de silicați topiți, deasupra miezului se află un ocean de apă fierbinte la aproximativ 8 mii de kilometri adâncime și, mai presus de toate, este o atmosferă de hidrogen-heliu cu o grosime de 11 mii de kilometri. Cele mai îndepărtate planete, Neptun și Pluto, sunt la fel de improprii pentru originea vieții biologice.

Doar Pământul a avut noroc. O combinație aleatorie de circumstanțe (cele principale fiind masa inițială în stadiul de protoplanetă, distanța de la Soare, viteza de rotație în jurul axei sale și prezența unui miez de fier semi-lichid, care îi conferă un câmp magnetic puternic care o protejează de vântul solar) a permis planetei să devină în cele din urmă ceea ce suntem obișnuiți să o vedem. Evoluția geologică îndelungată a Pământului a dus la apariția vieții doar pe acesta.

În primul rând, compoziția gazelor din atmosfera pământului s-a schimbat. Inițial, se pare că a constat din hidrogen, amoniac, metan și vapori de apă. Apoi, interacționând cu hidrogenul, metanul s-a transformat în CO 2, iar amoniacul în azot. Nu exista oxigen în atmosfera primară a Pământului. Pe măsură ce s-a răcit, vaporii de apă s-au condensat în apă lichidă și au format oceane și mări care au acoperit trei sferturi din suprafața pământului. Cantitatea de dioxid de carbon din atmosferă a scăzut: s-a dizolvat în apă. În timpul erupțiilor vulcanice continue, caracteristice primelor etape ale istoriei Pământului, o parte din CO 2 a fost legată în compuși carbonatați. Scăderea dioxidului de carbon din atmosferă a slăbit efectul de seră pe care l-a creat: temperatura de pe suprafața Pământului a scăzut și a început să difere radical de ceea ce a existat și există pe Mercur și pe Venus.

Mările și oceanele au jucat un rol decisiv în evoluția biologică a Pământului. Atomii diferitelor elemente chimice dizolvate în apă au interacționat pentru a forma compuși anorganici noi, mai complecși. Din ele, sub influența descărcărilor electrice ale fulgerelor, a radiațiilor radioactive ale metalelor și a erupțiilor vulcanice subacvatice în apa de mare, au apărut cei mai simpli compuși organici - aminoacizii, acele „blocuri” inițiale din care sunt compuse proteinele - baza vieții. organisme. Majoritatea acestor aminoacizi simpli s-au dezintegrat, dar unii dintre ei, devenind mai complexi, au devenit organisme primare unicelulare, cum ar fi bacteriile, capabile să se adapteze la mediul lor și să se reproducă.

Deci, în urmă cu aproximativ 3,5 miliarde de ani, a început o nouă etapă calitativ în istoria geologică a Pământului. Evoluția sa chimică a fost completată (sau mai bine zis, împinsă în fundal) de evoluția biologică. Nicio altă planetă din sistemul solar nu știa asta.

A mai trecut aproximativ un miliard și jumătate de ani înainte ca clorofila și alți pigmenți să apară în celulele unor bacterii, capabile să efectueze fotosinteza sub influența luminii solare - transformând moleculele de dioxid de carbon (CO 2 ) și apă (H 2 O) în compuși organici și oxigen liber (O 2). Acum radiația luminoasă a Soarelui a început să servească creșterii nesfârșite a biomasei, dezvoltarea vieții organice a mers mult mai rapid.

Și mai departe. Sub influența fotosintezei, care absoarbe dioxidul de carbon și eliberează oxigen nelegat, compoziția gazoasă a atmosferei terestre s-a schimbat: ponderea CO 2 a scăzut, iar ponderea O 2 a crescut. Pădurile care acoperă terenul au accelerat acest proces. Și acum aproximativ 500 de milioane de ani, au apărut cele mai simple vertebrate de păsări de apă. După aproximativ 100 de milioane de ani, cantitatea de oxigen a atins un nivel care a permis unor vertebrate să ajungă pe uscat. Nu numai pentru că toate animalele terestre respiră oxigen, ci și datorită faptului că în straturile superioare ale atmosferei a apărut un strat protector de ozon (O 3) la o altitudine de 25-30 de kilometri, absorbind o parte semnificativă a ultravioletelor. și radiația cu raze X a Soarelui, care este distructivă pentru animalele terestre.

Compoziția atmosferei pământului dobândise până la acest moment proprietăți extrem de favorabile pentru dezvoltarea ulterioară a vieții: 78% azot, 21% oxigen, 0,9% argon și foarte puțin (0,03%) dioxid de carbon, hidrogen și alte gaze. Cu o astfel de atmosferă, Pământul, primind destul de multă energie termică de la Soare, aproximativ 40% din aceasta, spre deosebire de Venus, se reflectă în spațiu, iar suprafața pământului nu se supraîncălzi. Dar asta nu este tot. Energia solară termică, care ajunge aproape liber pe Pământ sub formă de radiație cu undă scurtă, este reflectată în spațiu ca radiație infraroșie cu undă lungă. Este parțial reținut de vaporii de apă, dioxidul de carbon, metanul, oxidul de azot și alte gaze conținute în atmosferă, creând un efect de seră natural. Datorită acesteia, se menține o temperatură moderată mai mult sau mai puțin stabilă în straturile inferioare ale atmosferei și pe suprafața Pământului, care este cu aproximativ 33 o C mai mare decât ar fi fost dacă nu ar fi existat efectul natural de seră.

Astfel, pas cu pas, pe Pământ s-a format un sistem ecologic unic, potrivit vieții. Miezul mare de fier, pe jumătate topit, și rotația rapidă a Pământului în jurul axei sale creează un câmp magnetic suficient de puternic, care forțează fluxurile de protoni și electroni solari să curgă în jurul planetei noastre, fără a-i provoca daune semnificative chiar și în perioadele de creștere. radiația solară (chiar dacă nucleul este mai mic și mai dur, iar dacă rotația Pământului ar fi mai lentă, acesta ar rămâne fără apărare împotriva vântului solar). Și datorită câmpului magnetic și a masei semnificative, Pământul a păstrat un strat destul de gros de atmosferă (aproximativ 1000 km grosime), creând un regim termic confortabil la suprafața planetei și o abundență de apă lichidă - o condiție indispensabilă pentru originea si evolutia vietii.

Pe parcursul a două miliarde de ani, numărul diferitelor specii de plante și animale de pe planetă a ajuns la aproximativ 10 milioane. Dintre acestea, 21% sunt plante, aproape 76% sunt animale nevertebrate și puțin mai mult de 3% sunt vertebrate, dintre care doar o zecime sunt mamifere. În fiecare zonă naturală și climatică, ele se completează ca verigi în trofic, adică hrană, lanț, formând o biocenoză relativ stabilă.

Biosfera care a apărut pe Pământ se integrează treptat în ecosistem și a devenit componenta sa integrală, participând la ciclul geologic al energiei și materiei.

Organismele vii sunt componente active ale multor cicluri biogeochimice, care implică apă, carbon, oxigen, azot, hidrogen, sulf, fier, potasiu, calciu și alte elemente chimice. Din faza anorganică trec în faza organică, iar apoi, sub formă de deșeuri de la plante și animale sau rămășițele acestora, revin în faza anorganică. Se estimează, de exemplu, că o șapte parte din tot dioxidul de carbon și 1/4500 din oxigen trec anual prin faza organică. Dacă fotosinteza de pe Pământ s-ar opri dintr-un motiv oarecare, oxigenul liber ar dispărea din atmosferă în aproximativ două mii de ani. Și, în același timp, toate plantele verzi și toate animalele ar dispărea, cu excepția celor mai simple organisme anaerobe (anumite tipuri de bacterii, drojdie și viermi).

Ecosistemul Pământului se autosusține datorită altor cicluri de substanțe care nu au legătură cu funcționarea biosferei - să ne amintim de ciclul apei din natură, cunoscut de la școală. Întregul set de cicluri biologice și non-biologice strâns interconectate formează un sistem ecologic complex de autoreglare care se află în relativ echilibru. Cu toate acestea, stabilitatea sa este foarte fragilă și vulnerabilă. Dovadă în acest sens sunt catastrofele planetare repetate, a căror cauză a fost fie căderea unor corpuri cosmice mari pe Pământ, fie erupții vulcanice puternice, din cauza cărora furnizarea de lumină solară la suprafața pământului a scăzut pentru o lungă perioadă de timp. De fiecare dată, astfel de dezastre au dus de la 50 la 96% din biota pământului. Dar viața a renăscut din nou și a continuat să se dezvolte.

Homo sapiens agresiv

Apariția plantelor fotosintetice, așa cum am menționat deja, a marcat o nouă etapă în dezvoltarea Pământului. O astfel de schimbare geologică dramatică a fost generată de organisme vii relativ simple, care nu au inteligență. De la oameni, un organism extrem de organizat, dotat cu o inteligență puternică, este firesc să ne așteptăm la un impact mult mai tangibil asupra ecosistemului Pământului. Strămoșii îndepărtați ai unei astfel de creaturi - hominidele - au apărut, conform diferitelor estimări, cu aproximativ 3 până la 1,8 milioane de ani în urmă, neanderthalienii - aproximativ 200-100 de mii, iar Homo sapiens sapiens modern - cu doar 40 de mii de ani în urmă. În geologie, chiar și trei milioane de ani se încadrează în limitele erorii cronologice, iar 40 de mii reprezintă doar o milioneme din vârsta Pământului. Dar chiar și în acest moment geologic, oamenii au reușit să submineze complet echilibrul ecosistemului său.

În primul rând, pentru prima dată în istorie, creșterea populației Homo sapiens nu a fost echilibrată de limitări naturale: nici lipsa de hrană, nici prădătorii care mănâncă oameni. Odată cu dezvoltarea instrumentelor (mai ales după revoluția industrială), oamenii au căzut practic din lanțul trofic obișnuit și au câștigat oportunitatea de a se reproduce aproape la infinit. Cu doar două mii de ani în urmă erau aproximativ 300 de milioane, iar până în 2003 populația pământului a crescut de 21 de ori, la 6,3 miliarde.

Al doilea. Spre deosebire de toate celelalte specii biologice care au un habitat mai mult sau mai puțin limitat, oamenii s-au așezat pe întreaga suprafață a pământului, indiferent de condițiile sol-climatice, geologice, biologice și de altă natură. Numai din acest motiv, gradul influenței lor asupra naturii nu este comparabil cu influența oricărei alte creaturi. Și în cele din urmă, datorită inteligenței lor, oamenii nu se adaptează atât la mediul natural, cât adaptează acest mediu la nevoile lor. Iar o astfel de adaptare (până de curând spuneau cu mândrie: „cucerirea naturii”) capătă un caracter din ce în ce mai ofensiv, chiar agresiv.

Timp de multe milenii, oamenii nu au simțit aproape nicio restricție din partea mediului. Iar dacă au văzut că în zona imediată a scăzut cantitatea de vânat pe care o exterminau, s-au epuizat solurile cultivate sau pajiştile pentru păşunat, atunci au migrat într-un loc nou. Și totul s-a repetat. Resursele naturale păreau inepuizabile. Doar uneori o astfel de abordare pur consumeristă a mediului s-a soldat cu un eșec. În urmă cu peste nouă mii de ani, sumerienii au început să dezvolte agricultura irigată pentru a hrăni populația în creștere din Mesopotamia. Cu toate acestea, sistemele de irigare pe care le-au creat de-a lungul timpului au dus la afundarea și salinizarea solului, care a fost principalul motiv al morții civilizației sumeriene. Alt exemplu. Civilizația mayașă, care a înflorit în ceea ce este acum Guatemala, Honduras și sud-estul Mexicului, s-a prăbușit cu aproximativ 900 de ani în urmă, în principal din cauza eroziunii solului și a colmației râurilor. Aceleași motive au provocat căderea vechilor civilizații agricole din Mesopotamia din America de Sud. Aceste cazuri sunt doar excepții de la regulă, care spune: trage cât poți de mult din fântâna fără fund al naturii. Și oamenii au desenat din el fără să se uite la starea ecosistemului.

Până în prezent, oamenii au adaptat aproximativ jumătate din terenul pământului pentru nevoile lor: 26% pentru pășuni, 11% fiecare pentru teren arabil și silvicultură, restul de 2-3% pentru construcția de locuințe, instalații industriale, transport și sectorul serviciilor. . Ca urmare a defrișărilor, terenurile agricole au crescut de șase ori din 1700. Dintre sursele disponibile de apă dulce proaspătă, omenirea folosește mai mult de jumătate. În același timp, aproape jumătate din râurile planetei au devenit semnificativ mai puțin adânci sau poluate, iar aproximativ 60% din cele mai mari 277 de căi navigabile sunt blocate de baraje și alte structuri inginerești, ceea ce a dus la crearea de lacuri artificiale și la schimbări în ecologie. a lacurilor de acumulare și a gurilor de râu.

Oamenii au degradat sau distrus habitatele multor reprezentanți ai florei și faunei. Numai din 1600, 484 de specii de animale și 654 de specii de plante au dispărut pe Pământ. Mai mult de o opta parte din cele 1.183 de specii de păsări și o pătrime din cele 1.130 de specii de mamifere sunt acum amenințate cu dispariția de pe fața Pământului.

Oceanele lumii au suferit mai puțin din cauza oamenilor. Oamenii folosesc doar opt procente din productivitatea sa originală. Dar chiar și aici și-a lăsat „urma” rea, prinzând două treimi din animalele marine la limită și perturbând ecologia multor alți locuitori ai mării. Numai în timpul secolului al XX-lea, aproape jumătate din toate pădurile de mangrove de coastă au fost distruse și o zecime din recifele de corali au fost distruse ireversibil.

Și, în sfârșit, o altă consecință neplăcută a umanității în creștere rapidă sunt deșeurile industriale și menajere. Din masa totală a materiilor prime naturale extrase, nu mai mult de o zecime este convertită în produsul de consum final, restul merge la gropile de gunoi. Omenirea, conform unor estimări, produce de 2000 de ori mai multe deșeuri organice decât restul biosferei. Astăzi, amprenta ecologică a Homo sapiens depășește impactul negativ asupra mediului al tuturor celorlalte ființe vii combinate. Omenirea s-a apropiat de o fundătură ecologică sau, mai degrabă, de marginea unei stânci. Din a doua jumătate a secolului XX, criza întregului sistem ecologic al planetei a crescut. Este generată de mai multe motive. Să luăm în considerare doar cele mai importante dintre ele - poluarea atmosferei pământului.

Progresul tehnologic a creat multe modalități de poluare. Acestea sunt diverse instalații staționare care transformă combustibilii solizi și lichizi în energie termică sau electrică. Acestea sunt vehiculele (mașinile și avioanele sunt, fără îndoială, lideri) și agricultura cu deșeurile sale putrede din agricultură și creșterea animalelor. Acestea sunt procese industriale din metalurgie, producție chimică etc. Acestea sunt deșeurile municipale și, în sfârșit, extracția combustibililor fosili (amintiți-vă, de exemplu, arderile de fum în mod constant în zăcămintele de petrol și gaze sau mormanele de deșeuri din apropierea minelor de cărbune).

Aerul este otrăvit nu numai de gazele primare, ci și de cele secundare, care se formează în atmosferă în timpul reacției celor dintâi cu hidrocarburi sub influența luminii solare. Dioxidul de sulf și diverși compuși de azot oxidează picăturile de apă care se adună în nori. O astfel de apă acidulată, căzând sub formă de ploaie, ceață sau zăpadă, otrăvește solul, corpurile de apă și distruge pădurile. În Europa de Vest, peștii de lac se sting în jurul marilor centre industriale, iar pădurile se transformă în cimitire de copaci morți, goi. Animalele din pădure din astfel de locuri mor aproape complet.

Aceste catastrofe cauzate de poluarea antropică a atmosferei, deși sunt universale, sunt totuși mai mult sau mai puțin localizate spațial: ele acoperă doar anumite zone ale planetei. Cu toate acestea, unele tipuri de poluare capătă scară planetară. Vorbim despre emisiile de dioxid de carbon, metan și oxid de azot în atmosferă, care sporesc efectul de seră natural. Emisiile de dioxid de carbon în atmosferă creează aproximativ 60% din efectul de seră suplimentar, metanul - aproximativ 20%, alți compuși ai carbonului - încă 14%, iar restul de 6-7% provine din oxid de azot.

În condiții naturale, conținutul de CO 2 din atmosferă în ultimele câteva sute de milioane de ani este de aproximativ 750 de miliarde de tone (aproximativ 0,3% din greutatea totală a aerului din straturile de suprafață) și se menține la acest nivel datorită faptului că excesul său de masă este dizolvat în apă și absorbit de plante în timpul procesului de fotosinteză. Chiar și o perturbare relativ mică a acestui echilibru amenință schimbări semnificative în ecosistem, cu consecințe greu de prezis atât pentru climă, cât și pentru plantele și animalele care s-au adaptat la acesta.

În ultimele două secole, omenirea a adus o „contribuție” semnificativă la perturbarea acestui echilibru. În 1750, a emis doar 11 milioane de tone de CO 2 în atmosferă. Un secol mai târziu, emisiile au crescut de 18 ori, ajungând la 198 de milioane de tone, iar o sută de ani mai târziu, au crescut de 30 de ori, ajungând la 6 miliarde de tone. Până în 1995, această cifră s-a dublat de patru ori la 24 de miliarde de tone. Conținutul de metan din atmosferă sa dublat aproximativ în ultimele două secole. Și capacitatea sa de a spori efectul de seră este de 20 de ori mai mare decât CO 2.

Consecințele au fost imediate: în secolul al XX-lea, temperatura medie a suprafeței globale a crescut cu 0,6°C. Ar părea un fleac. Dar chiar și o astfel de creștere a temperaturii este suficientă pentru ca secolul al XX-lea să fie cel mai cald din ultimul mileniu, iar anii 90 să fie cel mai cald din secolul trecut. Stratul de zăpadă de pe suprafața pământului a scăzut cu 10% de la sfârșitul anilor 1960, iar grosimea gheții din Oceanul Arctic a scăzut cu mai mult de un metru în ultimele decenii. Drept urmare, nivelul Oceanului Mondial a crescut cu 7-10 centimetri în ultima sută de ani.

Unii sceptici consideră că încălzirea climatică provocată de om este un mit. Ei spun că există cicluri naturale de fluctuații de temperatură, dintre care unul se observă acum, iar factorul antropic este exagerat. Există cicluri naturale de fluctuații de temperatură în atmosfera apropiată de Pământ. Dar ele sunt măsurate în multe decenii, unele în secole. Încălzirea climatică observată în ultimele două secole nu numai că nu se încadrează în ciclicitatea naturală obișnuită, dar are loc și nefiresc de rapid. Grupul Interguvernamental pentru Schimbări Climatice, care colaborează cu oameni de știință din întreaga lume, a raportat la începutul anului 2001 că schimbările cauzate de om deveneau din ce în ce mai clare, că încălzirea se accelerează și efectele sale erau mult mai severe decât se credea anterior. Este de așteptat, în special, ca până în 2100 temperatura medie a suprafeței pământului la diferite latitudini să crească cu încă 1,4-5,8 ° C, cu toate consecințele care decurg.

Încălzirea climatică este distribuită inegal: la latitudinile nordice este mai pronunțată decât la tropice. Prin urmare, în secolul curent, temperaturile de iarnă vor crește cel mai vizibil în Alaska, nordul Canadei, Groenlanda, nordul Asiei și Tibet, iar temperaturile de vară în Asia Centrală. Această distribuție a încălzirii implică o modificare a dinamicii fluxurilor de aer și, prin urmare, o redistribuire a precipitațiilor. Și aceasta, la rândul său, dă naștere la tot mai multe dezastre naturale - uragane, inundații, secete, incendii forestiere. În secolul al XX-lea, aproximativ 10 milioane de oameni au murit în astfel de dezastre. Mai mult, numărul dezastrelor majore și consecințele lor distructive sunt în creștere. Au fost 20 de dezastre naturale de amploare în anii 50, 47 în anii 70 și 86 în anii 90. Pagubele cauzate de dezastrele naturale sunt enorme (vezi graficul).

Primii ani ai acestui secol au fost marcați de inundații fără precedent, uragane, secete și incendii forestiere.

Și acesta este doar începutul. Încălzirea în continuare a climei la latitudini înalte amenință dezghețarea permafrostului în nordul Siberiei, Peninsula Kola și regiunile subpolare din America de Nord. Aceasta înseamnă că fundațiile de sub clădiri din Murmansk, Vorkuta, Norilsk, Magadan și alte zeci de orașe și orașe care stau pe pământ înghețat vor pluti (semnele unui dezastru care se apropie au fost deja observate în Norilsk). Cu toate acestea, asta nu este tot. Învelișul de permafrost se dezgheță și se deschide o ieșire pentru acumulările uriașe de metan depozitate sub ea de mii de ani, un gaz care provoacă un efect de seră crescut. S-a înregistrat deja că metanul în multe locuri din Siberia începe să se scurgă în atmosferă. Dacă clima de aici se încălzește puțin mai mult, emisiile de metan vor deveni masive. Rezultatul este o creștere a efectului de seră și o și mai mare încălzire a climei pe întreaga planetă.

Conform scenariului pesimist, din cauza încălzirii climatice, până în 2100 nivelul Oceanului Mondial va crește cu aproape un metru. Și apoi coasta de sud a Mării Mediterane, coasta de vest a Africii, Asia de Sud (India, Sri Lanka, Bangladesh și Maldive), toate țările de coastă din Asia de Sud-Est și atolii de corali din Oceanul Pacific și Indian vor deveni scena. a unui dezastru natural. Numai în Bangladesh, marea amenință să înece aproximativ trei milioane de hectare de pământ și să forțeze strămutarea a 15-20 de milioane de oameni. În Indonezia, 3,4 milioane de hectare ar putea fi inundate și cel puțin două milioane de persoane strămutate. Pentru Vietnam, aceste cifre ar fi două milioane de hectare și zece milioane de persoane strămutate. Iar numărul total de astfel de victime din întreaga lume ar putea ajunge la aproximativ un miliard.

Potrivit experților UNEP, costurile cauzate de încălzirea climei Pământului vor continua să crească. Costurile pentru apărarea împotriva creșterii nivelului mării și a valurilor mari de furtună ar putea ajunge la 1 miliard de dolari pe an. Dacă concentrația de CO 2 în atmosferă se va dubla în comparație cu nivelurile preindustriale, agricultura și silvicultură globală vor pierde până la 42 de miliarde de dolari anual din cauza secetelor, inundațiilor și incendiilor, iar sistemul de alimentare cu apă se va confrunta cu costuri suplimentare (aproximativ 47 de miliarde de dolari). până în 2050.

Omul conduce tot mai mult natura și el însuși într-o fundătură, din care este din ce în ce mai greu să ieși. Remarcabilul matematician și ecologist rus Academician N. N. Moiseev a avertizat că biosfera, la fel ca orice sistem complex neliniar, își poate pierde stabilitatea, în urma căreia va începe tranziția sa ireversibilă la o anumită stare cvasi-stabilă. Este mai mult decât probabil ca în această nouă stare parametrii biosferei să fie nepotriviți vieții umane. Prin urmare, nu ar fi greșit să spunem că omenirea se echilibrează pe muchia briciului. Cât timp se poate echilibra așa? În 1992, două dintre cele mai autorizate organizații științifice din lume - Societatea Regală Britanică și Academia Națională de Științe Americană - au declarat în comun: „Viitorul planetei noastre atârnă în balanță. Dezvoltarea durabilă poate fi realizată, dar numai dacă degradarea ireversibilă a planetei este oprită în timp. Următorii 30 de ani vor fi decisivi." La rândul său, N.N. Moiseev a scris că „o astfel de catastrofă s-ar putea să nu se întâmple într-un viitor incert, dar poate deja la mijlocul secolului XXI”.

Dacă aceste prognoze sunt corecte, atunci, după standardele istorice, mai rămâne foarte puțin timp pentru a găsi o cale de ieșire - de la trei până la cinci decenii.

Cum să ieși dintr-o fundătură?

Timp de multe sute de ani, oamenii au fost absolut convinși: omul a fost creat de Creator ca coroana naturii, conducătorul și transformatorul ei. Un astfel de narcisism este încă susținut de principalele religii ale lumii. Mai mult, o astfel de ideologie homocentrică a fost susținută de remarcabilul geolog și geochimist rus V.I. Vernadsky, care a formulat în anii 20 ai secolului trecut ideea de tranziție a biosferei în noosferă (din grecescul noos - minte), într-un fel de „strat” intelectual al biosferei. "Umanitatea, luată ca întreg, devine o forță geologică puternică. Și înaintea lui, înaintea gândirii și lucrării sale, se pune problema restructurării biosferei în interesul umanității liber-gânditoare ca un întreg", a scris el. Mai mult, „[o persoană] poate și trebuie să-și reconstruiască zona vieții prin muncă și gândire, să o reconstruiască radical în comparație cu ceea ce a fost înainte” (subliniere adăugată. - Yu. Sh.).

De fapt, așa cum am menționat deja, nu avem o tranziție a biosferei în noosferă, ci trecerea ei de la evoluția naturală la nenaturală, impusă acesteia de intervenția agresivă a omenirii. Această intervenție distructivă se aplică nu numai biosferei, ci și atmosferei, hidrosferei și parțial litosferei. Ce fel de regat al rațiunii există dacă omenirea, chiar dacă a realizat multe (deși nu toate) aspectele degradării mediului natural pe care l-a generat, nu se poate opri și continuă să agraveze criza de mediu. Se comportă în habitatul său natural ca un taur într-un magazin de porțelanuri.

S-a instalat o mahmureală amară - o nevoie urgentă de a găsi o cale de ieșire. Căutarea lui este dificilă, întrucât umanitatea modernă este foarte eterogenă - atât ca nivel de dezvoltare tehnică, economică și culturală, cât și ca mentalitate. Unii oameni sunt pur și simplu indiferenți față de soarta viitoare a societății mondiale, în timp ce alții aderă la logica de modă veche: nu am ieșit din astfel de necazuri, dar vom scăpa și de această dată. Speranțele pentru „poate” se pot dovedi a fi o greșeală de calcul fatală.

O altă parte a umanității înțelege gravitatea pericolului iminent, dar în loc să participe la o căutare colectivă a unei ieșiri, își direcționează toată energia pentru a-i expune pe cei responsabili pentru situația actuală. Acești oameni consideră globalizarea liberală, țările industrializate egoiste sau pur și simplu „principalul dușman al întregii omeniri” – Statele Unite – responsabile de criză. Ei își dezvăluie propria furie pe paginile ziarelor și revistelor, organizează proteste în masă, participă la revolte de stradă și se bucură de spargerea ferestrelor în orașele în care au loc forumuri ale organizațiilor internaționale. Trebuie să spun că astfel de revelații și demonstrații nu avansează cu un pas mai departe soluția unei probleme universale, ci o împiedică?

În cele din urmă, cea de-a treia parte, foarte mică, a comunității mondiale nu numai că înțelege gradul amenințării, dar își concentrează și resursele intelectuale și materiale pe găsirea căilor de ieșire din situația actuală. Ea se străduiește să discerne o perspectivă în ceața viitorului și să găsească calea optimă pentru a nu se împiedica și a cădea în abis.

După ce am cântărit pericolele și resursele reale pe care le are umanitatea la începutul secolului al XXI-lea, putem spune că există încă o șansă de a ieși din impasul actual. Dar o mobilizare fără precedent a bunului simț și a voinței întregii comunități mondiale este necesară pentru a rezolva multe probleme în trei direcții strategice.

Prima dintre ele este o reorientare psihologică a societății mondiale, o schimbare radicală a stereotipurilor comportamentului acesteia. „Pentru a ieși din crizele generate de civilizația tehnogenă, societatea va trebui să treacă printr-o etapă grea de revoluție spirituală, ca în Renaștere”, spune academicianul B. S. Stepin. „Va trebui să dezvoltăm noi valori... Noi trebuie să ne schimbăm atitudinea față de natură: nu o putem considera o cămară fără fund, ca un câmp de refăcut și arat.” O astfel de revoluție psihologică este imposibilă fără o complicație semnificativă a gândirii logice a fiecărui individ și o tranziție către un nou model de comportament pentru majoritatea umanității. Dar, pe de altă parte, este imposibil fără schimbări fundamentale în relațiile din cadrul societății - fără noi norme morale, fără o nouă organizare a micro și macrosocietății, fără noi relații între diferitele societăți.

O astfel de reorientare psihologică a umanității este foarte dificilă. Va trebui să spargem stereotipurile de gândire și comportament care s-au dezvoltat de-a lungul a mii de ani. Și în primul rând, avem nevoie de o revizuire radicală a stimei de sine a omului ca coroană a naturii, transformatorul și conducătorul ei. Această paradigmă homocentrică, predicată de mii de ani de multe religii mondiale, susținută în secolul XX de doctrina noosferei, ar trebui trimisă la gunoiul ideologic al istoriei.

În vremea noastră, este nevoie de un alt sistem de valori. Atitudinea oamenilor față de natura vie și neînsuflețită nu ar trebui să se bazeze pe opoziția - „noi” și „orice altceva”, ci pe înțelegerea faptului că atât „noi”, cât și „orice altceva” sunt pasageri egali ai navei spațiale numite „Pământ”. . O astfel de revoluție psihologică pare puțin probabilă. Dar să ne amintim că în epoca trecerii de la feudalism la capitalism, o revoluție de acest fel, deși la scară mai mică, a avut loc în conștiința aristocrației, care împărțea în mod tradițional societatea în „noi” (oameni de sânge albastru). ) și „ei” (oamenii de rând și doar turba). În lumea democratică modernă, astfel de idei au devenit imorale. Numeroase „tabuuri” cu privire la natură pot și ar trebui să apară și să prindă în conștiința individuală și publică - un fel de imperativ ecologic care necesită echilibrarea nevoilor societății mondiale și a fiecărui om cu capacitățile ecosferei. Morala trebuie să depășească relațiile interpersonale sau internaționale și să includă norme de comportament în legătură cu natura vie și neînsuflețită.

A doua direcție strategică este accelerarea și globalizarea progresului științific și tehnologic. „Întrucât criza ecologică în curs de dezvoltare, care amenință să se dezvolte într-o catastrofă globală, este cauzată de dezvoltarea forțelor productive, realizările științei și tehnologiei, o ieșire din ea este de neconceput fără dezvoltarea ulterioară a acestor componente ale procesului de civilizație.” a scris N. N. Moiseev. „Pentru a găsi o cale de ieșire”, va necesita efortul maxim al geniului creativ al omenirii, nenumărate invenții și descoperiri. Prin urmare, este necesar cât mai curând posibil să eliberăm individul cât mai mult posibil, pentru a crea oportunități pentru orice persoană capabilă să-și dezvăluie potențialul creativ.”

Într-adevăr, omenirea va trebui să schimbe radical structura producției care s-a dezvoltat de-a lungul secolelor, reducând extrem de mult ponderea industriei extractive în aceasta, poluând solul și apele subterane ale agriculturii; trecerea de la energia hidrocarburilor la energia nucleară; înlocuiți transportul auto și aviatic care funcționează cu combustibil lichid cu altul, ecologic; să restructureze în mod semnificativ întreaga industrie chimică pentru a minimiza poluarea atmosferei, apei și solului de către produsele și deșeurile sale...

Unii oameni de știință văd viitorul umanității în îndepărtarea de civilizația tehnogenă a secolului al XX-lea. Yu. V. Yakovets, de exemplu, crede că în epoca post-industrială, pe care o vede o „societate umanistă”, „natura tehnogene a societății industriale târzii va fi depășită”. De fapt, pentru a preveni un dezastru de mediu, este necesară intensificarea maximă a eforturilor științifice și tehnice pentru a crea și implementa tehnologii de mediu în toate sferele activității umane: agricultură, energie, metalurgie, industria chimică, construcții, viața de zi cu zi etc. , societatea postindustrială devine nu post-tehnogenă, ci, dimpotrivă, super-tehnogenă. Un alt lucru este că vectorul tehnogenității sale se schimbă de la absorbția resurselor la conservarea resurselor, de la tehnologii murdare din punct de vedere ecologic la cele de protecție a mediului.

Este important să rețineți că astfel de tehnologii calitative noi devin din ce în ce mai periculoase, deoarece pot fi folosite atât în ​​beneficiul umanității și al naturii, cât și în detrimentul acestora. Prin urmare, aici este necesară o atenție sporită și precauție.

A treia direcție strategică este depășirea sau cel puțin reducerea semnificativă a decalajului tehnic, economic și socio-cultural dintre centrul postindustrial al comunității mondiale și periferia și semiperiferia acesteia. La urma urmei, schimbările tehnologice fundamentale trebuie să apară nu numai în țările foarte dezvoltate, cu resurse financiare și umane mari, ci și în întreaga lume în curs de dezvoltare, care se industrializează rapid, în principal pe baza tehnologiilor vechi, periculoase pentru mediu și nu are nici resurse financiare, nici resurse umane. să implementeze tehnologii de protecţie a mediului.tehnologii. Inovațiile tehnologice, care în prezent sunt create doar în centrul postindustrial al comunității mondiale, trebuie introduse și la periferia sa industrială sau industrializată. În caz contrar, tehnologiile învechite, periculoase pentru mediu vor fi folosite aici pe o scară tot mai mare, iar degradarea mediului natural al planetei se va accelera și mai mult. Este imposibil să opriți procesul de industrializare în regiunile în curs de dezvoltare ale lumii. Aceasta înseamnă că trebuie să îi ajutăm să facă acest lucru într-un mod care să minimizeze daunele aduse mediului. Această abordare este în interesul întregii umanități, inclusiv al populației țărilor foarte dezvoltate.

Toate cele trei sarcini strategice cu care se confruntă comunitatea mondială sunt fără precedent atât prin dificultatea lor, cât și prin semnificația lor pentru destinele viitoare ale omenirii. Ele sunt strâns interconectate și interdependente. Nerezolvarea uneia dintre ele nu vă va permite să le rezolvați pe celelalte. În general, acesta este un test al maturității speciei Homo sapiens, care s-a întâmplat să devină cea mai „înțeleaptă” dintre animale. A sosit momentul să demonstrăm că el este cu adevărat inteligent și capabil să salveze ecosfera pământului și pe sine însuși în ea de la degradare.