Учебно-методический комплекс дисциплины «экология и устойчивое развитие» для всех специальностей учебно-методические материалы

Особое значение для выделения экосистем имеют трофические, т.е. пищевые взаимоотношения организмов, которые по своему трофическому статусу в биотических сообществах подразделяются на:

• 
  автотрофные - используют для своего существования неорганические источники, создавая органическую материю из неорганической (фотосинтезирующие растения, водоросли, хемосинтезирующие бактерии и др.);
  
• 
  гетеротрофные - потребляют только готовые органические вещества (животные, человек, грибы);
  
• 
  миксотрофные - тип питания смешанный.
  

С точки зрения трофической структуры экосистему можно раз­делить на два яруса — автотрофный и гетеротрофный (по Ю. Одуму, 1986).

С биологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделить следующие компоненты (по Ю. Одуму, 1986):

1. 
   неорганические вещества;
   
2. 
   органические соединения;
   
3. 
   воздушную, водную и субстратную среду;
   
4. 
   продуцентов;
   
5. 
   макроконсументов;
   
6. 
   микроконсументов.
   

1. 
   Неорганические вещества (С0₂, Н₂О, N₂, 0₂, минеральные солии др.), включающиеся в круговороты.
   
2. 
   Органические вещества (белки, углеводы, липиды, гумусовыевещества и др.), связывающие биотическую и абиотическую части.
   
3. 
   Воздушная, водная и субстратная среда, включающая . абиотические факторы.
   
4. 
   Продуценты — автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических, используя фотосинтезили хемосинтез (растения и автотрофные бактерии).
   
5. 
   Консументы (макроконсументы, фаготрофы) — гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество продуцентов
   или других консументов (животные, гетеротрофные растения, некоторые микроорганизмы). Консументы бывают первого порядка (фитофаги, сапрофаги), второго порядка (зоофаги, некрофаги) и т.д.
   

Следует учитывать, что и продуценты, и консументы частично выполняют функции редуцентов, выделяя в окружающую среду минеральные вещества — продукты их метаболизма.

Таким образом, как правило, в любой экосистеме можно выделить три функциональные группы организмов: продуцентов, консументов и редуцентов. В экосистемах, образованных только микроорганизмами, консументы отсутствуют. В каждую группу входит множество попу­ляций, населяющих экосистему.

В экосистеме пищевые и энергетические связи идут в направлении: продуценты —» консументы — редуценты.

Различают два типа пищевых цепей (рисунок 13) Цепи выедания (или пастбищные) — пищевые цепи, начинающиеся с живых фотосинтези-рующих организмов. Например, фитопланктон—» зоопланктон —> рыбы микрофаги —» рыбы макрофаги —» птицы ихтиофаги. Цепи разложения (или детритные) — пищевые цепи, начинающиеся с отмерших остатков растений, трупов и экскрементов животных. Например, детрит —•» детритофаги —» хищники микрофаги — хищники макрофаги. Таким образом, поток энергии, проходящий через экосистему, разбивается как бы на два основных направления. Энергия к консументам поступает через живые ткани растений или через запасы мертвого органического вещества. Цепи выедания преобладают в водных экосистемах, цепи разложения — в экосистемах суши.

В сообществах пищевые цепи сложным образом переплетаются и образуют пищевые сети. В состав пищи каждого вида входит обычно не один, а несколько видов, каждый из которых в свою очередь может служить пищей нескольким видам. С одной стороны, каждый трофический уровень представлен многими популяциями разных видов, с другой стороны, многие популяции принадлежат сразу к нескольким трофическим уровням. В результате благодаря сложности пищевых связей выпадение какого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме.


Детритная пищевая цепь
Рисунок 13 Y-образная модель потока энергии, показывающая связь между пастбищной и детритной пищевыми цепями (Ю. Одум, 1986)
Круговорот веществ и поток энергии в экосистеме

Любой экосистеме свойственен круговорот веществ и прохожде­ние через нее потока энергии.

В экосистеме органические вещества синтезируются автотрофами из неорганических веществ. Затем они потребляются гетеротрофами. Выделенные в процессе жизнедеятельности или после гибели организмов (как автотрофов, так и гетеротрофов) подвергаются минерализации, т.е. превращению в неорганические вещества. Эти неорганические вещества могут быть вновь использованы автотрофами для синтеза органических веществ. Так осуществляется биологический круговорот веществ.

В то же время, энергия не может циркулировать в пределах экосистемы. Поток энергии (передача энергии), заключенной в пище, в экосистеме осуществляется однонаправленно от автотрофов к гетеротрофам.

В экосистеме при передаче энергии с одного трофического уровня на другой большая часть энергии рассеивается в виде тепла (в соответствии со вторым законом термодинамики), и только около 10 % от первоначального количества передается по пищевой цепи.

В результате, пищевые цепи можно представить в виде экологических пирамид. Различают три основных типа экологических пирамид (рисунок 14.

Пирамида чисел (пирамида Элтона) отражает уменьшение чис­ленности организмов от продуцентов к консументам.

Пирамида биомасс показывает изменение биомасс на каждом следующем трофическом уровне: для наземных экосистем пирамида биомасс сужается кверху, для экосистемы океана — имеет перевернутый характер, что связано с быстрым потреблением фитопланктона консументами.

Пирамида энергии (продукции) имеет универсальный характер и отражает уменьшение количества энергии, содержащейся в продукции, создаваемой на каждом следующем трофическом уровне.

Пирамида чисел (а) показывает, что если бы мальчик питался в течение одного года только телятиной, то для этого ему потребовалось бы 4,5 теленка, а для пропитания телят необходимо засеять поле в 4 га люцерной, что составит 2 х 10~⁷ растений. В пирамиде биомасс (б) число особей заменено их биомассой. В пирамиде энергии (в) учтена солнечная энергия. Люцерна использует 0,24 % солнечной энергии. Для накопления продукции телятами в течение года используется 8 % энергии, аккумулированной люцерной. На развитие и рост ребенка в течение года используется 0,7 % энергии, аккумулированной телятами. В результате чуть более одной миллионной доли солнечной энергии, падающей на поле в 4 га, используется для пропитания ребенка в течение одного года.

Рисунок 14. Пирамиды чисел (а), биомасс (б) и энергии (в),

представляющие упрощенную экосистему: люцерна — телята — мальчик 12 лет (по Ю. Одуму, 1959)
Биологическая продукция (продуктивность) экосистемы

Биологическая продукция (продуктивность) экосистемы —прирост биомассы в экосистеме, созданной за единицу времени. В данном контексте более правильно пользоваться понятием «продуктивность». Однако вместо этого чаще используют понятие «продукция», все равно учитывая при этом и фактор времени. Различают первичную и вторичную продукцию сообщества.

Масса организмов определенной группы (продуцентов, консументов, редуцентов) или сообщества в целом называется биомассой. Самой высокой биомассой и продуктивностью обладают тропические дождевые леса, самой низкой — пустыни и тундры.

Если в экосистеме скорость прироста растений (образования пер­вичной продукции) выше темпов переработки ее консументами и редуцентами, то это ведет к увеличению биомассы продуцентов. Если при этом присутствует недостаточная утилизация продуктов опада в цепях разложения, то происходит накопление мертвого органического вещества. Это ведет к заторфовыванию болот, образованию мощной лесной подстилки и т.п. В стабильных экосистемах биомасса
3 Естественное развитие экосистем: первичная и вторичная сукцессия.
Изменения в сообществах могут быть циклическими и поступательными.

Циклические изменения — периодические изменения в биоценозе (суточные, сезонные, многолетние), при которых биоценоз возвра­щается к исходному состоянию.

Суточные циклы связаны с изменением освещенности, температуры, влажности и других экологических факторов в течение суток и наиболее резко выражены в условиях континентального климата. Суточные ритмы проявляется в изменении состояния и активности живых организмов.

Сезонная цикличность связана с изменением экологических факторов в течение года и наиболее сильно выражена в высоких широтах, где велик контраст зимы и лета. Сезонная изменчивость льных видов. На определенный период многие виды выключаются из жизни сообщества, впадая в спячку, оцепенение, перекочевывая или улетая в другие районы.

Многолетняя изменчивость связана с флуктуациями климата или другими внешними факторами (степень разлива рек), либо с внутренними причинами (особенности жизненного цикла растений-э дификаторов, повторения массового размножения животных).

Сукцессии

Изменения в сообществах могут быть циклическими и в конечном счете, приводящие к смене этого сообщества другим. Сукцессия -последовательная смена биоценозов (экосистем), выраженная в изменении видового состава и структуры сообщества (рисунок15).

Последовательный ряд сменяющих друг друга в сукцессии сообществ называется сукцессионной серией. К сукцессиям относятся опустынивание степей, зарастание озер и образование болот и др.

В зависимости от причин вызвавших смену биоценоза, сукцессии Делят на природные и антропогенные, аутогенные и аллогенные.

В зависимости от первоначального состояния субстрата, на кото­ром развивается сукцессия, различают первичные и вторичные сукцессии. Первичные сукцессии развиваются на субстрате, не занятом живыми организмами (на скалах, обрывах, сыпучих песках, в новых водоемах и т.п.). Вторичные сукцессии происходят на месте уже существующих биоценозов после их нарушения (в результате вырубки, пожара, вспашки, извержения вулкана и т.п.).

В своем развитии экосистема стремится к устойчивому состоянию. Сукцессионные изменения происходят до тех пор, пока не сформируется стабильная экосистема, производящая максимальную биомассу на единицу энергетического потока. Сообщество, находящееся в равновесии с окружающей средой, называется климаксным.
Вопросы для самоконтроля

1. Что понимается под биоразнообразием?

2. Почему видовое разнообразие является основой биологического разнообразия в живой природе?

3. Что такое экотон и каковы причины краевого эффекта?

4. Какие существуют показатели оценки биоразнообразия биологических сообществ?

5. Как отражается биоразнообразие в пространственной структуре биоценоза?

6. Что такое экологическая ниша?

7. В чем причина конкурентной борьбы за экологическую нишу и суть принципа Гаузе?

8. Почему дифференциация ниш ведет к снижению конкуренции?

9. Что понимается под экосистемой?

10. Пищевые взаимоотношения организмов и трофическая структура экосистемы.

11. Какие трофические системы являются проводниками энергетических потоков в экосистемах?

12. Какое экологическое значение имеют продуцирование и разложение в природе?

13. В чем состоит экологическое значение принципа биологического накопления?

14. Что такое продуктивность экосистемы и уровни продуцирования?

15. Что такое биомасса экосистемы и каковы экологические последствия ее нестабильности?

16. Как отражается трофическая структура экосистем экологическими пирамидами численности? биомассы? продукции (энергии)?

17. Что такое цикличность экосистем, как и какими факторами она обусловлена?

18. Что такое сукцессия и причины ее возникновения?

19. В чем сущность первичной и вторичной сукцессии? Эвтрофирование.

20. Что понимается под сукцессионной серией и как возникает климаксное сообщество?

21.Чем обусловлена целостность биосферы? Сформулируйте закон целостности биосферы.

22. Почему возникает «цепная реакция» в биосфере?

23. К чему приводят циклические и ациклические процессы в биосфере?

Основная

2. А.М. Никаноров, Т.А.Хоружая . «Экология» .М.,2000, с. 15-23, 42-49.

3. А.А. Горелов. Экология. М., 2000, с. 1-25.
Дополнительная

1.Чернова Н.М.,А.М. Былова, Экология М.: «Просвешение» 1988, с.168-239.

2. Глухов В.В., Лисочкина Т.В., Некрасова Т.П., Экономические основы экологии Санкт-Петербург « Специальная литература» 1997, с. 25-56.
Лекция 8
Тема. Биосфера и её устойчивость. Концепции устойчивости биосферы
Цель лекции – сформировать представление о структуре биосферы, роли живого вещества, эволюции биосферы и механизмах её устойчивого развития.
Ключевые слова – биосфера, ноосфера, живое вещество, геологический и геохимический фактор, глобальные экологические проблемы.
Вопросы

1 Формирование концепции биосферы. Учение В.И.Вернадского о биосфере и ноосфере.

2 Концепция живого вещества и его глобальная роль в биосфере

3 Концепция антропогенного воздействия как мощного геологического и геохимического фактора.

По современным научным представлениям жизнь на Земле возникла рано. Считается, что возраст Вселенной примерно 20-13 млрд.лет, Солнечной системы - 8 млрд лет, Земли 4,6 млрд лет, и уже в самых древних геологических породах, возраст которых 3,5 млрд лет, обнаружены останки микроорганизмов. Возможно, простейшие живые организмы были занесены на Землю из Космоса с других планет. Об этом косвенно свидетельствуют находки таких же окаменелых останков микроорганизмов в некоторых метеоритах -углистых хондритах, возраст которых еще древнее - 4,2 млрд лет.

Под биосферой В.И. Вернадский понимал тонкую оболочку Земли на стыке трех геологических сфер - литосферы, атмосферы и гидросферы, в которой все процессы протекают под прямым воздействием живых организмов.

Атмосфера (греч. «атмос» — пар) — воздушная оболочка Земли.

Гидросфера {греч. «гидора» — вода) — водная оболочка Земли.

Литосфера (греч. «литое» — камень) — твердая оболочка земного шара.

Педосфера (лат. «педис» — нога, стопа) — оболочка Земли, образуемая почвенным покровом.

Атмосфера –сплошная воздушная оболочка Земли.Атмосфера окружает Землю до высоты 3 тыс. км. Она состоит из смеси газов и пылевидных частиц. В сухом чистом воздухе в объемных процентах содержится 78 % азота, 21 % кислорода, 0,9 % аргона, 0,03 % углекис­лого газа и около 0,003 % смеси неона, гелия, криптона, ксенона, окси­дов азота, метана, водорода, паров воды и озона (табл. 10). На долю водяного пара приходится до 3 % объема атмосферы. Большая часть пыли в составе атмосферы поднята с поверхности Земли, но также присутствует космическая и бактериальная пыль.

Состав и свойства атмосферы на разных высотах неодинаковы, поэтому ее подразделяют:

По отношению к объему земного шара общий объем гидросферы не превышает 0,13 %. Основную часть гидросферы (96,53 %) составляет Мировой океан (табл. 11). На долю подземных вод приходится 1,69 % от общего объема гидросферы, остальное — воды рек, озер и ледников.

Более 98 % всех водных ресурсов Земли составляют соленые воды океанов, морей и др., пресных вод — около 2 %. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых пока используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходится всего лишь 0,3 % объема гидросферы.

Литосфера.Во внутреннем строении Земли выделяют три основных слоя: земную кору, мантию и ядро (табл. 12).

Земная кора располагается в среднем до глубины 35 км (до 5— 15 км под океанами и до 35—70 км под континентами). В состав земной коры входят все известные химические элементы. Преобладают О (49,1 %), Si (26 %), AI (7,4 %), Fe (4,2 %), Са (3,3 %), Na (2,4 %), К (2,4 %), Мg (2,4 %).

Мантия располагается между земной корой и ядром и распространяется до глубины 2900 км. Здесь преобладают О, Si, Fe, Mg, Ni. Внутри мантии с глубины 50—100 км под океанами и 100—250 км под континентами начинается слой вещества по состоянию близкого к плав­лению, так называемая астеносфера. Земная кора вместе с верхним твердым слоем мантии над астеносферой называется литосферой. Литосфера — внешняя твердая оболочка земного шара. Это относительно хрупкая оболочка. Она разбита глубинными разломами на крупные блоки — литосферные плиты, которые медленно перемещаются по астеносфере в горизонтальном направлении.

Ядро располагается ниже мантии на глубине от 2900 км до 6371 км. Оно состоит из Fe и Ni.

Педосфера (почвенный покров) — оболочка Земли, образуемая почвенным покровом; верхняя (дневная) часть литосферы на суше. Почва — это поверхностный горизонт земной коры, образующий небольшой по мощности слой. Она формируется в результате взаимодействия, так называемых факторов почвообразования: климата, организмов, почвообразующих пород, рельефа местности, возраста страны (времени), хозяйственной деятельности человека. Так как эти факторы почвообразования и их сочетания неодинаковы в различных частях Земли, то и мир почв также отличается широким разнообразием. Каждая почва отличается особым строением и отражает местные природные условия.

Академик В.И. Вернадский назвал почвы «благородной ржавчиной Земли». Это тончайшая поверхностная оболочка суши. Верхняя граница почвы поверхность раздела между почвой и атмосферой, нижняя граница глубина проникновения почвообразовательных про­цессов. Мощность (толщина) современных зональных почв около 80— 150 см, с колебаниями от нескольких сантиметров до 2,5—3,0 метра.

Почва является неотъемлемым компонентом наземных биогеоценозов. Она осуществляет сопряжение (взаимодействие) большого геологического и малого биологического круговоротов веществ. Важнейшее свойство почв - плодородие - способность почв удовлетворять потребность растений в элементах питания и воде, обеспечивать их корневые системы достаточным количеством тепла и воздуха для нормальной деятельности и создания урожая.

Взгляды В. И. Вернадского о происхождении и сущности жизни и биосферы

В.И. Вернадский провел глубокий анализ проблемы происхождения жизни. Его теоретические положения основываются на бесспорных непротиворечивых тезисах — эмпирических обобщениях, которые вытекают из многократно доказанных фактов, не подлежащих сомнению, и могут быть сведены к следующему.

Начала жизни в том космосе, который мы наблюдаем, не было, поскольку не было начала этого космоса. Жизнь вечна, поскольку вечен космос, и всегда передавалась путем биогенеза.

Жизнь, извечно присущая Вселенной, явилась новой на Земле, ее зародыши приносились извне постоянно, но укрепились на Земле лишъ при благоприятных для этого возможностях.

Жизнь на Земле была всегда. Время существования планеты —это лишь время существования на ней жизни. Жизнь геологически (планетарно) вечна. Возраст планеты неопределим.

Жизнь никогда не была чем-то случайным, ютящимся в каких-то отдельных оазисах. Она была распространена всюду и всегда живое вещество существовало в образе биосферы.

Древнейшие формы жизни — дробянки — способны выполнять все функции в биосфере. Значит, возможна биосфера, состоящая из одних прокариот. Вероятно, что такова она и была в прошлом.

Живое вещество не могло произойти от косного. Между этими двумя состояниями материи нет никаких промежуточных ступеней. На против, в результате воздействия жизни происходила эволюция земной коры.

Выводы парадоксальные. Они противоречат традиционному миропониманию и находятся в стороне от господствующей научной парадигмы о последовательном образовании Земли как космического тела, затем появлении на ней жизни с последующим образованием биосферы.

Теоретические положения В.И. Вернадского основываются на шести эмпирических обобщениях, с которых начинается его «Биосфера»:

1. 
   никогда не наблюдалось в условиях Земли зарождение живого от неживого;
   
2. 
   в геологической истории нет эпох, в которые отсутствовала организмам;
   
3. 
   современное живое вещество генетически родственно всем прошлым организмам;
   
4. 
   в современную эпоху живое вещество так же влияет на химический состав земной коры, как и в прошлые эпохи;
   
5. 
   существует константное количество атомов, захваченных в данный момент живым веществом;
   
6. 
   энергия живого вещества есть преобразованная, аккумулированная энергия Солнца.
   

Очень важным представляется второе эмпирическое обобщение: в земной коре нельзя отыскать слоев, свободных от влияния живого вещества. Именно отсюда вытекает парадокс о невозможности измерения возраста Земли как космического тела, ибо мы будем находить в конце наших усилий только структуры, переработанные живым веществом. Анализ древнейших отложений земной коры — архейских пород — показал, что это измененные осадочные породы, отлагавшиеся в среде, где уже существовала жизнь.

Геологи и радиометристы определяют не возраст планеты, а возраст пород, выпавших из жизненного круговорота, которые ушли вглубь, в осадок и более не входили в жизненные процессы. Поэтому сколько бы ни старались нащупать предельные возрасты, мы будем лишь определять тот срок, который существовала данная структура молекул, входившая ранее в живые тела.

Теоретический тезис В.И. Вернадского о всегдашней «оживленности» поверхности планеты напоминает Лаелевский принцип актуализма, успешно перенесенный из геологии в область явлений жизни: сегодняшнее состояние биосферы свидетельствует о ее прошлом.

Идея о «всегдашней оживленности планеты» связана с идеей о «всюдности жизни». Жизнь не могла возникнуть только в каких-то отдельных оазисах (вулканических областях, морских лагунах, в океанических глубинах). Это противоречит расчетам, сделанным В.И. Вернадским о скорости захвата организмами пространства: для бакте­рий она сравнима со скоростью звука в воздушной среде. Известно, что они способны нарастить массу, равную по весу земному шару, за несколько суток.

Вся загадочность тезиса о «всегдашней оживленности планеты» связана со словом «всегда», т.е. с понятием времени. В.И. Вернадский подчеркивал, что все характеристики жизни и времени совпадают: и жизнь, и время необратимы, они всегда направлены одинаковым образом из прошлого в будущее. В.И. Вернадский считал делящиеся бактерии. Он утверждал, что мы не имеем права говорить о времени до создания биосферы. «Всегда» без жизни нет, а есть другие формы времени, которые нам, существам, принадлежащим к биологическому миру, не столь близки и понятны.

Ноосфера как стадия эволюции биосферы

В современную эпоху наступил качественно новый этап развития биосферы, когда деятельность человека, преобразующая поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмеримой с геологическими и стала значительно превосходить роль других, даже наиболее активных в биогеохимическом отношении организмов. При этом использование природных ресурсов происходит без учета закономерностей развития и механизмов функционирования биосферы. В результате хозяйственной деятельности из биотического круговорота изымаются или существенно преобразуются большие территории (сведение и насаждение лесов, осушение болот, строительство городов, дорог, плотин, распашка целинных земель,создание водохранилищ и т.д.). Добыча полезных ископаемых, сжигание огромных количеств топлива, создание новых, не существовавших ранее в биосфере веществ, интенсифицируют круговорот веществ, изменяют состав и структуру слагающих его компонентов. Антропогенные воздействия на биосферу, принявшие глобальный характер (на Земле не осталось ни одного участка суши или моря, где нельзя было бы обнаружить следов деятельности человека), ставят под угрозу возможность поддержания гомеостаза в биосфере.

В 1944 г. В.И. Вернадский развил представление о переходе биосферы в ноосферу, т.е. в такое ее состояние, когда развитие биосферы будет управляться разумом человека. Сам термин «биосфера» предложен Э. Леруа (1927) и П. Тейяром де Шарденом (1930).

Ноосфера — сфера разума, высшая стадия развития биосферы, когда разумная человеческая деятельность становится главным, определяющим фактором ее развития.

По убеждению В.И. Вернадского, биосфера вступает в новую стадию своего развития стадию ноосферы. На этой стадии человек разумный выступает как геохимическая сила невиданного масштаба. Особенность этой силы ее разумность.

Кроме понятия «ноосфера», часто употребляют такие понятия как «антропосфера», «техносфера» и др.

Антропосфера — сфера Земли, где живет и куда временно проникает (с помощью спутников и т.п.) человечество. Понятие «антропосфера» употребляют для характеристики пространственного поло­жения человечества и его хозяйственной деятельности.

Техносфера — часть биосферы (со временем, по-видимому, вся биосфера), преобразованная технической деятельностью человека. Понятие «техносфера» используют, когда хотят подчеркнуть вещественную сторону отношений человек—природа, а также то, что на настоящем этапе хозяйственная деятельность людей не настолько разумна, чтобы говорить о ноосфере.

Надо отметить, что единства в терминологии по данному вопросу нет. Понятие «ноосфера» является самым общим, а другие понятия используют, когда хотят оттенить тот или иной аспект.

Сравнение важных характеристик, отличающих биосферу и техносферу, представлено в таблица 7.

Таблица 7 Сравнение биосферы и техносферы (Т.А. Акимова, В.В. Хаскин, 2001)

* 1 Гт — 1 гигатонна = 10⁹ т.

** 1 ЭДж - 1 эксаджоуль = 10¹⁸ Дж.

*** 1 Гбит = 10^Э бит.

Можно выделить ряд основных признаков превращения биосферы в ноосферу:

Возрастание количества механически извлекаемого материала земной коры (рост разработки месторождений полезных ископаемых). Геохимическая деятельность человека становится сравнимой по масштабам с биологическими и геологическими процессами. В геологическом круговороте резко возрастает звено денудации.

Массовое потребление (сжигание) продуктов фотосинтеза прошлых геологических эпох (нефти, газа, каменного угля и пр.). Следствием является усиление парникового эффекта и глобальное потепление климата.

Рассеивание энергии, в отличие от ее накопления в биосфере до появления человека. Основным следствием является энергетическое загрязнение биосферы.

Образование в больших количествах веществ, ранее в биосфере отсутствовавших (чистые металлы, пластмассы и др.). В результате наблюдается химическое загрязнение биосферы ее металлизация, загрязнение промышленными и другими отходами и т.д.

Создание, хотя и в ничтожно малых количествах, трансурановых химических элементов (плутония и др.). Освоение ядерной энергии за счет деления тяжелых ядер и (в обозримом будущем) термоядерной энергии за счет синтеза легких ядер. Возникает опасность теплового загрязнения биосферы и загрязнения радиоактивными отходами ядерной энергетики.

Расширение границ ноосферы за пределы Земли в связи с научно-техническим прогрессом. Возникновение космонавтики обеспечило выход человека за пределы родной планеты. Ноосфера в будущем займет большее пространство, чем биосфера до появления
человека. Создается принципиальная возможность создания искусственных биосфер на других планетах.