Физика и экология

Для многих эти понятия - физика и экология - кажутся несовместимыми. Ведь физика, внедрение ее результатов в промышленность представляются как один из главнейших источников загрязнения окружающей среды. И действительно, атомная промышленность, энергетика, другие отрасли, широко использующие достижения физики, дают немало примеров отрицательного воздействия на окружающую среду.

Но физика имеет к экологии и другое, наполненное положительным содержанием , отношение. Об этом и поговорим. Существуют различные толкования термина "экология". Согласно классическому определению, экология как самостоятельная наука относится к наукам биологическим, да и сам термин "экология" был предложен немецким биологом-эволюционистом Э. Геккелем. Наряду с таким "биологическим" пониманием экологии в современном обществе существует понятие "экология" как представление об уровне техногенного загрязнения окружающей среды, представление об экологии как науке, занимающейся изучением антропогенного воздействия на окружающую среду и разработкой методов уменьшения этого воздействия.

Такие представления не являются научными, но именно они наиболее широко распространены в обществе, а также среди ученых, занимающихся прикладными исследованиями. Новое понимание экологии возникло на основе теории систем, термодинамики открытых систем и является наиболее "физическим". Это понимание экологии восходит к работам А.А. Богданова, В.И. Вернадского. Богданов еще в начале XX века высказал мысль о том, что законы организации должны действовать не только в живой, но и неживой природе. Наличие структур, организованность - это важнейшие черты природы. Вернадский, развивая учение о биосфере и ноосфере, использовал понятие организованности как важнейшего свойства материальных и энергетических частей биосферы. И считал, что антропогенное воздействие может стать более мощным геологическим и геохимическим фактором, чем все природные процессы вместе взятые. Согласно В.Г. Горшкову, при полном нарушении скоррелированного взаимодействия видов в естественных сообществах биоты окружающая среда может полностью (на 100%) исказиться за десятки лет. Если же вся биота будет уничтожена, то искажение окружающей среды на 100% за счет геофизических процессов произойдет только за сотни тысяч лет.

Начиная по крайней мере с XX столетия биота суши перестала поглощать избыток углерода из атмосферы. Наоборот, она стала выбрасывать углерод в атмосферу, увеличивая загрязнение окружающей среды, производимое промышленными предприятиями. Это означает, что структура естественной биоты суши нарушена в глобальных масштабах offshore company incorporation. Что касается всей биосферы, можно констатировать, что ее современное частично загрязненное состояние обратимо, она может вернуться в прежнее устойчивое состояние при сокращении антропогенного загрязнения на порядок величины. Другого устойчивого состояния биосферы не существует, и при сохранении или ускорении темпов возмущения биосферы устойчивость окружающей среды будет разрушена. Отсюда следует, что ноосфера (сфера разума) как экологическая ниша устойчивого существования и развития цивилизованного человека при наличии экономико-технологической деятельности возможна только при сохранении достаточного количества биоты на большой территории планеты. Таким образом, главное природное противостояние, связанное с существованием и развитием жизни на Земле, осуществляется между геофизическими процессами, возмущающими биосферу, и биотой, компенсирующей эти возмущения. Отсюда ясна роль фундаментальных исследований в области экологической геофизики и физики вообще.

Глубокое изучение проблем экологической геофизики расширит возможности поисков выхода из экологического кризиса, обусловленного неконтролируемым антропогенным воздействием на окружающую среду. В связи с исследованием термодинамики открытых систем и изучением процессов самоорганизации в неравновесных системах стали понятными физические причины самоорганизации в живой и неживой природе. Элементы или системы живой и неживой природы являются открытыми термодинамическими системами, далекими от состояния равновесия. Их пронизывают потоки энергии и вещества, и поэтому в них и происходят процессы структуризации, самоорганизации. Таким образом, самоорганизация систем в природе базируется на фундаментальных физических принципах. И.Р. Пригожин, лауреат Нобелевской премии по химии, назвал упорядоченные образования, которые возникают в ходе неравновесных процессов, диссипативными структурами. Диссипативные структуры возникают в результате развития собственных внутренних процессов системы. При этом происходит обмен системы энергией и веществом с окружающей средой, что обеспечивает состояние динамического равновесия (баланса потоков), несмотря на внутренние потери в системе. В этом их отличие от упорядоченных структур, возникновение которых обусловлено внешними воздействиями. Системы океанических течений, циркуляция в атмосфере являются яркими и хорошо известными примерами диссипативных структур, существующих на планете. Земля является открытой системой. Основной поток энергии поступает от Солнца. В процессе фотосинтеза и последующих преобразований эта энергия трансформируется в другие формы. Приходящее тепло уравновешивается тепловым излучением Земли.

Классическим примером диссипативных структур являются циркуляционные ячейки Бенара. Представьте: жидкость, налитая в широкий плоский сосуд, подогревается снизу; после того как градиент температуры жидкости превысит некоторое критическое значение, вся жидкость в сосуде разбивается на систему сотообразных циркуляционных ячеек; в центральной части ячейки жидкость поднимается, а в пограничных боковых гранях - опускается, в поверхностном слое жидкость растекается от центра к краям, а в придонном - наоборот. В зависимости от знака температурной зависимости коэффициента молекулярной вязкости от температуры направление движения в ячейках изменяется на обратное. Возникновение циркуляционных ячеек обеспечивает передачу большего теплового потока в жидкости по сравнению с тепловым потоком, который передавался только за счет молекулярной теплопроводности.

Другие новости

Другие записи блогов

23.08.11 | В блоге: Сергей Фришман
Немного пофантазируем, представим, как будет выглядеть Земля в 2057 году.  Фильм "2057 - планета Земля через 50 лет"   часть 2 Часть 3 источник http://green.tomsk.ru/node/1007
03.07.24 | В блоге: Гость
Из новенького. Козетта From the new one. Cosette   Козетта пришла к селу Рыркайпий в последних числах сентября. Ее заметили неподалеку от копани с пресной водой и сообщили местному «Медвежьему Патрулю». Один из патрульных на мотоцикле вдоль окраины села отогнал Козетту к морю. Она не слишком-то хотела покидать берег и завернула к школе-интернату, из столовой которой доносились вкусные запахи. Повар и посудомойка выскочили на крыльцо, но патрульный серией сигнальны...
07.10.10 | В блоге: Юрий Широков
Интересное получилось сочетание дат в октябре: 7 октября   - День борьбы с обстоятельствами 8 октября  -  Международный День борьбы с природными катастрофами 9 октября-  Международный день защиты от стихийных бедствий   В общем, большевизм какой-то - сплошная борьба, а не жизнь  получается. Мне кажется, если мы с любовью и заботой начнем все вокруг обустраивать, будем беречь и сохранять, то, что нам от природы и от наших предков досталось - то нам то...
08.09.11 | В блоге: Виктор Волков
Современные государства стремятся к стабильности, однако древние предпочитали строить цивилизации в неспокойных сейсмоопасных районах. Американский геолог полагает, поближе к вулканам и тектоническим разломам людей влекли испытания – те народы, кого они не убивали, делались сильнее. Почему подавляющее большинство древних цивилизаций появились в сейсмически неспокойных районах? Случайное ли это совпадением, или тектоническая активность действительно важна для развития социума? На этот вопрос попы...
18.01.21 | В блоге: Гость
Уважаемый Виталий Обедин! Позволю себе прокомментировать Ваш пост, опубликованный на Вашем телеграмм канале про лес, общественников и министерство экологии ..., распространенный в других социальных сетях. Вы пишете: «То, что в Амге не будут рубить лес – это хорошо. То, что некоторые общественники отчаянно на этом пиарятся, преподнося случившееся, как свою заслугу – не очень хорошо.». ВО –первых, с чего Вы и многие другие уверены в том, что лес рубить не...
21.10.11 | В блоге: Семен Петров
Однажды в моем аквариуме поселился рак. Совершенно незаметное днем членистоногое, существо начинало активные «боевые действия», стоило лишь выключить вечером свет. Рак охотился на рыб. Поначалу было интересно наблюдать: охотник из аквариумного рака не ахти какой, и заметного ущерба он никому не наносил. Но когда самая крупная скалярия лишилась части красивого хвоста, пришлось переселять задиру. В отсадном аквариуме обитали лишь верткие меченосцы, справиться с которыми у рака не было никаких шанс...
26.01.11 | В блоге: Александр Пильников
Новый 2010-11 учебный год для 90 учащихся краснокаменских школ и училищ начался с туристического похода по историческим местам Забайкалья. Такой подарок глава района Герман Колов преподносит молодежному активу города уже двенадцать лет подряд. Четыре дня краеведы из Краснокаменска путешествовали по Юго-Востоку Забайкальского края. Цугольский, Агинский дацаны, Алханай, Чаша Чингисхана – у каждого из этих мест своя неповторимая история. Юные туристы не скучали ни минуты. Многочасовые переходы, ин...
02.07.13 | В блоге: Александр Королёв
Привет. Ты обладаешь важнейшим, ценнейшим ресурсом в мире,- собой,- своим умом, силой, волей, стремлением, действиями. Мне есть что сказать тебе, есть чем поделиться с тобой, со всем миром. Долгое время я работаю над проектом "Строительство Дома". Я работал один и тому есть причины. Не так давно мне посчастливилось совершить несколько открытий и они меня порадовали с той же силою с какой огорчили. Я много слышал о лживости человеческого мира, о заговорах и подобном, но это всё оставало...
05.06.24 | В блоге: Гость
Cамые длинные в мире волны Чикама стали первыми волнами в мире, котоые защищает закон.   На берегу Тихого океана в северо-западной части Перу расположен небольшой городок Пуэрто-Чикама. Это место уникально тем, что у его побережья образуются самые длинные в мире морские волны. Под длиной волны понимается расстояние, пройденное ее гребнем, а не протяженность самого гребня. Хотя эта величина тоже немалая. Появление таких во...
03.10.10 | В блоге: Юрий Широков
России  в  международном «бестиарии энергоэффективности» пока принадлежит роль особо крупного доисторического животного – диплодока. Во-первых, энергоемкость российского ВВП сегодня в 2–3 раза выше, чем аналогичный показатель не только в развитых государствах, но и в остальных странах БРИК. А во-вторых, у России, похоже, два мозга, как и у диплодока (и других ящеротазовых динозавров): один – «головной», управляющий передней половиной...
16.03.11 | В блоге: Юрий Широков
Происки ЦРУ - мэр Лондона едет на работу на велосипеде чтобы дискредитировать российских чиновников.
06.05.25 | В блоге: Гость
«Человек проходит как хозяин необъятной Родины своей». Помните эту патриотическую песню советского периода нашей страны? На днях пришлось убедиться, что сейчас это нужно понимать в буквальном смысле: конкретный человек, а не народ, является хозяином лучших природных территорий, имеющих статус особо охраняемых, и именно такой коммерсант устанавливает мзду, которую нужно платить за посещение рекреационных объектов, имеющих важнейшее экологическое, культурное, этническое и даже религиоз...
24.09.11 | В блоге: Даниил Тарасенко
К каким последствиям может привести увеличение уловов мелкой рыбы, большей частью ради производства белкового корма и удобрений? Международная группа исследователей опубликовала результаты моделирования пищевых связей в пяти важнейших промысловых районах океана. Они пришли к выводу, что даже существующие объемы вылова могут вызвать заметное сокращение численности птиц, морских млекопитающих и хозяйственно ценной рыбы. Более 10 лет назад Д. Поли с соавторами (Pauly et...
25.02.24 | В блоге: Гость
Из Кении есть повод снова написать про уродские и недопустимые планы строительства дороги, разрубающей нацпарк «Лосиный остров», против которых выступают и жители Королева и Мытищ, и академики и член-коры РАН. При этом никаких альтернатив решения транспортной проблемы Королева без ущерба для нацпарка не предлагается, а они есть.   У столицы Кении Найроби есть своего рода Лосиный остров – примыкающий к мегаполису маленький нацпарк Найроби (чуть меньше по площади...
13.11.10 | В блоге: Евгения Еремина
Предлагаю посмотреть клип на песню "Оглянись вокруг" с трогательными словами, в сопровождении фотографий с экскурсий школьников - участников  томской программы  "Экополюс" по Особо охраняемым природным территориям Томской области)) http://hdd.tomsk.ru/file/ivthewci

Фотогалерея

Художник Павлушин Виктор

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
3 года 24 недели назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 312,393 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 26 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 312,393 |

Thank you, your site is very useful!

3 года 26 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 312,393 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

4 года 2 недели назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 312,393 |

Возможно вас заинтересует информация на этом сайте https://chelyabinsk.trud1.ru/

3 года 26 недель назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 9,802 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!