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

25.05.14 | В блоге: Johan Konings
Это случилось, когда один из моих друзей- бизнесменов рассказал мне о возобновляемых источниках энергии, а также  о затратах собственной энергии в попытке изменить  ситуацию в данном направлении. В нашем разговоре речь зашла, помимо прочего, и о непонимании со стороны окружения и ощущении собственного бессилия в попытке сдвинуть данный вопрос с мертвой точки.  В результате разговора выяснилось, что затраченные усилия являются для моего знакомого скорее источником разочаровани...
08.03.12 | В блоге: Юрий Широков
Удмуртский фольклорный коллектив "Бурановские бабушки" будет представлять Россию на "Евровидение-2012". Битловский хит в их исполнение: Веселого вам праздника!
18.10.12 | В блоге: Юрий Широков
Бали в первую очередь ассоциируется с курортным отдыхом. Остров очень популярен у туристов. Более 2,5 миллионов в год приезжает на Бали, чтобы поплавать и позагорать, полюбоваться на первозданные ландшафты с тропическими лесами, вулканами, пляжами, посетить древние храмы и познакомиться с богатейшей балийской культурой.  У этого праздника жизни есть оборотная сторона.  Блогер  VTAYSAEV  рассказал о том как там обстоит дело с мусором.   На острове Бали ежедневно обра...
05.02.11 | В блоге: сергей Конев
История реализации проекта по нарушениям угольными предприятиями природоохранных норм в городе Полысаево в 2005 году. В 2005 году в возрасте 14 лет реализовывал проект по нарушениям угольными предприятиями природоохранных норм в городе Полысаево. Кратко город Полысаево расположен в центральной части Кемеровской области, на правом берегу реки Иня (приток Оби), в 100 км к югу от города Кемерово. Территория города составляет 50кв.м. Численность населения 31 тыс. человек. Извлечение полезных ископае...
03.01.12 | В блоге: Сурен Газарян
На фото: незаконный карьер на реке Псоу, уничтожающий Шахгинское ущелье. Сегодня мне пришло новогоднее письмо из Генеральной прокуратуры России. Это ответ по нашим обращениям о незаконных карьерах в Веселовском участковом лесничестве Сочинского национального парка.Писем мы написали много и в разные инстанции. Наконец,  21 июня 2011 года Медведев поручил Путину до 1 августа принять меры для прекращения незаконной разработки карьеров на территории Сочинского национального парка.Когда в сентяб...
14.12.17 | В блоге: Гость
"Вероятно, бесконечное варварское обогащение будет идти в России до полного истребления всех имеющихся природных запасов. В том числе и леса, который нещадно вырубается, оказавшись по неизвестным причинах   на землях, которые отнесли, как бы по чьей-то ошибке, к землям сельхозназначения, хотя  с царских времён там были  вековые леса и запреты на любую рубку." - пишет Борис Сысоев в сообществе ИнфоНарод. "Такое  происходит, например, в Алтайском крае, где...
09.02.11 | В блоге: Игорь Лютаев
Общественный экоконтроль на территории Томской области организовывается уже многие годы. Одним из основных направлением деятельности общественников является борьба с браконьерством на реках области: печатаются брошюры, памятки с правилами рыболовства, проводятся акции, ну и конечно, организуются рейды по борьбе с браконьерством. Вот и в этом году томские общественники при поддержке фонда GGF организовали уже 7 рейдов на р. Обь по пресечению браконьерского промысла самоловами. Самое большое колич...
16.06.16 | В блоге: Геннадий Стремоухов
Традиционными, стандартными меторами это наисложнейшая проблема НЕ РЕШАЕТСЯ....Нужны методы НЕ СТАНДАРТНЫЕ что мы и предлагаем... К сожалению   - А ОНО КОМУ ТО НАДО????????? Письмо кооператора-практика Геннадия Даниловича Стремоухова к губернатору Московской области с призывом увидеть положительное зерно в проектах, которые по словам Геннадия Даниловича он толмачит власть имущим уже много лет, а воз и ныне там! Андрею Юрьевичу Воробьёву. Андрей Юрьевич, всяких Вам благ. Под впечатление...
19.12.11 | В блоге: Михаил Гунькин
В данной серии статей я планирую рассказать о таком важном явлении, затрагивающем сеть интернет, как информационные войны. Не секрет, что в наше время на планете Земля противоборство между различными центрами силы носит во многом информационный характер. Это касается как взаимоотношений между государствами, так и между различными социальными группами, или классами. Последствия информационных войн могут быть столь же глобальными и долговременными, что и результаты войн настоящих. Так, поражение в...
18.05.12 | В блоге: Юрий Широков
«Новая газета» опубликовала документ, как можно предположить, Управления президента РФ по внутренней политике, содержащий характеристики на членов Общественной палаты (созыв 2012 года) и рекомендации по управлению теми или иными персонами. "Стилистика документа живо напоминает кинофильм «Семнадцать мгновений весны» со зловещими перебивками на характеристики персонажей, зачитывавшиеся таинственным голосом Ефима Копеляна: «характер нордический, связей, порочащих...
24.08.11 | В блоге: Андрей Козлов
Классический бензиновый мотор - модель прошлого. Будущее принадлежит дизелю и гибриду Если еще прошлой осенью на выставке во Франкфурте в кулуарах велась полемика о перспективах разработок тех или иных видов производств альтернативного топлива, то уже январский Детройтский салон со всей однозначностью показал: классический бензиновый мотор - модель прошлого. Будущее принадлежит дизелю и гибриду. Восток и Запад, Toyota и Mercedes заявляют себя активными игроками на этом перспективном поле будущег...
07.09.14 | В блоге: Николай Бычек
Практически все городские природные водоемы требуют очистки от заиления. Отсутствие свободной береговой территории и экологические требования городов не позволяют вести работы по дноуглублению и очистке водоемов старыми методами и оборудоваием. Новые технологические решения позволили Центру по сапропелю найти оптимальные варианты экологической очистки от заиления водоемов и природных озер, находящихся в городской черте населенных пунктов. До настоящего времени данные работы сталкивались с отсут...
29.03.19 | В блоге: Игорь Шкрадюк
На графике ниже по вертикали концентрация пыли в воздухе больших городов мира, а по горизонтали - число научных статей о качестве воздуха в этих городах. Про воздух в 10 самых грязных городах (все из Азии и Африки) статей очень мало. Больше всего статей (с большим отрывом) про Лондон и Лос-Анжелес. Российских городов на графике нет, так как поиск велся по ключевым словам на английском.  График наглядно показывает, что самые большие экологические проблемы получают очень мало внимания и уче...
19.02.11 | В блоге: Наталья Легачева
Вот несколько фотографий из леса
07.10.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Смерть величайшего инноватора современности Стивена Джобса, без чьих инноваций можно запросто жить вполне полноценной интеллектуальной, общественной и информационной жизнью -- заставляет всерьёз задуматься о любопытном свойстве текущей эпохи. Его в определённом аспекте можно смело назвать «Псевдобудущим». То есть таким будущим, которое делает вид, что оно наступило. Об истоках и сути этого явления следует рассказать отдельною. Есть все основания думать, что причина появле...

Фотогалерея

Река Енисей

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
3 года 16 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 309,992 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 18 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 309,992 |

Thank you, your site is very useful!

3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 309,992 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 47 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 309,992 |

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

3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 9,638 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!