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

18.02.11 | В блоге: Александр Дубынин
Вчера мне попалась на глаза книжка Борейко и Грищенко "Спутник юного защитника природы". Она очень хорошая, так как там собрана уникальная коллекция конкретных рецептов того, КАК помочь зверям, птицам, насекомым и прочим животным. Эту книжку издал Сибэкоцентр, а точнее переиздал, в 2001 году для учителей и школьников Новосибирска. Разошлась она мгновенно, и я вот подумываю - не переиздать ли снова. Но речь не об этом. Меня тронула одна удивительная история про ласточек. "Бывают случаи, когда во...
29.09.11 | В блоге: Андрей Козлов
Живя в небольшом городе, всегда задумываешься, чем же заняться в выходные, даже несмотря на то, что живешь в городе-курорте. Со временем все приедается - и шопинг по магазинам, и посиделки в кафе с друзьями, и пешие прогулки на природе. А уж дома сидеть тем более не хочется. В один прекрасный день поступило предложение покататься с друзьями на лошадях. Я их безумно, как мне казалось, боялась, но компанию все-таки решила поддержать. Тем более, остаться одной в городе ну совсем не радовало. Итак,...
11.04.23 | В блоге: Владимир Левченко
Дорогие наши, Да, так случилось. Часть человечества дружно празднует сегодня. Христос воскрес! И жалко смотрит сквозь одежды рука пробитая гвоздем… Это Блок, помнится. Часть народов чествуют еще событие с пальмовой ветвью и осликом. Всем пожелание здоовья, мира и радости! При оказии уделюсь вниманием к существенному классу наших братьев меньших – к птицам. Больше к сорокам и воронам. Дерево перед окном. Гнездо сорочье. Они, в результате межвидовых состязаний, уже третий вид...
30.01.12 | В блоге: Ольга Давыдова
 В рамках региональной акции «Покорми птиц» активисты Территориального Общественного Самоуправления «Рог-Измайловский» Волгоградской области провели в клубе «Юный эколог», организованном ТОСовцами на базе общеобразовательной средней школы, мастер-класс по изготовлению кормушек из подручного материала – пластиковых бутылок, картонных коробок и контейнеров. Главная цель данного мероприятия  - привить школьникам бережное отношение к...
16.02.14 | В блоге: Ольга Левенкова
В моей "чудесной" деревушке,где я обитаю шестой год, живут удивительные люди. Я имею в виду то, что ни один двор, не пустил к себе жить ни одно бездомное животное.  Все 3 кошки за 6 лет пришли жить в мой дом( он стоит самый последний, почти в лесу). Первым пришел кот, взрослый и голодный (думала к моей кошке, покормлю, уйдет), он остался жить, через год пришел котенок, остался, год назад пришла кошка-подросток умирать ко мне под крыльцо. Ее хвост превратился в ниточку и она была п...
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...
15.01.14 | В блоге: Елена Кустова
В Кемеровской области на территории Яшкинского района находится Томская писаница - музей под открытым небом,. Почему музей получил название  "Томская"? Потому что он  расположен на берегу реки Томь. Почему писаница? Потому что главным сокровищем музея являются наскальные рисунки возрастом 4-2 тыс. лет до н.э. Вообще,Томская писаница - это  целый природно-исторический комплекс, представляющий собой сосновый бор с расположенными на его территории всевозможными зонами-...
17.08.11 | В блоге: Михаил Соколов
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...
05.12.23 | В блоге: Гость
Недавно познакомилась со словенцем. Уникальный парень. Из своих 40 с хвостиком лет ровно половину прожил в Словении, а половину в России. На родину вернулся совсем не давно. Среди прочего я его спросила, что его в России удивило больше всего. Какая разница между Словенией и Россией бросилась в глаза.? Знаете, что он мне сказал? Отношение к природе. В России, по его мнению, очень красивая природа, но мы ее совсем не бережем. Хоть вроде ей и гордимся. О том, насколько это правдиво, в Словении...
03.04.24 | В блоге: Гость
Возможно, вы слышали о том, что в Средние века понятия «детство» не было совершенно. Средневековые художники даже рисовать детей не умели: как ни тужились, всегда получался «маленький взрослый». Соответственно, детей приставляли «к делу» как можно раньше, как только мускулы позволяли делать хотя бы какую-нибудь работу, обычно в возрасте пяти-шести лет. Например, в средневековой Германии была такая довольно распространённая детская профессия –...
04.03.13 | В блоге: Анатолий Безбородов
Продолжаются мероприятия по проекту "Сохраним орнитофауну озера Инберень для потомков". В настоящее время ведутся переговоры с администрацией Большереченского муниципального района Омской области по созданию ООПТ местного значения. Глава Большереченского района Василий Иванович Майстепанов, отказал в сохздании ООПТ местного значения и направил письмо в Мин. природных ресурсов Омской области о целесообразности создания ООПТ регионального значения. Совет экологической дружины Саргатского района "Ч...
14.11.11 | В блоге: Сурен Газарян
Вчера в 17.30 граждане России сломали забор, незаконно построенный на землях государственного лесного фонда вокруг дачи кубанского губернатора Александра Ткачева. и провели общественную инспекцию строительства этой резиденции, которое ведется на захваченных лесных землях  и на берегу Черного моря.Статья 11 Лесного кодекса гарантирует гражданам право свободно и бесплатно находится в лесах. Это право главный кубанский единоросс нарушает уже много лет. Поэтому первым делом наши девушки сделали...
11.12.23 | В блоге: Гость
Из старенького. Тяжелый труд быть мамой From the old one. The hard work of being a mom За детьми нужен глаз да глаз! Хорошо, хоть дочурка всегда рядом, послушная девочка, шаг в сторону не ступит, к маме жмется. Но сорванец… Ненасытный, ужас-ужас, вечно молока требует. А как насосется, ищет себе на пушистую попку приключений! То на тонкий лед забежит и провалится, потом с мокрой шерстью на морозе бегает и ведь не простудится, стервец! То с соседским Умкой в борьбу лезет, а Умка на год...
26.11.23 | В блоге: Гость
Всю последнюю неделю меня напрягали разными интервью, комментариями, и даже лекцию заставили прочитать! А все почему? А все потому, что кто-то (и я даже знаю, кто, но не буду говорить, потому что это иностранный агент и, вообще, нежелательная организация) придумал 24 ноября праздновать день моржа! И народ, а в первую очередь, разного рода организации и чиновники, имеющие хоть самым краешком какое-то отношение, такой праздник радостно поддержали. Ну, любит наш народ всякие праздники. Опя...
19.06.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Российская госкорпорация "РосАтом" на основе данных, предоставленных Международным Агенством по Атомной Энергетике (МАгАтЭ) выпустила шокирующий отчет, утверждающий, что администрация Обамы отдала приказ о полном и всеобъемлющем замалчивании информации, касающейся о почти катастрофической аварии на атомной электростанции "Форт Калхун" в штате Небраска. Согласно отчету, 7 июня электростанция испытала катастрофический отказ в системе охлаждения одного из своих бассейнов с отработанными топливными...

Фотогалерея

Художник Прийдак Наталья

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
3 года 20 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 311,185 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 22 недели назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 311,185 |

Thank you, your site is very useful!

3 года 22 недели назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 311,185 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 50 недель назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 311,185 |

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

3 года 22 недели назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 9,717 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!