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

03.02.18 | В блоге: Гость
Пользователь Геннадий отправил сообщение, используя форму контактов https://ecodelo.org/contact. Уже не первый раз сильная задымлённость продуктами горения угля от кочегарок гаражей и частных домов. Томск ул. Говорова , Ильмера, Мира 79 Гв. дивизии. Замеры воздуха никто не производит Считают, что горит овраг засыпанный мусором.
20.05.13 | В блоге: Александра Свиридова
Творческий проект На тему : "Каждой пичужке по кормушке" Класс- 1 класс Подготовила : старшая вожатая Свиридова Александра Александровна 2013 г. Аннотация проекта Проект "Каждой пичужке по кормушке" рассчитан для учащихся 1 класса и на...
25.09.11 | В блоге: Ольга Давыдова
Весной 2011 г. Российский союз сельской молодежи при поддержке Министерства сельского хозяйства и Министерства спорта, туризма и молодежной политики выступил организатором II Всероссийского конкурса творческих работ «Моя малая Родина». Он проводится в нашей стране уже второй раз в целях воспитания в новом поколении идей патриотизма, национальной самоидентификации и гордости за свою малую Родину. В настоящее время стали известны имена победителей II Всероссийского конкурса творческих работ «Моя м...
26.01.11 | В блоге: Вера Шегурова
Очень ценно, что организаторы конкурса проектов доброжелательны,терпеливы к нашим вопросам, разным "непоняткам".Есть возможность учащимся из сельской школы поучаствовать в таком марафоне, и самое главное, оказывается, у нас столько друзей!Спасибо им за искреннюю поддержку!
17.12.10 | В блоге: Елена Горбатых
Дело в том, что несколько лет назад в центре нашего села снесли дом культуры, а через дорогу - дом быта. На месте остались рытвины и остатки кирпичей. Картина удручающая. Я коренная жительница посёлка (мне 36 лет, работаю методистом в управлении образования)и мне не всё равно как выглядит моё родное село. Идея облагородить посёлок пришла давно: вот уже > третий год иннициативная группа на месте дома культуры начала делать спортивную площадку: выровняли поле, вывезли битый кирпич, поставили...
07.09.15 | В блоге: Юрий Жуков
Легковой автомобиль и АМАК-система Вы, уважаемый читатель, никогда не задумывались над вопросом: сколько в мире существует фирм и заводов, выпускающих легковые автомобили? Я сегодня сам себе задал этот вопрос и навскидку насчитал 25: AUDI, BMW, CHEVROLET, CITROEN, FORD и так далее – не буду утомлять вас перечислением. Почти уверен, что их не 25, а значительно больше. А вот количество фирм или заводов в мире, которые выпускают АМАК-системы – ноль. Ну, конечно, катать людей по Земному...
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-...
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...
26.03.11 | В блоге: Михаил Гунькин
От переводчика: Вам не кажется странным, что после ужасных подробностей и прогнозов о последствиях аварии на морской платформе ВР "DeepwaterHorizon" в Мексиканском заливе мировые и российские СМИ как-то быстро "замяли" эту тему? (А представляете, что было бы, произойди где-нибудь подобное по вине «ЛУКОЙЛА» или «Газпрома»?) Так вот в интернете с лета действует сайт http://www.floridaoilspilllaw.com, специализирующийся на информации о проис...
24.01.11 | В блоге: Михаил Гунькин
Высокотехнологичное полицейское корпоративное государство Секретное пространство "ситуативной компьютерной осведомленности" - голубая мечта любого шпиона, ставшая еще привлекательней с наступлением эры сверхскоростного вычисления и возможности почти безлимитного сохранения информации с помощью огромных серверных групп.   Внутри этой сумеречной дымки, скрываемой в интересах национальной безопасности или собственников бизнес-информации,  можете не сомне...
04.02.12 | В блоге: Александр Пильников
В Краснокаменске провели день сурка. В кафе "Каприз" прошло развлекательное шоу "Веселый тарбаганчик". Помимо живого сурка в мероприятии учавствовал лысенький дядечка и его ассистент в противочумном костюме. Была проведена небольшая лекция и представлен объемный макет мемориала репрессированным суркам из картона. В будущем мемориале основной упор сделан на некую конструкцию напоминающую механизм для телепортации органических объектов в пространстве, что по мнению автора д...
29.08.10 | В блоге: Юрий Широков
Если бы не было грантов.                   Как было бы, наверное, хорошо, если бы не было грантов…Не нужно было бы регистрироваться, разводить бухгалтерию, заполнять ведомости, журналы, ордера, бланки, готовиться к проверкам, писать глупые никому не нужные справки и сведения, корпеть над заявками и отчетами. Общественное движение жило бы естественной, свободной жизнью, не тратя свои силы и энергию на бюрократические процедуры.  ...
03.10.12 | В блоге: Виталий Знаменский
  Пришла пора и я детально проработал книгу «Игнорирование экологических угроз» (М.: Физматлит, 2007 г. - 120 с.), подаренную мне её автором Игорем Викторовичем Гординым. Книга написана на весьма актуальную тему: причины недооценки населением экологических угроз. С начала книги идет перечень  настроений людей, как отражение процесса игнорирования экологических угроз, а затем, немного нелогично, приведено строгое статистическое доказательство, что человечество вымирает...
09.01.14 | В блоге: Сергей Артемчук
Если предположительно человеческий разум может рождать живые органические соединения, то и эти соединения должны быть подобны разнообразию биологической материи. Собрались два человека вместе и затеяли какое либо мероприятие.  Есть простейшее живое органическое формирование. Здесь присутствует взаимный интерес (углерод), какие-либо достоверные сведения о предмете интереса (кислород), соответствующие эмоции (водород). На основе знаний и житейского опыта в процессе интеллектуальных «хи...
19.12.12 | В блоге: Юрий Широков
Превратить соблюдение социальных норм в увлекательное занятие — давно и успешно применяется в дизайне мусорных контейнеров. В Голландии, например, очень распространены мусорные контейнеры в виде огромной баскетбольной корзины для «ловли» мусора. Она удобна для велосипедистов, которые не хотят останавливаться, чтобы выбросить пустую банку или огрызок съеденного на ходу яблока. Заодно такой бросок — это упражнение в меткости, дающее возможность блеснуть ловкостью. В другую...

Фотогалерея

На перевале “Теплый ключ”. Змееголовник крупноцветковый - Фото Игоря Хайтмана

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: 310,038 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,038 |

Thank you, your site is very useful!

3 года 19 недель назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 310,038 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

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

Смотрели: 310,038 |

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: 9,644 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!