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

28.03.20 | В блоге: Никита Каширихин
Всем здраствуйте, на днях создал группу в вконтакте под названием экология и природопользование, там много учебного материала и разной интересной информации, также там проводятся конкурсы и ЭКОЛОГИЕСКИЕ ТЕСТЫ. Вот вам ссылка на один из таких тестов, сможете пройти правильно ? https://vk.com/wall-193407709_15   попробуй
19.10.11 | В блоге: Ольга Давыдова
В центральном концертном зале Волгограда прошло пленарное заседание научно-практической конференции «Защитное лесоразведение в Российской Федерации». В его работе принял участие первый заместитель Председателя Правительства Российской Федерации Виктор Зубков. Перед началом форума он посетил экспозицию, размещенную в фойе. Обсудить проблему лесоразведении в Волгоград съехались руководители и представители федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российско...
01.06.24 | В блоге: Гость
Отправились как-то шестеро охотников из Лъурэна на морской промысел, и тут шторм разразился. Унесло байдару в открытое море, таскало несколько дней. Сильно устали охотники, но вдруг заметили ледовое поле, причалили к большой льдине, стали отдыхать. А льдину ветром принесло к неведомым скалистым берегам. Спустили байдару на воду и поплыли вдоль берега.   Вдруг видят – сидит огромный человек на вершине обрыва, ноги в море свесил, трубку курит. Сам ростом выше самого высокого...
13.11.11 | В блоге: Сурен Газарян
Поводом для написания данного письма послужила все более тревожная ситуация, складывающаяся вокруг Кавказского заповедника и других ООПТ Западного Кавказа. Оно не несет принципиально новой информации, а скорее является конспективным выражением того, что сейчас наиболее тревожит меня и других представителей региональной науки, посвятивших изучению природы этого региона многие годы. Так, нас очень тревожат планы реконструкции дороги по территории Кавказского заповедника по долине реки Шахе...
16.04.24 | В блоге: Гость
Какая свадьба без драки? What's a wedding without a fighting? Что-то конец зимы и вся первая половина весны оказались щедрыми на всякие нехорошие события. Их и так немало в последние годы, и не надо быть Нострадамусом или Вангой, чтобы предвидеть, что вся эта хтонь будет нарастать, как снежный ком. Но на протяжении крайней пары месяцев новости неделю за неделей били по голове. И не поднималась рука рыться в архивных дисках, подбирая интересные фотки… И душераздирающие ново...
12.12.13 | В блоге: Михаил Брагин
За 2013 год в заповеднике умерло 9 животных, за месяц умерли четверо. Руководство заповедной зоны считает, что это естественный процесс. На вопрос, почему погибают и более молодые животные, как например, 3,5-летняя зубриха Муна, умершая 25 января 2013 года от дисбактериоза и хронического гастрита, Заблоцкая (кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Приокско-Террасного заповедника) сказала, что одна из причин падежа — неправильная организация работы питомника на протяжении мно...
13.10.11 | В блоге: Александр Давыдов
Об этом ярко свидетельствует опыт жителей Красночикойского района Забайкальского края при предоставлении месторождения урана «Горное» одноименной уранодобывающей компании. Краткая история вопроса. В марте 2005 г. глава администрации района получает предложение от известной в Забайкалье и в стране уранодобывающей компании предложение дать предварительное согласие на разработку месторождение «Горное» которое находится на территории района. Глава района, особо не обосновывая...
16.10.23 | В блоге: Гость
Перечитала "Рославлев, или русские в 1812 году" ("господина Загоскина сочинение")), и вот отрывок: "Наш гусарский ротмистр проехал весьма хладнокровно мимо ветхой церкви, построенной, вероятно, прежде царя Алексея Михайловича, и, взглянув нечаянно на одно полуразвалившееся здание, сказал: "Кой черт! что это за смешной амбар!.." - "Злодей! - вскричал бы какой-нибудь антикварий. - Вандал! да знаешь ли, что ты называешь амбаром царскую вышку, или терем,...
08.04.12 | В блоге: Юрий Широков
На улицах индийских и непальских городов, какую только живность не встретишь. Вот овца дорогу переходит прямо в центре индийской столицы: Раскрашенная к празднику буренка на Гоа: В общем, все это никакая не новость. Про то, что коровы  в Индии - священные животные, что там живут обезьяны и ходят слоны, наверное, каждый знает.  К встречам с этими животными я был готов. Но я совсем не знал и не ожидал, что можно в этих краях  (в городской черте!) встретиться и с куда более опасны...
28.06.15 | В блоге: Николай Бычек
Центр по сапропелю столкнулся с проблемой восстановления нарушенных горными работами земель от радионуклидов и тяжелых металлов еще в 1986-1990 г.г. Свои работы в этом направлении он связывал с использованием сорбционных свойств органического сапропеля и заложенных природой поглощающих радионуклиды и тяжелые металлы свойств некоторых видов тропических растений.  Одно из них – это водный гиацинт (эйхорния).  В настоящее время Центр продолжил полевые и лабораторные работы ученых из...
21.10.13 | В блоге: Николай Бычек
Сапропель – природные экологически чистые илы органо-минерального происхождения озерного или болотного типа повсеместно распространены на территории Тверской области России. Они являются одной из самых перспективных сырьевых баз для производства удобрений, кормовых добавок, лечебных грязей, сорбентов, др. По предлагаемым Центром по сапропелю технологиям из него можно производить более 12 видов продукции. Наиболее востребованы рынком – сыпучие, пастообразные и гранулированные удобрени...
03.10.10 | В блоге: Наталья Михайлова
В Томской области успешно реализуется стратегия непрерывного экологического образования и воспитания населения, в рамках которой Дворцу творчества детей и молодежи в 2009 году присвоен статус базового центра первого уровня. Школьники среднего звена, в рамках программы «Экополюс» Томской городской детско-юношеской общественной организации «Улей», обучаются на ООПТ цивилизованному поведению в природе, изучают томскую флору и фауну. Старшеклассники, в рамках городской образо...
29.09.10 | В блоге: Алексей Торопов
всем привет! только зарегистрировался и, увы, сразу о деле. сегодня позвонил в Департамент ООС Томской области по вопросу спуска одного известного в рыболовной среде томского пруда. взаимодействую с Деп. ООС с 1997 года, когда он еще Госкомэкологии РФ был, такой ответ получил впервые... подробности здесь http://green.tomsk.ru/node/574
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...
02.06.14 | В блоге: Johan Konings
Мы многим недовольны в своей жизни и часто жалуемся по поводу и без него. Порой даже переборщаем с последним. Хочется, чтобы наконец настало время конкретных действий. В предвыборный период эгоизм политиков получает вливание  комплиментов, после чего разговоры выходят на новую орбиту.  Давайте рассмотрим это на примере вопроса альтернативной энергетики.   Альтернативная энергетика В Европе зачастую отсутствует четкая энергетическая политика в отдельно взятых странах, а прилагаемые...

Фотогалерея

Художник Смирин Владимир

Интересные ссылки

Коллекция экологических ссылок

Коллекция экологических ссылок

 

 

Другие статьи

Активность на сайте

сортировать по иконкам
3 года 2 недели назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 303,092 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 4 недели назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 303,092 |

Thank you, your site is very useful!

3 года 4 недели назад
Гость
Гость аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 303,092 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!

3 года 33 недели назад
Евгений Емельянов
Евгений Емельянов аватар
Ядовитая река Белая

Смотрели: 303,092 |

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

3 года 4 недели назад
Гость
Гость аватар
Ситуация с эко-форумами в Бразилии

Смотрели: 9,285 |

Спасибо, ваш сайт очень полезный!