Характерной чертой В.И. Вернадского как учёного является его поразительная способность подмечать явления, правильно оценивать научную значимость новых открытий и использовать их для дальнейшего развития науки.
Так, например, в связи с открытием радиоактивности Владимир Иванович Вернадский обратил внимание на роль радиоактивных элементов в жизни нашей планеты. В научных кругах геологов и учёных, имеющих дело с Землёй как геологическим телом, шли и идут споры об источниках энергии, обусловливающей процессы, протекающие в земной коре. Ряд исследователей считает, что в основе этой деятельности лежит тепловая энергия, сохранившаяся от той стадии развития Земли, когда Земля была ещё в расплавленном состоянии; другие видят источники этой энергии в процессах сжатия Земли, в силу её остывания и т. п. В.И. Вернадский, в связи с работами Джоли, развил положение, что основной энергетический источник всех геохимических процессов, идущих в земной коре, заключается в процессах радиоактивного распада. «Тепло, – пишет он, – освобождающееся под влиянием непрестанного разрушения атомов определённых радиоактивных элементов (действительно, имеющего место), совершенно достаточно для объяснения всех этих грандиозных явлений».
Изучая минералы, а также процессы их возникновения, изменения и исчезновения, В.И. Вернадский, естественно, перешёл к изучению истории химических элементов, слагающих эти минералы. Это было естественным шагом в сторону углубления его представлений о химических процессах земной коры, поскольку для него было ясно, что каждый минерал представляет собой временную постройку вечно мигрирующих элементов. Перейдя к более систематическому изучению истории химических элементов в земной коре, В.И. Вернадский, таким образом, создал новую науку – геохимию. В.И. Вернадский сформулировал задачи геохимии, установил место этой науки среди других геологических дисциплин и указал проблемы и пути её будущего развития. Владимир Иванович внёс в эту науку много конкретных фактов и эмпирических обобщений.
В.И. Вернадский разбил все элементы Менделеевской системы на шесть групп, в зависимости от их геохимической роли в строении и процессах земной коры: 1) благородные газы, 2) благородные металлы, 3) циклические элементы, 4) рассеянные элементы, 5) элементы сильно радиоактивные, 6) элементы редких земель.
Особое внимание он уделил группе циклических элементов, которые составляют большую часть веса земной коры, и группе сильно радиоактивных элементов, в распаде которых он видел источник энергии почти всех геохимических и геологических процессов, происходящих в земной коре. Циклические элементы названы так им потому, что они неоднократно проходят в своей истории различные области земной коры, образуют в них различные, присущие только этим геосферам соединения и возвращаются вновь в то состояние, с которого начался тот или другой цикл. Здесь мы видим дальнейшее развитие его прежней идеи «природных изоморфных рядов». Вместе с тем, В.И. Вернадский указывает, что все циклические элементы являются органогенными, т. е. они принимают участие в строении живого вещества, которое является весьма важным фактором перемещения химических элементов земной коры.
Не меньшее значение В.И. Вернадский придавал группе сильно радиоактивных элементов. В живом веществе и радиоактивных элементах, несмотря на их относительно незначительное количество, он видел главные факторы геохимических процессов земной коры.
Таким образом, исследуя историю химических элементов в земной коре, В.И. Вернадский впервые в должной мере обратил внимание на роль живого вещества – растительных и животных организмов – в истории химических элементов на Земле. В связи с этим последние 15–20 лет своей жизни В.И. Вернадский отдал изучению химического состава и распространённости животных и растительных организмов. Он исследовал их участие в реакциях и перемещениях химических элементов в земной коре (биосфере) и создал новую науку – биогеохимию, имеющую колоссальное научное значение.
Сейчас проблемы биогеохимии тесно связаны с рядом проблем минералогии, агрохимии, почвоведения, физиологии растений, геоботаники, биохимии и захватывают глубокие вопросы развития жизни на Земле, поскольку они касаются взаимосвязей неорганической и органической природы. В настоящее время эволюция растительного и животного мира, вопросы минерального питания растений, ряд их болезней не могут успешно разрабатываться без решения ряда проблем биогеохимии, без учёта распространения микроэлементов в почвах, водах, растениях той или иной области земной коры. Биогеохимия даёт новое освещение законам изменчивости и наследственности, т. е. основным законам дарвинизма. Исходя из данных биогеохимии, В.И. Вернадский справедливо утверждал, что: «Связь состава организма с химией земной коры и то огромное первенствующее значение, которое имеет живое вещество в механизме земной коры, указывают нам, что разгадка жизни не может быть получена только путём изучения самого живого организма. Для её разрешения надо обратиться к первоисточнику – земной коре».
Изучая геохимическую роль организмов в жизни Земли, Владимир Иванович Вернадский пришёл к выводу, что свободный кислород биосферы и даже «земная газовая оболочка, наш воздух, есть создание жизни».
Но главным делом всей его жизни стала разработка целостного учения о биосфере и эволюции биосферы в ноосферу, в которой человеческий разум и научная мысль становятся определяющим фактором развития. Термины «биосфера» и «ноосфера» Вернадскому не принадлежат: термин «биосфера» появился еще в XIX в. в работах немецкого геолога Э. Зюсса, а термин «ноосфера» ввел в научный оборот Эдуард Леруа (1870–1954) – ученый и философ, профессор Коллеж де Франс (с 1921 г.), член Французской Академии Наук (с 1945 г.), последователь А. Бергсона, представитель католического модернизма. Известны его работы в области математики, антропологии и философии, к сожалению, до сих пор не переведенные на русский язык.
Он и его друг Пьер Тейяр де Шарден познакомились с В. И. Вернадским в 1923 г. в Париже. Здесь Вернадский, будучи приглашенным в Сорбонну, читал лекции об эволюции геологических оболочек земного шара. В книге «Очерки геохимии», изданной в Париже в 1924 г. на французском языке (на русском она вышла в 1927 г.), он писал: «С человеком, несомненно, появилась новая огромная геохимическая сила на поверхности нашей планеты. Равновесие в миграции элементов, которое установилось в течение длительных геологических времен, нарушается разумом и деятельностью человечества. Мы находимся в настоящее время в периоде изменения этим путем условий термодинамического равновесия внутри биосферы». Эти идеи обсуждались на семинаре А. Бергсона в 1924 г., где, видимо, и возник термин «ноосфера». На базе своих лекций Вернадский издал в 1926 г. книгу «Биосфера», вызвавшую большой интерес не только в научных кругах. Ею зачитывались М. Пришвин и Н. Заболоцкий. Геннадий Гор писал: «Есть книги, воздействие которых на читателя ни с чем не сравнимо. Такой необыкновенной книгой оказалась для меня “Биосфера”».
П. Тейяр де Шарден и Э. Леруа, будучи поклонниками идеи А. Бергсона о «творческой эволюции», увидели в мыслях Вернадского то, чего не могли найти у Бергсона – научные, а не только философские доводы. В 1927 Э. Леруа писал: «Начиная с человека, эволюция осуществляется новыми, чисто психическими средствами: через промышленность, общество, язык, интеллект и т. д., и таким образом биосфера переходит в ноосферу». В этой публикации впервые был использован в печатном издании термин «ноосфера». В.И. Вернадский с присущей ему скромностью позже писал: «Я принимаю идею Леруа о ноосфере. Он развил глубже мою биосферу». Для обозначения процессов, связанных с разумной деятельностью человека на планете, предлагались также термины «интеллектосфера» (А. Гумбольдт), «техносфера» (А.И. Ферсман), «пневматосфера» (П.В. Флоренский), «семиосфера» (Ю.М. Лотман). Однако именно термин «ноосфера» оказался наиболее содержательным и перспективным. Вернадский рассматривал закономерное появление ноосферы как общепланетной оболочки, исходя из выдвинутого им геохимического принципа «роста геохимической энергии». В своих работах Вернадский проявил особый научный стиль: он мало использовал математику, опирался на «эмпирические обобщения», являющиеся, по его убеждению, главным фундаментом науки. Но масштабность его мысли и колоссальная интуиция, смелость в обобщениях при корректности построений позволяли ему делать глубочайшие научные выводы.
