ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.06.2021
Просмотров: 208
Скачиваний: 1
Изучением функции литосферы, закономерностями формирования литосферы, ее пространственно-временного изменения под влиянием природных и техногенных причин в связи с жизнью и деятельностью биоты и, прежде всего, человека., занимается экологическая геология – новое направление геологических наук.
Понятие “экологические функции литосферы” – понятие фундаментальное. Совокупность знаний о них рассматривается нами как теоретический базис экологической геологии. В развитие этого тезиса взаимодействие между компонентами литосферы и биоты, включая человека, предложено изучать и отражать через определенные функциональные зависимости – ресурсную, геодинамическую, геохимическую и геофизическую.
Развитие этих положений обусловило формирование учения об экологических функциях литосферы – совокупности теоретических положений и представлений об экологических функциях литосферы, эколого-геологических обстановках, их состоянии и экологических свойствах литосферы как ее специфических атрибутивных компонентах и определенную экологическую ориентированную систему воззрений на взаимоотношение литосферы и биоты.
В рамках этого учения было определено содержание целого ряда необходимых понятий:
а) экологические функции литосферы – функции, определяющие (отражающие) роль и значение литосферы, включая подземные воды, нефть, газы, геофизические поля и протекающие в ней природные и антропогенные геологические процессы, в жизнеобеспечении и эволюции биоты, главным образом, человеческого сообщества;
б) экологическое свойство литосферы – одна из сторон литосферы, ее специфический, экологически значимый атрибут, обусловленный природой ее вещественного состава, геодинамических, геохимических и геофизических полей и органически связанных с жизнеобеспечением биоты, условиями ее существования и эволюции;
в) эколого-геологическая система – геологический компонент природной среды (определенный объем литосферы) с находящейся в ней и на ней биотой и включающей три подсистемных блока – литосферный (абиотический), биоту (биотический) и источников воздействия техногенного и природного происхождения;
г) эколого-геологическая обстановка (условия) – совокупность конкретных экологических свойств литосферы, отражающих современное или палеосостояние условий жизнедеятельности живых организмов в данном объеме литосферы как среде их обитания;
д) состояние эколого-геологической обстановки (условий) или экологическое состояние литосферы (как нередко называют геологи) – временное ее состояние, оцениваемое спецификой появления одного, нескольких или совокупностью экологических свойств литосферы, в данный момент времени определивших степень (уровень) благоприятности и возможности проживания живых организмов.
Ресурсная и экологическая функция литосферы определяет роль минеральных органических и органоминеральных ресурсов литосферы, а также ресурсов геологического пространства, необходимых для жизни и деятельности биоты как в качестве биогеоценоза, так и социальной структуры (человеческое сообщество). Она изучается экологическим ресурсоведением.
Ресурсная
функция верхних горизонтов литосферы
заключается в ее потенциальной способности
обеспечения потребностей биоты
(экосистем) абиотическими ресурсами, в
том числе и потребностей человека теми
или иными полезными ископаемыми,
необходимыми для существования и
развития человеческой цивилизации.
Причем с позиций биоцентризма потребности
человека не должны вступать в противоречие
с потребностями биоты в целом. Среди
природных ресурсов на Земле по их
значимости для развитых государств на
первом месте стоят энергоресурсы. При
современном уровне развития промышленности
в мире технологическая энергетика
создает и трансформирует огромное, если
рассматривать планету в целом, количество
энергии. Около 70% добываемых полезных
ископаемых в мире составляют энергоресурсы.
Следовательно, можно говорить о
соизмеримости техногенного энергетического
потенциала с энергетическим потенциалом
Земли естественного происхождения,
особенно на урбанизированных
территориях.
Потребности
в энергоресурсах развитых стран все
более и более возрастают. На фоне нехватки
собственных природных ресурсов они
стремятся захватить мировые рынки сбыта
полезных, прежде всего нефти, угля,
металлических и полиметаллических руд
и т.д., объявляя их зоной национальных
экономических интересов. Малейшие
"сбои" в этих зонах приводят к
тяжелейшим, прежде всего энергетическим
и экономическим, кризисам в этих странах.
В конечном итоге такой путь развития
губителен для людей: все большее число
стран, переходя в стадию экономически
высокоразвитых государств, с одной
стороны, будет вынуждено вступать в
конфликты из-за ресурсов, а с другой -
все более интенсивно эксплуатировать
ресурсы слаборазвитых стран. В настоящее
время в мире отмечается ресурсная
напряженность, которая обусловливает
необходимость перехода человечества
к системному ресурсному мышлению. Этот
переход, видимо, совершится в ближайшие
годы, поскольку человечество для этого
имеет, по оценкам экспертов, всего 3 - 4
десятилетия. Выработка соответствующей
теоретической базы, касающейся ресурсов
литосферы, - важнейшая проблема
экологической геологии.
Геодинамическая экологическая функция литосферы отражает свойство литосферы влиять на состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека через природные и антропогенные геологические процессы и явления. Она изучается экологической геодинамикой.
Геодинамическая
функция литосферы в экологическом
аспекте проявляется в ходе различных
геологических процессов (экзогенных
-оползней, обвалов, селей, береговой
абразии, подтопления и т.д. и эндогенных
– землятресений, вулканических извержений
и т.д.), так или иначе влияющих на различные
экосистемы, в том числе и человеческое
общество. Эти процессы, как указывалось
выше, делятся на природные геологические
и процессы, вызванные человеком,
техногенные - инженерно-геологические.
Важно подчеркнуть, что последние могут
по своей интенсивности, мощности и
масштабам проявления существенно
превосходить их природные аналоги,
поэтому их прогнозу, оценке и инженерной
защите территорий с развитыми на них
экосистемами от негативного влияния
инженерно-геологических процессов в
экологической геологии уделяется
первостепенное внимание.
Пока нерешенных проблем в этой области
очень много и среди них одна из центральных
- выявление предельно допустимых уровней
техногенных воздействий на геологическую
среду и ее отдельные компоненты – почвы,
горные породы, поземные воды, рельеф
территории и развитые на нейгеологические,
изменение которых влияет на различные
экосистемы. Основная задача заключается
в том, чтобы научиться правильно
прогнозировать экологические последствия
тех или иных техногенных воздействий
на литосферу, а следовательно, научиться
предотвращать негативные экологические
процессы и тем самым влиять на разразившийся
глобальный экологический кризис. Немалую
роль в решении этой проблемы должен
сыграть экологический мониторинг
геологической среды - система постоянных
наблюдений, контроля, оценки, прогноза
и управления состоянием геологической
среды с целью обеспечения ее экологических
функций.
Геохимическая экологическая функция литосферы отражает свойство геохимических полей (неоднородностей) природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты в целом и здоровье человека в частности. Она изучается экологической геохимией .
Геохимическая
функция литосферы в экологическом
аспекте заключается в ее активном
участии в процессах круговорота в
природе. Причем одинаково важен анализ
обеих сторон круговорота - как вредных,
так и полезных для экосистем веществ.
Геохимическая транспортировка различных
элементов в пределах литосферы и
экосистем могут осуществляться различными
путями. В связи с чем выделяют механическую,
физико-химическую, биогенную и техногенную
миграцию,
которая является предметом исследований
экологической геохимии. Техногенная
миграция веществ, как и общие закономерности
техногенеза, еще далеко не установлены,
однако в этой области уже открыт целый
ряд важнейших законов, позволяющих
охарактеризовать геохимическую функцию
литосферы.
Разработка
методов управления состоянием и
свойствами массивов горных пород верхних
горизонтов литосферы с целью сохранения
и обеспечения их экологических функций
- практическое направление экологической
геологии, которое интенсивно развивается
в настоящее время. Задача управления
успешно решается методами технической
мелиорации горных пород, в арсенале
которой имеются всевозможные способы
целенаправленного активного влияния
человека на состав, строение, состояние
и свойства горных пород и их массивов.
Применение этих методов позволяет
менять состояние и свойства массивов
горных пород в нужном направлении,
получать массивы с заданными свойствами,
осуществлять реабилитацию (очистку)
территорий, почв, горных пород от
всевозможных техногенных загрязнений
и т.д. Разработка этих актуальных проблем
позволит существенно продвинуть вперед
решение многих задач геоэкологии и
экологии и вплотную подойти к реализации
идеи В.И. Вернадского о ноосфере - высшей
фазе эволюции биосферы на Земле.
Геофизическая экологическая функция литосферы отражает совокупность свойств геофизических полей полей (неоднородностей) литосферы влиять на состояние биоты и человека. Она изучается экологической геофизикой.
В настоящее время разработан целенаправленный подход к оценке состояния эколого-геологических условий литосферы. Все критерии оценки органически связаны с экологическими свойствами литосферы и учитывать соответствующие функциональные зависимости между ее компонентами и биотой и быть ранжированными на единое число классов состояний. Выделяют четыре класса состояния литосферы – удовлетворительного (благоприятного), условно удовлетворительного (неблагоприятного), неудовлетворительного (весьма неблагоприятного), катастрофического, которым соответствуют четыре зоны нарушения экосистемы – нормы, риска, кризис и бедствия.
Это одно из важнейших теоретических и методических положений учения об экологических функциях литосферы, да и в целом экологической геологии.
Учение об экологических функциях литосферы охватывает не только идеологию исследования, его функциональную направленность, но и материальные атрибуты объекта изучения, такие, как экологические свойства литосферы, экологическое состояние литосферы и др., т.е. параметры, которые можно измерять, оценивать, классифицировать и моделировать. Следовательно, учение об экологических функциях литосферы формирует теоретическую и методическую основу проведения эколого-геологических исследований и отражения соответствующей информации.
5.Географическая оболочка Земли.
Географическая оболочка земли или ландшафтная оболочка, сфера взаимопроникновения и взаимодействия литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. Характеризуется сложным составом и строением. Вертикальная мощность географической оболочки составляет десятки километров. Целостность географической оболочки определяется непрерывным энерго- и массообменом между сушей и атмосферой, Мировым океаном и организмами. Природные процессы в географической оболочке осуществляются за счет лучистой энергии Солнца и внутренней энергии Земли. В пределах географической оболочки возникло и развивается человечество, черпающее из оболочки ресурсы для своего существования и воздействующее на нее.
Верхнюю границу Географическая оболочка проводить по стратопаузе, т.к. до этого рубежа сказывается тепловое воздействие земной поверхности на атмосферные процессы. Границу географической оболочка в литосфере совмещают с нижним пределом области гипергенеза. Иногда за нижнюю границу Географическая оболочка принимают подножие стратисферы, среднюю глубину сейсмических или вулканических очагов, подошву земной коры, уровень нулевых годовых амплитуд температуры. Таким образом, географическая оболочка полностью охватывает гидросферу, опускаясь в океане на 10—11 км ниже поверхности Земли, верхнюю зону земной коры и нижнюю часть атмосферы (слой мощностью 25—30 км). Наибольшая толщина географической оболочки близка к 40 км.
Качественные отличия географической оболочки от других оболочек Земли состоит в следующем. Географическая оболочка формируется под действием как земных, так и космических процессов; она исключительно богата разными видами свободной энергии; вещество присутствует во всех агрегатных состояния; чрезвычайно разнообразна степень агрегированности вещества — от свободных элементарных частиц - от атомов, ионов, молекул до химических соединений и сложнейших биологических тел; концентрацией тепла, поступающего от Солнца; наличие человеческого общества.
Основные вещественные компоненты географической оболочки это слагающие земную кору горные породы формой — рельефом), воздушные массы, водные скопления, почвенный покров и биоценозы; в полярных широтах и высокогорьях существенна роль скоплений льда.
Основные энергетические компоненты это гравитационная энергия, внутреннее тепло Земли, лучистая энергия Солнца и энергия космических лучей. При всей ограниченности набора компонентов сочетания их могут быть весьма многообразными; это зависит и от числа входящих в сочетание слагаемых и от их внутренних вариаций, так как каждый компонент — это тоже очень сложная природная совокупность и главное — от характера их взаимодействия и взаимосвязей, т. е. от географической структуры.
Географическая оболочка присущи следующие важные черты:
1)целостность географической оболочки, обусловленная непрерывным обменом вещества и энергии между её составными частями, поскольку взаимодействие всех компонент связывает их в единую материальную систему, в которой изменение даже одного звена влечёт сопряжённое изменение и всех остальных.
2) Наличие круговорота веществ и связанной с ним энергией, обеспечивающего многократность одних и тех же процессов и явлений и их высокую суммарную эффективность при ограниченном объёме исходного вещества, участвующего в этих процессах. Сложность круговоротов различна: одни из них — механические движения (циркуляция атмосферы, система морских поверхностных течений), другие сопровождаются сменой агрегатного состояния вещества (оборот воды на Земле), в-третьих происходит также и его химическая трансформация (биологический круговорот). Круговороты, однако, не замкнуты, и различия между их начальными и конечными стадиями свидетельствует о развитии системы.
3) Ритмика, т. е. повторяемость во времени различных процсссов и явлений. Она обусловлена главным образом астрономическими и геологическими причинами. Выделяется ритмика суточная (смена дня и ночи), годовая (смена времён года), внутривековая (например, циклы в 25—50 лет, наблюдаемые в колебаниях климата, ледников, уровней озёр, водоносности рек и т.п.), сверхвековая (например, смена за каждые 1800—1900 лет фазы прохладно-влажного климата фазой сухого и тёплого), геологическая (циклы каледонский, герцинский, альпийский по 200—240 млн. лет каждый) и т.п. Ритмы, как и круговороты, не замкнуты: то состояние, какое было в начале ритма, в конце его не повторяется.