|
|
Скачати 4.38 Mb.
|
|
Розділ 5 Літосфера Літосфера - кам'яна оболонка Землі, яка включає земну кору завтовшки від 6 (під океанами) до 80 км (гірські системи). Земна кора складена гірськими породами. Частка різних гірських порід у земній корі неоднакова - більше 70% припадає на базальти, граніти й інші магматичні породи, близько 17% - на перетворені тиском і високою температурою породи і лише 12% - на осадові породи. На континентах переважають граніти, а під океанами - базальти. Під земною корою знаходиться мантія (до 2 900 км углиб) і ядро (від 29 000 до 63 800 км). Живі організми в літосфері можуть жити на глибині до 3 км. До складу літосфери входять два найголовніші компоненти - надра Землі і ґрунт. Надра Землі - частина природного середовища, яка знаходиться під земною поверхнею, включаючи мінерали, елементи і гірські породи, які виходять на поверхню землі. Надра — мінеральна основа біосфери; для людини надра - традиційний об'єкт добування корисних копалин: паливних (вугілля, нафта, горючі сланці), рудних (залізо, алюміній, мідь, олово та ін.) і нерудних (фосфорити, апатити та ін.), природних будівельних матеріалів (вапняки, піски, гравій та ін.). Ґрунт — тонкий верхній шар континентальної земної кори, один із найголовніших ресурсів планети, гігантська екологічна система, яка разом із Світовим океаном вирішально впливає на всю біосферу. 5.1. Антропогенні зміни поверхні літосфери Людина існує в певному просторі, й основною складовою цього простору є поверхня літосфери. У процесі еволюції людина почала змінювати поверхню землі, особливо великих обсягів ці зміни досягли в останні п'ятдесят років. Це добре ілюструють дані про будівництво великих водосховищ: 90% великих водосховищ світу були побудовані після 1950 р., а в колишньому СРСР за цей період побудовано 94% великих водосховищ. Порушення поверхні літосфери починається з найменшого - з будівництва житла, коли необхідно вирівнювати поверхню і закладати фундамент. Зростання подібних порушень відбулося після 1950 р., коли в усьому світі, у тому числі й у СРСР відбувався швидкий процес урбанізації, який призвів до збільшення чисельності міського населення. У цей час інтенсивно розвивалася господарська інфраструктура, що супроводжувалося серйозними змінами поверхні літосфери - будувалися залізничні та автомобільні шляхи, прокладалися нафтопроводи, лінії електропередач та зв'язку. Крім водосховищ побудовані канали великої протяжності, сітки дрібних каналів, а також дренажні системи. У сітках каналів, як зрошувальних, так і дренажних, які в більшості своїй не облицьовані, відбуваються активні ерозійні процеси. Подібні порушення поверхні займають зараз, наприклад, на території Росії більше 12,3 млн. га, з яких приблизно половину складають осушені землі. На багатьох осушених землях спостерігається осідання ґрунту в результаті згорання торфу і руйнування підземних дренажних систем. Перекриття русла річки греблями є порушенням літосфери практично по всій довжині ріки, оскільки водосховище змінює баланс стоку наносів, значна частина яких затримується у верхньому буфері греблі. У результаті нижче водосховища починається ерозія русла, а в гирлі відбуваються зміни, обумовлені порушенням балансу насосів. Поверхня літосфери порушується під час гірських розробок, створення кар'єрів, розрізів і під'їзних шляхів до них. Наприклад, у Росії, за статистичними даними, площа порушення земель У зв'язку з подібною діяльністю в 1989 р. склала 1,2 млн. га. У Західному Сибіру, де ведуться пошуки нафти й газу, розвивається новий тип антропогенних порушень поверхні літосфери. Тут широко використовуються всюдиходи, які вибивають глибокі колії, а процес оновлення тундрової і лісотундрової рослинності відбувається дуже повільно. Швидко розвивається процес ерозії ґрунту, оскільки колії служать борознами стоку для талих і дощових вод. На місці руху всюдиходів формується антропогенна дренажна сітка. Ще один шлях порушення літосфери - геологорозвідувальні роботи, які супроводжуються копанням шурфів, бурінням малих свердловин, вибухами поверхневих зарядів при проведенні систематичної розвідки і т.ін. При регіональних дослідженнях вага зарядів досягає 1000 кг, і як наслідок - ушкодження літосфери сягає 100-метрової глибини. Порушення літосфери приводять, як правило, до активізації небезпечних стихійних природних явищ, таких, як поповзні, завали, просідання ґрунту, створення умов для формування снігових лавин, сприяння збільшенню поверхневого стоку; змінюються умови інфільтрації і рух флюїдів у ґрунті, порушуються біоценотичні взаємозв'язки ґрунтових організмів. 5.2. Надра Землі, їх використання та охорона Зараз у світі відбувається великомасштабне втручання людини в систему водо-, нафто- і газоносних горизонтів літосфери, які розташовані на різних глибинах. При цьому вплив на літосферні флюїди здійснюється кількома шляхами. Частина поверхневого стоку переводиться в підземний, особливо при зрошуванні. Під час зрошування в магістральних каналах і безпосередньо на полях даремно витрачається до 30% води. У результаті на більшій частині зрошуваної території відбувається піднімання рівня ґрунтових вод і навіть виникають заболочені площі. Площа земель, на яких підвищився рівень води внаслідок зрошування, досягає у світі кількох мільйонів гектарів. Інший шлях переведення поверхневого стоку в товщу літосфери - це підтоплення земель у районах водосховищ, де також піднімається рівень ґрунтових вод. Таке підіймання ґрунтових вод і заповнення водою раніше ненасиченої зони змінюють механічні якості ґрунту, сприяють руйнуванню берегів водосховищ, розвитку суфозїі (вимивання з ґрунту мінеральних часток, осідання верхніх товщ ґрунту і утворення понижень та порожнин) та ін. Під великими водосховищами в місцях розломів земельної кори не виключене проникнення поверхневих вод у глибинні пласти і в глибокі водоносні горизонти. Це може породжувати сейсмічність, що добре відомо з практики будівництва великих водосховищ. Переведення частини поверхневого стоку в підземний виникає в усіх містах у результаті роботи водогінної та каналізаційної систем. У містах у ненасичену зону літосфери і до вільних горизонтів ґрунтових вод надходить до 3 м3/км2 води, у тому числі гарячої з тепломережі. Результатом цього є затоплення підвалів будинків і підземних комунікацій. Виникають руйнування фундаменту, осідання ґрунтів, розвивається суфозія. Ще один шлях утручання в літосферу - це закачування забруднених відпрацьованих вод у глибокі свердловини та закачування гарячої води і пари в нафтові свердловини з метою збільшення нафтовіддачі пласту. Обсяги негативних наслідків таких закачувань величезні. Потужним засобом впливу на літосферні флюїди є відкачування води з різних горизонтів підземних вод. Зокрема, відкачування шахтових вод і вод із кар'єрів і розрізів. При відкачуваннях, які обов'язково перевищують поповнення води, знижується рівень підземних вод і виникають великі вирви депресії. Найбільші зниження рівня підземних вод спостерігаються в районах великих міст, які використовують для водопостачання підземні води з глибини 50-60 м. Вторгненням у флюїдні системи літосфери є добування нафти і газу. За період розвитку нафтогазових родовищ пробурено багато десятків тисяч таких свердловин глибиною до 2 км. На їх місці виникли великі депресійні вирви, були розкриті і розгерметизовані всі глибоко залеглі водо-, нафто- і газоносні горизонти. Наслідки цього процесу виявляються по-різному. У Татарії, наприклад, де видобуток нафти ведеться вже тривалий час, у районі Ромашкінського нафтового родовища з вересня 1986 р. по січень 1989 р. зареєстровано 198 землетрусів силою до 10 балів. Більша частина епіцентрів землетрусів залягає на глибині 2-3 км в осадовому чохлі старої Східноєвропейської платформи. Крім розвідувальних і промислових свердловин досить глибокі горизонти надр пронизують шахти з видобування корисних копалин: вугілля, поліметалічних руд, солей. Утворені підземні пустоти весь час зростають за об'ємами і площами. На більшості підприємств із видобутку вугілля взагалі не прийнято заповнювати вироблений підземний простір. Все це призводить до просідань ґрунту, а також порушення флюїдних систем. Найчастіше закриті шахти просто затоплюються. Є вагомі причини вважати, що райони видобутку нафти, газу та вугілля є джерелами виділення в атмосферу метану, який є одним із чинників утворення парникового ефекту. Запаси корисних копалин у надрах Землі не безмежні і відносяться до категорії невідновлюваних природних ресурсів. Більшість корисних копалин значною мірою вже вичерпані, особливо багаті на них родовища верхніх горизонтів земної кори. Вчені неодноразово робили спроби підрахувати запаси і строки вичерпання природних копалин у цілому на земній кулі та в окремих регіонах. Звичайно, ці підрахунки приблизні і базуються на даних, які доступні сучасному рівню знань (див. табл. 5.1). Таблиця 5.1. Ресурси і час вичерпання основних корисних копалин
Новим фактором потужного впливу на надра є ядерні підземні вибухи. їх проводять для створення підземних ємностей у соляних куполах, для створення провальних вирв і для глибинного сейсмічного зондування. Крім того, проводять вибухи з воєнною метою. У результаті такого потужного впливу на значних площах зазнають розгерметизації зони аномально високих пластових тисків. У 60-х роках почав підвищуватися рівень підземних вод у верхніх горизонтах, що особливо яскраво виявилося в Прикаспійському регіоні. Це викликало зростання сейсмічної активності в західній частині регіону, у результаті почастішали викиди грязьових вулканів та зародилася хвиля деформацій, яка виникла на Апшероні - найбільш старому районі нафтовидобутку - і рухалася з області альпійської складчастості на північний схід у напрямі молодих та старих платформ зі швидкістю 50-60 км/рік. Просування цієї хвилі супроводжувалось різким зниженням нафтовидобутку по всьому регіону. У наш час це, мабуть, єдине пояснення підняття рівня Каспію у XX столітті, яке, на відміну від інших, відзначалося надзвичайно швидкими темпами. Пояснення, пов'язані зі змінами конфігурації дна в результаті тектонічних рухів, не підтверджуються високоточними повторними нівелюванням. Спроба пояснити зміни водного балансу Каспію збільшенням притоку води в нього і зменшенням випарювання не узгоджується з особливостями зональної циркуляції, підвищенням глобальної температури та відбиранням води на зрошування і господарські потреби. Таким чином, масштаби техногенної дестабілізації надр Ара-ло-Каспійського перегину набули не локального, а регіонального характеру. Ця дестабілізація незворотна і поки що не піддається регулюванню. У зв'язку з тим, що надра Землі стали не тільки джерелом добування корисних копалин, але й місцем захоронення шкідливих хімічних і радіоактивних відходів виробництва, сховищем видобутих нафти й газу, місцем проведення підземних ядерних випробувань, будівництва деяких підземних споруд, прокладання транспортних комунікацій і т.д., необхідною стає розробка принципів раціонального використання й охорони надр. Раціональне використання та охорона надр передбачають такі заходи: - створення нових високоекологічних технологій розробки родовищ корисних копалин; - вилучення з добутої мінеральної сировини (у тому числі й бідних руд) усіх хімічних елементів або сполук, що містяться в них; - утилізація відпрацьованої породи або надійне її захоронення; - запобігання втратам мінеральної сировини в період експлуатації родовищ; - вилучення з руд основних і супутніх компонентів; - збереження чистоти водоносних горизонтів, очищення й утилізація стічних вод; - забезпечення економії мінеральної сировини при транспортуванні й переробці; - удосконалення методів захоронення радіоактивних відходів із метою запобігання радіоактивного забруднення навколишнього середовища; - охорона родовищ корисних копалин від затоплення при створенні водосховищ, організації звалищ промислових і побутових відходів; - охорона родовищ від пожеж; - пошук природних і штучних замінників дефіцитних мінеральних сполук, більш повне використання вторинних ресурсів; - використання альтернативних екологічно чистих джерел енергії. 5.3. Ґрунт як головний засіб сільськогосподарського виробництва та середовище життя Ґрунт — верхній тонкий шар континентальної земної кори, утворений під впливом рослин, тварин, мікроорганізмів та клімату з материнських гірських порід, на яких він знаходиться. Це важливий і складний компонент біосфери, тісно пов'язаний з іншими її частинами. У ґрунті складним чином взаємодіють основні компоненти: - мінеральні частини (пісок, глина), вода, повітря; - детрит - відмерла органічна речовина, залишки життєдіяльності рослин і тварин; - велика кількість живих організмів - від детритофагів до редуцентів, які розкладають детрит до гумусу. Таким чином, ґрунт - біокосна система, заснована на динамічній взаємодії між мінеральними компонентами, детритом, детритофагами і ґрунтовими організмами. У своєму розвитку і формуванні ґрунт проходить кілька етапів. Молоді ґрунти часто є результатом вивітрювання материнських гірських порід, або перенесення і відкладання осадів (наприклад, алювію.) На цих субстратах оселяються мікроорганізми, піонерні рослини - лишайники, мохи, трави - та дрібні тварини. Поступово з'являються інші види рослин та тварин, склад біоценозу ускладнюється, між мінеральним субстратом та живими організмами виникає ціла серія взаємозв'язків. У результаті формується зрілий ґрунт, якість якого залежить від початкової материнської породи і клімату. Процес розвитку ґрунту закінчується, коли досягається рівновага ґрунту з рослинним покривом та кліматом, тобто виникає стан клімаксу. Таким чином, зміни ґрунту, що виникають у процесі його формування, нагадують сукцесійні зміни екосистем. Кожному типу ґрунтів відповідають певні типи рослинних груп. Так, соснові бори, як правило, ростуть на легких піщаних ґрунтах, а ялинові ліси — переважно на більш важких і багатих поживними речовинами суглинистих ґрунтах. Ґрунти є складною системою, усередині якої відбуваються різноманітні складні процеси. Для того, щоб підтримувати ґрунт у доброму стані, необхідно знати природу обмінних процесів усіх його складових. Поверхневі шари ґрунту складаються з багатьох залишків рослинних та тваринних організмів, розклад яких призводить до утворення гумусу. Кількість гумусу визначає родючість ґрунту. У ґрунті існує велика кількість різних живих організмів -педобіонтів, які формують складну харчову детритну сітку: гриби, бактерії, водорості, найпростіші, молюски, членистоногі та їхні личинки, дощові черви та багато інших. Усі ці організми відіграють велику роль у формуванні ґрунту та зміні його фізико-хімічних характеристик. Рослини вбирають із ґрунту необхідні мінеральні речовини, але після відмирання рослинних організмів спожиті елементи повертаються у ґрунт. Ґрунтові організми поступово переробляють усі органічні рештки. Таким чином, у природних умовах відбувається постійний кругообіг речовин у ґрунті. У штучно створених агроценозах такий кругообіг порушений, бо людина забирає значну частину сільськогосподарської продукції, використовуючи її для власних потреб. Через те, що ця продукція не бере участі в кругообігу, ґрунт стає неродючим. Щоб уникнути цього і підвищити його родючість у штучних агроценозах, людина вносить органічні та мінеральні добрива. Загальний земельний фонд України становить 60,36 млн. га. Територія України розташована в трьох ґрунтово-кліматичних зонах (степова, лісова і полісся) з різними типами ґрунтів (чорноземи, сірі лісові ґрунти, дернисті та торф'яники відповідно). Найбільше природне багатство України - чорноземи. Вони складають майже 50% світового банку чорноземів. Розорані землі в Україні становлять близько 85% від площі степів і лісостепів. Посівні площі займають 33,5 млн. га. |
||||||||||||||
| Екологія як наука про довкілля (2 год.) Властивості складних систем. Біосфера, основні положення вчення В.І. Вернадського про біосферу. Еволюція уявлень про роль і місце... |
1. Екологія як наука про довкілля (2 год.) Властивості складних систем. Біосфера, основні положення вчення В.І. Вернадського про біосферу. Еволюція уявлень про роль і місце... |
| Е кологія це наука про захист природи. Екологія це особливий світогляд... Початкова школа є початковою ланкою формування екологічної культури, екологічного мислення, засвоєння екологічних знань. Розуміючи... |
Роль стафілококів у розвитку патології людини, патогенез спричинених... Еволюція коків, їх загальна характеристика. Стафілококи, біологічні властивості, класифікація, практичне значення |
| УРОК 4 УРОК НООСФЕРА. ЕВОЛЮЦІЯ УЯВЛЕНЬ ПРО МІСЦЕ ЛЮДИНИ В ПРИРОДІ. МАСШТАБИ Й НАСЛІДКИ АНТРОПОГЕННОГО ВПЛИВУ НА ПРИРОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ НА СУЧАСНОМУ... |
1 Історія як наука. Періодизація історії України. Історичні джерела... Сторія вивчає події,явища,які допускають науковіобгрунтовані уявлення про головні тенденції розвитку людини,суспільства |
| Дата проведення уроку: УРОК 4 УРОК НООСФЕРА. ЕВОЛЮЦІЯ УЯВЛЕНЬ ПРО МІСЦЕ ЛЮДИНИ В ПРИРОДІ. МАСШТАБИ Й НАСЛІДКИ АНТРОПОГЕННОГО ВПЛИВУ НА ПРИРОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ НА СУЧАСНОМУ... |
План Інформаційні революції. Їх роль і значення Інформаційний обмін... Як наслідок, ці революційні зміни творять нову соціокультурну ситуацію (простір), котра детермінує формування нового типу не лише... |
| 1. Культурологія як наука. Етапи становлення Своїм завданням культурологія вважає дослідження всіх процесів взаємодії людини зі світом природи, світом соціуму і світом фізичного... |
1. Культурологія як наука. Етапи становлення Своїм завданням культурологія вважає дослідження всіх процесів взаємодії людини зі світом природи, світом соціуму і світом фізичного... |