Влияние народного хозяйства на географическую оболочку

Влияние народного хозяйства на географическую оболочку

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

3

1.ПОНЯТИЕ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ

4

2. ОСБЕННОСТИ АНТРОПОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

6

3.АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЛИТОСФЕРУ

8

3.1 Антропогенное влияние на круговорот веществ

8

3.2 Антропогенное прогибание зем6ной коры

10

3.3 Антропогенные землетрясения

11

3.4 Антропогенное влияние на геоморфологические процессы

12

4.АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА АТМОСФЕРУ

14

4.1 Масштабы загрязнения атмосферного воздуха

14

4.2 Загрязнение атмосферы транспортом

17

4.3 Загрязнение атмосферы выбросами промышленных предприятий

18

4.4 Проблема «парникового эффекта»

19

5.АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ГИДРОСФЕРУ

21

5.1 Общие запасы, размещение и использование водных ресурсов

21

5.2 Загрязнение поверхностных вод суши

22

5.3 Загрязнение подземных вод

24

5.4 . Загрязнение Мирового океана

25

6. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА БИОСФЕРУ

27

6.1 Понятие биосферы

27

6.2 . Антропогенное воздействие на почву

28

6.3 Антропогенное воздействие на растительный и животный мир

31

Заключение

35

Библиографический список

36

ВВЕДЕНИЕ

Масштабы воздействия человека на природу в XX в., особенно в 40-х гг

значительно возросли. Научно-техническая революция как результат великих

открытий в биологии, физике, химии и многих других науках намного расширила

технические возможности человека. Предсказания академика В. И. Вернадского

об огромных масштабах антропогенных изменений природных условий стали

реальностью. Мощность средств воздействия на природную среду удваивается

через 12 — 15 лет. Такое неконтролируемое использование природной среды

может перешагнуть через порог ее самозащиты.

С середины XX в. появились качественно новые формы воздействия

.человека на природу. Одна из них — выработка атомной энергии. В настоящее

время атомная энергетика играет заметную роль н производстве электроэнергии-

во многих развитых странах. Однако в последние годы активизировалось

движение общественности многих государств против дальнейшего наращивания

доли атомных электростанций в производстве энергии, особенно после

чернобыльской трагедии.

Другим важным событием XX в. явилось освоение космоса. Космические

летательные аппараты зондируют и исследуют поверхность планет Солнечной

системы. Человек побывал на Луне. Можно говорить о распространении

антропогенного воздействия на "ближний" космос.

Антропогенные процессы воздействия на природу подчиняются законам

развития не природы, а общества. Поэтому они часто входят в противоречие с

естественным ходом развития нашей планеты. Как правило, ответная реакция

природных систем не предусматривается, возникают кризисные ситуации.

Современность характеризуется особенно резким обострением взаимосвязей

между обществом и природой. Человечество оказалось на грани экологической

катастрофы. У него нет альтернативы — либо оно решит экологические

проблемы, либо погибнет от последствии своей деятельности.

1. ПОНЯТИЕ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯО ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ

В основе учения о природной среде и ее взаимосвязи с деятельностью

человека лежит концепция о географической оболочке Земли — целостной

саморазвивающейся системе, находящейся в подвижном равновесии. Эта

концепция раскрывает существующие в природе взаимосвязи, роль отдельных

компонентов в развитии географической оболочки в целом и их ресурсное

значение [31].

Учение о географической оболочке связывается с именем А. А.

Григорьева. Именно им в 1932 г. была сформулирована мысль о том, что земная

поверхность представляет собой качественно особую вертикальную физико-

географическую зону или оболочку, характеризующуюся глубоким

взаимопроникновением и активным взаимодействием литосферы, атмосферы и

гидросферы, возникновением и развитием именно в ней органической жизни,

наличием сложного, но единого физико-географического процесса.

Географическая оболочка как природный комплекс наивысшего ранга

изучается "Общим землеведением".

«Географическая оболочка отличается тем, что в ее состав входит

вещество в трех агрегатных состояниях (в других сферах — в основном в каком-

либо одном); в ней процессы протекают за счет как космических, так и

теллурических источников энергии ( в других сферах – в основном за счет

одного из них ); только в ней есть жизнь; здесь возникло и развивается

человеческое общество» [17,с. 78].

По современным представлениям, средняя мощность географической

оболочки составляет 55 км. За ее верхнюю границу принимают тропопаузу —

переходный слой от тропосферы к стратосфере, расположенной на высоте 8 — 10

км в приполярных широтах, 10 — 12 — в умеренных, 15 — 16— в тропических и

17 км — над экваторам. Выше, на уровне 25 — 30 км, в стратосфере

проводят верхнюю границу А. А. Григорьев, А. М. Рябчиков, С. В.

Калесник. На этой высоте находится слой максимальной концентрации озона,

являющийся своеобразным экраном Земли и защищающий биосферу от избытка

ультрафиолетовых лучей.

Нижнюю границу географической оболочки одни ученые отодвигают до той

части литосферы, где скорость распространения продольных и поперечных

упругих волн скачкообразно меняется (граница "Мохо"), или даже несколько

ниже (А. А. Григорьев, А. М. Рябчиков, Д. Л. Арманд, Ф. Н. Мильков). Другие

относят ее к зоне гипергенсза в верхней части земной коры, т. е. к той

толще, где происходит химическое и физическое преобразование минеральных

веществ под действием атмосферы, гидросферы и живых организмов (С. В.

Калесник, А. Г Исаченко). И. М. Забелин связывает нижнюю границу

географической оболочки с нижним пределом распространения органической

жизни и воды в жидком состоянии.

Границы, в которых рассматривается географическая оболочка, определены

не произвольно. Так, тропосфера включена в нее потому, что она находится в

постоянном взаимодействии с поверхностью земли и ей свойственна

географическая поясность, литосфера — потому, что ее возникновение и

развитие происходили под влиянием других сфер (атмосферы, гидросферы и

биосферы), в более глубоких слоях их воздействие уже не прослеживается.

2.ОСОБЕННОСТИ АНТРОПОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Основные особенности антропогенных процессов следующие:

1. Протекание антропогенных процессов происходит в системе природа —

человек. Психологический стимул человеческой деятельности — получение

экономических или личных "выгод", если эти процессы формируются

сознательно. Но, несмотря на развитие науки, часто при решении проблем,

связанных с взаимодействием природы и человека, определяющей является

перспектива получения сравнительно кратковременных частных выгод без учета

дальнейших последствий для развития данного природного объекта и планеты в

целом. Общую направленность человеческой деятельности в смысле воздействия

на природу можно сформулировать как тенденцию к замене естественной среды

обитания искусственной, она наблюдается в энергетическом и сельском

хозяйстве, Промышленности. Сознательное ослабление этой тенденции

отмечается только в заповедниках.

2. Энергетической основой возникновения сознательно программируемых

антропогенных процессов является преобразованная или выработанная человеком

энергия с помощью созданной им техники. Дальнейший ход данных процессов так

же, как и развитие значительной части незапрограммированных антропогенных

процессов и последствий, протекает при участии природных космических

эндогенных и экзогенных факторов.

3. Антропогенные процессы по скорости протекания значительно

превосходят природные — примерно на 5 — 6 порядков, а продолжительность их

во столько же раз уступает природным (например месторождения полезных

ископаемых формируются миллионы лет, а вырабатываются человеком за десятки

лет).

4. Цикличность антропогенных процессов почти не выражена. Она основном

связывается с работой транспорта, иногда другой деятельностью и является

отражением цикличности природных процессов.

5. Вторжение в природные круговороты вещества и энергии во все

возрастающих масштабах обусловлено НТР и увеличивающейся мощностью

технических средств воздействия на природу.

6. В результате роста хозяйственной деятельности человека и

антропогенного преобразования среды обитания происходит многократное

пропускание воды и воздуха через производственные процессы, что приводит к

замене геохимических циклов технохимическими.

7. Антропогенные процессы способствуют .упрощению видового состава

биосферы. Полностью исчезли сотни видов растений и животных. С другой

стороны, много полезных видов растений и животных подвергаются вещественной

и энергетической антропогенной стимуляции, а вредных (сорняки, грызуны и т.

д.) - целенаправленному уничтожению.

Человек все больше отделяется духовно от природы. Окружение его в

основном начинают составлять техногенные пейзажи, что в свою очередь сильно

сказывается на психоневрологическом " состоянии человека. Он становится

катализатором техногенного преобразования вещества и энергии планеты.

3. АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЛИТОСФЕРУ

3.1. Антропогенное влияние на круговорот веществ

Рост промышленного производства требует все больших объемов

потребления минеральных ресурсов. В настоящее время недра дают 75 % сырья

для химической промышленности, около 85 % электроэнергии получают из

энергетических видов полезных ископаемых. Начиная с 60-х гг. XX в.

геохимическая деятельность человека не уступает по мощности природным

процессам. Естественный круговорот вещества все больше заменяется

искусственным. Человечество ежегодно извлекает из недр и освобождает при

сгорании горючих ископаемых (особенно угля) многие химические элементы в

равном или в большем количестве, чем их потребляется растительностью суши

для создания годового прироста.

Ежегодно в мире добывается больше, чем включается в биологический

круговорот: кадмия в 100 раз, сурьмы в 150, ртути в 110, свинца в 35,

мышьяка и железа в 15, урана в 6, олова в 5, меди в 4, молибдена в 3 раза.

Добыча таких химических элементов, как серебро, хром, никель, цинк,

примерно равна ежегодному потреблению растительностью [18 ].

Общее мировое производство основных металлов характеризуется

следующими показателями (т. в год): железо — п • 10 , марганец, алюминий —

п • 107, медь, цинк, свинец — п • 106, никель, олово — п • 104, ртуть,

серебро — п • 103. Выплавка металлов увеличивается примерно на 40 % каждые

10 лет, причем металлические руды извлекаются в количествах, не

пропорциональных содержанию металлов в земной коре.

Множество химических элементов и их соединений освобождается при

сжигании угля и рассеивается в окружающей среде, причем в масштабах,

больших, чем при добыче. Ежегодно при сжигании угля выделяется больше, чем

включается в биологический круговорот: ртути в 8 700 раз, мышьяка в 125,

урана в 60, кадмия в 40, лития и бериллия в 10, олова в 3 - 4 раза [18].

Основная масса рассеянных элементов попадает в пределы наземных

экосистем, поскольку добыча металлов и сжигание угля происходят на суше.

Хотя часть этих элементов с речным стоком и в результате циркуляции

воздушных масс выносится в моря и океаны, тем не менее ежегодно поверхность

суши обогащается ими на миллионы тонн.

Соотношение между техногенной и природной миграцией отдельных металлов

показано в табл. 3.1.

Таблица 3. 1

|Сопоставление масс металлов, вовлеченных в техногениую и природную |

|миграцию, тыс. т в год [31], с добавлениями) |

|Элемент |Годовая добыча|Выделение при |Захват годовым|Вынос |

| | |сжигании |приростом |растворенных |

| | |каменного угля |растительности|форм речным |

| | | |суши |стоком |

|Марганец | |310,0 |41400 |370,0 |

| |24000 (1989) | | | |

|Медь |8700 (1991) |23,0 |1700 |260,0 |

|Цинк |5200 (1991) |100,0 |8600 |740.0 |

|Свинец |4400 (1991) |20,0 |430 |37,0 |

|Хром |2000 (1991) |37,0 |310 |37,0 |

|Никель |700 (1991) |10,0 |350 |74,0 |

|Олово |180 (1991) |3,0 |69 |19,0 |

|Молибден |98 (1991) |4,0 |100 |37,0 |

|Кобальт |23 (1990) |4,0 |173 |11,0 |

|Кадмий |26 (1991) |2,5 |1 |7,4 |

|Титан |37 (1990) |3200,0 |5600 |110,0 |

|Серебро |10 (1990) |3,0 |7 |11,0 |

|Ртуть |5,5 (1990) |0,5 |2 |2,6 |

Важная особенность металлов — способность к активному рассеиванию. За

последнее десятилетие только в результате истирания и коррозии было

рассеяно (тыс. т): меди — 600, цинка — 500, свинца — 300, молибдена — 30

[18]. Множество металлов используется в промышленности, но при этом часть

их уходит с промышленными стоками.

Человеческая деятельность способствует активному латеральному

перераспределению вещества при транспортировке из одного региона в другой,

концентрации его в виде отдельных конструкций и орудий производства и т. д.

Огромные масштабы воздействия промышленного производства на

круговорот вещества все чаще вызывают озабоченность человечества.

Географическая оболочка может не выдержать такого натиска, и естественные

связи нарушатся, что приведет к катастрофическим последствиям для самого

человека. Поэтому в последние годы пристальное внимание уделяется прогнозам

в развитии промышленного производства и соответственно масштабам

воздействия на круговороты химических элементов. Считается, что мировое

потребление и добыча важнейших видов минерального сырья на рубеже XX. — XXI

вв. в сравнении с уровнем 70-х и начала 80-х гг. увеличатся примерно в

1,5—2 раза.

Если даже предположить, что уровень добычи минеральных ресурсов,

достигнутый в 80-х гг., останется таким же до 2000 г., то за последние 20

лет XX в. из недр планеты потребовалось бы извлечь 74 млрд т угля, 60 млрд

т нефти, 30 млрд т газа, 18 млрд т железной руды (табл. 3.2).

Таблица 3.2

Возможные объемы добычи минерального сырья к 2000 г. [31]

|Вид |Современный |1981 — 2000 гг. |

|минерального |годовой | |

|сырья |объем добычи| |

| |(по данным | |

| |за 1991 — | |

| |1992 гг.) | |

| | |Возможные объемы добычи |

| | |Вариант I |Вариант II |

| | |(при |(при небольшом |

| | |сохранении до|ежегодном росте |

| | |2000 года |добычи) |

| | |современного | |

| | |уровня | |

| | |добычи) | |

|Уголь, млрд |2.200 |74.0 |76.0-79.0 |

|Нефть, млрд т|3.112 |60.0 |61.0-62.0 |

| | | | |

|Природный газ|1.762 |30.0 |33.0-35.0 |

|млрд. т | | | |

|Железная |0.900 |18.0 |19.0-22.0 |

|руда, млрд. т| | | |

|Бокситы млрд.|0.113 |1.6 |1.8-2.0 |

|т | | | |

|Медь, млн. т |8.700 |120.6 |130.0-140.0 |

|Никель, млн. |0.700 |10.0 |12.0-14.0 |

|т | | | |

|Молибден,млн.|0.100 |2.0 |2.1-2.2 |

|т | | | |

3.2 Антропогенное прогибание земной коры

Антропогенное прогибание земной коры связано в основном с

концентрацией дополнительной нагрузки в отдельных районах. Нарушение

равновесия в земной коре происходит при добыче твердых полезных ископаемых,

откачке флюидов — воды, нефти, газов, создании водохранилищ, строительстве

городов. Значительные прогибания и оседания земной поверхности наблюдаются

в местах длительной добычи каменного угля. Такие процессы обнаружены в

Силезии, Рурском бассейне, в Японии, США, Англии. В СНГ — на Донбассе, в

Подмосковном бассейне.

В процессе добычи нефти и газа меняется давление в нефтегазоносных

структурах, что влечет за собой изменение гидро- и теплорежима осваиваемых

территорий. Часто происходят значительные изменения на поверхности в

результате смещения и уплотнения горных пород: Примером может служить город-

гавань Лонг-Бич около Лос-Анджелеса. В результате откачки флюидов скорость

оседания поверхности достигла порядка 10 — 70 см в год. Общее опускание

составило 8,8 м на площади примерно 2700 км .

В последние десятилетия были получены инструментальные данные о

проседании земной коры в районах крупных водохранилищ. Огромные массы воды

создают дополнительную, нагрузку на твердую оболочку, нарушая

изостатическое равновесие. Такие явления отмечены в районе водохранилищ:

Мид на р. Колорадо, Красноярского на р. Енисей, Братского на Ангара, на р.

Чирчик, на р. Нарын и т. д.

Большие города также вызывают опускание масс земной поверхности,

так как концентрируют здания, промышленные предприятия, транспорт и т. д. В

частности, в Москве скорость опускания составляет 1 — 2 мм в год, особенно

усиливается этот процесс в местах прокладки подземных тоннелей.

3.3 Антропогенные землетрясения

Антропогенные землетрясения возникают в результате: а) изменения

гидростатических и гидродинамических условий при откачке из коры флюидов

или их внедрении; б) извлечения твердых полезных ископаемых; в)

перераспределения нагрузок на земную кору .при создании водохранилищ.

При указанных видах деятельности нарушается изостатическое равновесие

почти по всей толще земной коры. Особенно широко известны землетрясения в

районах нефтегазодобычи. География их довольно широка: Калифорния (октябрь

1976, август 1977, май 1979, январь 1980, 1990), Мексика (март 1979, 1989),

Карпаты (март 1977, январь 1990), г. Газли (май, июнь 1976, июнь 1978), г.

Грозный (март 1978), г. Махачкала (март 1978), Южный Сахалин (июнь 1977) и

др. [17]. Эти землетрясения имеют различные характеристики в зависимости от

масштаба человеческой деятельности, степени изменения земных слоев,

геологической и тектонической ситуации.

В последние годы в результате повторных высокоточных геодезических

измерений в районах водохранилищ обнаружены постоянные колебательные

движения в зонах подтопления берегов, особенно в сейсмоактивных горных

районах. Существенное условие — наличие гидравлической связи подземных вод

вплоть до глубоких слоев. Кроме того, факторами, влияющими на частоту

повторения землетрясений близ водохранилищ, помимо геологических условий

являются скорость подъема уровня воды в водохранилище, продолжительность

роста нагрузки, достигнутый максимум нагрузки и период времени, в течение

которого поддерживается высокий уровень воды.

Подземные ядерные взрывы также представляют собой эквивалент

землетрясений с магнитудой 5,0 — 6,8. Они могут вызывать взрывы в земной,

коре, смещения пород и пр. Поэтому их все большее применение в ряде стран

для образования озерных котловин, гашения газовых пожаров, создания

подземных полостей и других целей вызывает необходимость прогнозировать

побочные Сейсмические и тектонические последствия.

3.4 Антропогенное влияние на геоморфологические процессы

Человек оказывает на геоморфологические процессы непосредственное или

Страницы: 1, 2, 3