Мировой океан источник запасов полезных ископаемых, биологических ресурсов, средства для межконтинентальных связей. Но в то же время человечество истощает природные ресурсы океана и загрязняет его акваторию. С каждым днем влияние антропогенной деятельности на Мировой океан, во многих случаях превосходящее естественные процессы, становится все более заметным и приводит к существенному нарушению его геоэкологического баланса.
Под загрязнением понимается введение человеком непосредственно или косвенно вещества или энергии в морскую среду, которое приводит или может привести к вредным последствиям в виде нанесения ущерба живым ресурсам, опасности для здоровья человека, создания помех морской деятельности, включая рыболовство и т. д. Источников и каналов загрязнения океана очень много. По месту возникновения они подразделяются на наземные, атмосферные и морские; по временному признаку – на постоянные (выпаривание и вымывание загрязняющих веществ из атмосферы, сброс с суши) и случайные (аварии кораблей, катастрофы при добыче полезных ископаемых.), по источнику поступления – на точечные (от коллекторов сточных вод, морских судов.) и сливные (с сельскохозяйственных угодий). В зависимости от площади распространения различают локальные загрязнения (радиус до 10 км); субрегиональные (до 100 км); региональные (до 1000 км) и глобальные, охватывающие весь Мировой океан.
Устойчивость геосистемы Мирового океана основана на постоянстве среды. Это состояние учитывает поступление в океан вредных веществ, но в концентрациях, не вызывающих неблагоприятные последствия. Воздействие загрязнителей на биоту океана зависит от степени опасности, стойкости, агрегатного состояния, масштаба, продолжительности воздействия загрязнения и вида организма. Одним из основных загрязнителей Мирового океана являются нефтяные углеводороды – нефть и нефтепродукты. Наиболее загрязнены нефтью районы интенсивного судоходства и морских нефтепромыслов. Разлитая по поверхности океана нефть нарушает процесс тепло, водо- и газообмена на границе океана и атмосферы. Являясь токсичным веществом, нефть отрицательно воздействует на все виды морских организмов. Больше всего нефти в океан поставляет суша посредством атмосферных осадков, речного и ливневого стока. Следующий загрязнитель океана – химические вещества, производимые человеком. Это кислоты, щелочи, продукты коксохимии, растворители, спирты, пестициды, гербициды, детергенты и т. д. Они оказываются в океане в результате аварий морских химовозов и поступлений с суши. В настоящее время в Мировой океан ежегодно сбрасывают около 30 тыс. различных химических соединений.
Глобальный характер носит загрязнение океана тяжелыми металлами, прежде всего ртутью, свинцом, кадмием. Они попадают в океан главным образом через атмосферу и с речным стоком. От одной трети до половины промышленного производства ртути (3–5 тыс. т) и около 2 млн т свинца ежегодно попадает в океан. Значительную опасность представляет загрязнение океана отходами атомной и военной промышленности. Оно связано с захоронением радиоактивных отходов, авариями судов с атомными реакторами. Современное загрязнение Мирового океана характеризуется распространением на открытые районы океана, переносом загрязняющих веществ в более глубокие слои воды и их накоплением в морских организмах.
Локальные загрязнения и их экологические последствия все чаще приобретают глобальный характер. Например, моря активно используются для захоронения различного рода отходов. В шельфовых морях влияние загрязнений проявляется сильнее, чем в открытых частях океана. Особенно подвержены загрязнению внутренние мелководные моря, подобные Азовскому и Каспийскому морям.
Ресурсы Мирового океана – природные элементы, вещества и виды энергии, которые добываются или могут быть добыты непосредственно из вод, прибрежной суши, дна или недр океанов.
Основными ресурсами Мирового океана считаются биологические, минеральные и энергетические. Биологические ресурсы- это рыба, киты, моллюски (кальмары, мидии и т. п.), ракообразные (крабы, креветки, криль), некоторые виды водорослей, использующиеся для производства продуктов питания и получения ценных веществ для различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины. Они относятся к возобновляемым ресурсам.
Минеральные ресурсы Мирового океана – это твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые. В прибрежно-морских россыпях содержится цирконий, золото, платина, алмазы. Недра шельфовой зоны богаты нефтью и природным газом (1/3 от общей мировой добычи). Главное богатство глубоководного ложа океана – железо-марганцевые конкреции.
Энергетические ресурсы Океана заключаются в суточных приливно-отливных движениях, в энергии морских волн и температурного градиента. Потенциал их огромен. Почти три четверти солнечной энергии, поступающей на Землю, приходится на океаны, поэтому океан является идеальным гигантским накопителем тепла. Получение энергии, основанное на использовании разности температур поверхностных и глубинных слоев океана.
Рациональное использование: Биологические и минеральные ресурсы исчерпаемы. Бесконтрольное их использование поставило под угрозу существование морских млекопитающих, привело к сильному сокращению количества рыб.
Происходит быстрое загрязнение океанических вод. Огромное количество «грязи» выносится в океан с суши реками и сточными водами. Более 30% поверхности океана покрыто нефтяной пленкой, губительной для планктона. Уничтожение планктона, то есть пассивно плавающих в воде простейших организмов и рачков, привело к сокращению кормовой базы для нектона и снизило его количество, а, следовательно, и сократило добычу рыбы. В Мировой океан попадают радиоактивные отходы, которые также загрязняют его воды.
Литосфера представляет собой верхнюю твердую оболочку планеты толщиной от 50 до 200 км, имеющую большую прочность и переходящую без определенной резкой границы в нижележащую астеносферу. Сверху литосфера ограничивается гидросферой и атмосферой, частично проникающими в нее.
Под геоэкологическими функциями литосферы понимается все многообразие функций, определяющих ее роль и значение, в жизнеобеспечении биоты и человеческого общества.
К четырем основным группам функций литосферы относятся: ресурсная, геодинамическая, геофизическая и геохимическая.
1. Ресурсная геоэкологическая функция литосферы определяет роль минеральных, органических и органоминеральных ресурсов для жизнедеятельности биоты и человеческого общества. Она включает в себя минеральные ресурсы литосферы, необходимые для жизни биоты; минеральные ресурсы, необходимые для человеческого общества как социальной структуры; ресурсы геологического пространства – площадные и объемные ресурсы литосферы, необходимые для расселения и существования биоты, включая человека как биологический вид и человечество как социальную структуру. Первые два аспекта связаны с изучением и оценкой минеральных, органических и органоминеральных ресурсов литосферы, в том числе подземные воды. Последний вид ресурсов обусловлен геоэкологической емкостью геологического пространства, охватывающего приповерхностную часть литосферы как в площадном, так и объемном измерении.
2. Геодинамическая функция литосферы отражает свойства литосферы влиять на состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека через природные и антропогенные процессы и явления (землетрясения, извержения вулканов, лавины; дефляция и ветровая эрозия, деградация мерзлоты).
3. Геофизическая функция литосферы отражает свойства геофизических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты, включая человека.
Геофизическая аномалия – отклонение значений физического поля Земли от нормального, обусловленное различием физических свойств горных пород и неоднородностью их состава и строения. Выделяются: естественные физические поля (магнитное, гравитационное, геотермическое) и искусственно возбужденные физические поля (электрические поля постоянных токов).
Аномалии геофизических полей связаны с зонами тектонических нарушений, повышенной трещиноватостью, погребенными речными долинами, рифтовыми структурами и другими неоднородностями литосферы, влияющими на биоту. К таким аномалиям приурочены очаги повышенной заболеваемости и проявления функциональных расстройств живых организмов.
Геопатогенные зоны – области аномального проявления свойств атмосферы, гидросферы, литосферы и глубинных недр планеты, негативным образом отражающегося на состоянии биоценозов и человеческого организма.
4. Геохимическая функции литосферы отражает свойство геохимических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты и человека.
Под геохимической аномалией понимается участок территории, в пределах которого хотя бы в одном из слагающих его природных тел параметры распределения химических элементов отличаются от геохимического фона (средней величины природной вариации содержания химических элементов).
Большинство аномалий является местом, биологически дискомфортным для проживания людей, приводя к повышенной эндемической заболеваемости и снижению продолжительности жизни.
Недостаток ряда биогенных элементов в природной среде также может быть причиной эндемических заболеваний растений, животных и человека. Например, в Беларуси отмечается полегание злаков (недостаток Cu), гнили корня (недостаток B), заболевания щитовидной железы (недостаток J), акобальтозы (недостаток Co).
Деятельность человека приводит к истощению природных ресурсов, активизации опасных геологических процессов и загрязнению мест обитания биоты. Следствием таких нарушений являются снижение комфортности существования биоты, миграция отдельных видов, заболеваемость и вымирание.
Геоэкологические изменения окружающей среды при разведке, добыче, транспортировке и использовании полезных ископаемых: по площади распространения и глубине воздействия на биоту, включая человека, они значительно опаснее многих природных явлений. К основным нарушениям окружающей среды, возникающим в процессе ведения горных работ, относятся:
- нарушение поверхности земли в связи с добычей полезных ископаемых;
- ухудшение гидрологических условий в пределах горных предприятий и в примыкающих к ним районах;
- изменение ландшафтов и создание неудобств местным жителям.
Для обеспечения работы горных предприятий необходимы крупные земельные участки. В их пределах находятся месторождения полезных ископаемых, промышленные сооружения и рабочие посёлки. Часто это огромные территории с ценными землями и развитой хозяйственной инфраструктурой.
Разработка месторождений открытым способом оказывает значительное влияние на окружающую среду прилегающих к карьерам территорий. Происходит изменение гидрогеологических условий и рельефа. Нарушается структура почвы, ускоряется развитие эрозионных процессов. В засушливых районах наблюдается развеивание отвалов, оползневые явления. В районах с многолетней мерзлотой развиваются нежелательные термокарстовые процессы.
В настоящее время ведущее место в мировой добыче минерального сырья занимают открытые горные работы. Их удельный вес составляет около 60 %, в том числе 57 – в добыче руд различных металлов, 34 – угля и 97 % – строительных материалов.
Один из самых глубоких в мире открытых карьеров разработки медной руды – Бингем Кэньон в штате Юта (США). Его глубина – 774 м, площадь – 7,2 км2, а объём удалённого из карьера грунта – 3,4 млрд т.
Карьер по добыче гранита в Микашевичах (Беларусь) был открыт в 1975 г. Разработка планируется до 2030 г. глубиной 220 м. Чтобы спуститься на дно карьера, нужно преодолеть около 17 км серпантинных дорог. Каждый водитель за день делает до 30 рейсов и вывозит за один рейс около 40 т породы. Гранита добывают не более 10 %. Всё остальное – сопутствующие породы.
Разработка месторождений полезных ископаемых подземным способом требует существенно меньших территорий под горные предприятия, чем открытые горные работы. Она не вызывает столь значительных изменений ландшафтов и хозяйственной застройки. Но и здесь имеются свои проблемы. При подземных разработках происходит перемещение больших массивов горных пород. На земной поверхности образуются обширные проседания и разнообразные провалы. Поверхность земли, подвергшаяся деформациям, может быть подтоплена и на долгое время исключена из сельскохозяйственного оборота. Перемещение горных пород иногда может сопровождаться самовозгоранием полезных ископаемых.
Также при работе горных предприятий происходит загрязнение атмосферы. Оно зависит от геологических особенностей месторождения полезных ископаемых и специфики ведения горных работ. Природные факторы в основном приводят к загрязнению газами, производственные – газами и твёрдыми частицами.
Основными загрязнителями атмосферы газами являются угольная, нефтяная и газовая отрасли промышленности.
Любое проникновение человека в земные недра связано с необходимостью постоянной откачки подземных вод. В результате этого территория в пределах влияния горных работ осушается, понижается уровень грунтовых вод. Истощаются запасы воды поверхностных источников, снижается водность рек, падает уровень озёр и водохранилищ, высыхают болота, исчезают родники, ручьи и мелкие реки. Ухудшается структура грунтов, проседает земная поверхность, резко снижаются урожаи сельскохозяйственных культур. Обедняется или исчезает природная экологическая система.
Человечество в процессе жизнедеятельности безусловно влияет на различные экологические системы. Примерами таких, чаще всего опасных, воздействий является осушение болот, вырубание лесов, уничтожение озонового слоя, сброс отходов в окружающую среду. Этим самым человек разрушает сложившиеся связи в устойчивой системе, что может привести к её дестабилизации, то есть к экологической катастрофе.
Под обезлесением понимают исчезновение леса в результате естественных причин или антропогенных воздействий. Леса составляют около 85 % фитомассы мира. Они играют важнейшую роль в формировании глобального цикла воды, а также биогеохимических циклов углерода и кислорода.
Леса регулируют климатические процессы и водный режим мира. Экваториальные леса являются резервуаром биоразнообразия, сохраняя 50 % видов животных и растений мира. Леса – источники древесины, бумаги, лекарств, красок, каучука, плодов. Общая площадь сплошных и разреженных лесов – 26,6 % суши (35 млн. км2). В результате своей жизнедеятельности человек уничтожил не менее 10 млн. км2 лесов. Главная причина уничтожения леса – увеличение площади пашни и пастбищ (как следствие увеличения численности населения). Обезлесение приводит к уменьшению органического вещества, изменению круговоротов энергии воды и питательных веществ.
25% углекислого газа, поступающего в атмосферу, обусловлено обезлесением. Сведение лесов приводит к изменениям климатических условий на локальном, региональном и глобальном уровнях, увеличению поверхностного смыва, размыву, транспортировке, аккумуляции осадочного материала, уменьшению биологического разнообразия. Обезлесение умеренного пояса на сегодняшний день практически прекратилось. Продолжает сокращаться площадь тропических и экваториальных лесов (11-20 млн. га/год). Необходимо разработать и принять международную конвенцию по лесам.
Опустынивание – деградация земель в засушливых районах, которая происходит вследствие различных факторов, вызванных как колебаниями климатических условий, так и деятельностью человека. Деградация земель – сокращение или полная потеря биологической или экономической продуктивности неорошаемых и орошаемых земель, пастбищ и лесов, вследствие их использования или других действий, ведущих к ветровой или водной эрозии почв, ухудшению физических, химических и биологических свойств почв и долгосрочная потеря естественной растительности. Международная Конвенция по борьбе с опустыниванием заключена в 1994г. Антропогенные пустыни занимают площадь 9 млн. км2. Еще на 25 млн. км2 развивается опустынивание различной степени. Около ¾ аридных территорий Африки и Северной Америки подвержены деградации.
1/6 населения проживает в зоне угрозы опустынивания. Признаки опустынивания: уменьшение степени покрытости почвы растительностью, увеличение отражательной способности поверхности почвы, потеря многолетней растительности (деревьев, кустарников), деградация и эрозия почвы, наступление песков и засоление почв. Естественным фактором формирования территории с процессами опустынивания является климат.