 |
Структура экологической геологии
|
|
|
|
Экологическая геология развивается по принципу «экологизации» основных разделов геологии и включает дисциплины, с экологических позиций изучающие:
- состав и свойства Земли (экологическая петрология, геохимия, гидрогеология, геофизика);
- геологические процессы (экологическая геодинамика);
- роль органической жизни в формировании литосферы и месторождений полезных ископаемых (экология литогенеза и экология полезных ископаемых);
- геологическую среду (инженерная экологическая геология);
- дисциплины методического содержания (экологическая картография и геоинформатика).
Основными разделами экологической геологии являются:
- экологическая петрология;
- экологическая геодинамика;
- экологическая геоморфология;
- экологическая геохимия;
- экологическая геофизика;
- экологическая гидрогеология;
- специальная экологическая геология, включающая эколого-геологические аспекты проектирования и строительства. В ее состав можно включить рекреационную экологическую геологию.
Рис. 2. Структура экологической геологии (По А.Д. Абалакову)
Экологические функции литосферы
Объект изучения экологической геологии - верхние горизонты литосферы как абиотическая компонента природных и антропогенно измененных экосистем высокого уровня организации. Она изучается биотопы экосистем, их экологическую роль и экологические функции литосферы. Тесно связанные основные функции литосферы - ресурсная, геодинамическая, геофизическая и геохимическая.
Определение экологических функций литосферы
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; [2]
|
|
|
Классификация экологических функций литосферы
Классификация экологических функций литосферы включает:
• Геодинамическую экологическую функцию 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 _[3].
• Геохимическую экологическую функцию 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 _[3].
• Геофизическую экологическую функцию литосферы - отражает совокупность свойств геофизических полей полей (неоднородностей) литосферы влиять на состояние биоты и человека. Она изучается экологической геофизикой _[3].
• Ресурсную экологическую функцию 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 _[3].
Можно выделить четыре класса состояния литосферы:
• удовлетворительное или благоприятное;
• условно удовлетворительного или неблагоприятное;
• неудовлетворительное или весьма неблагоприятное;
• катастрофическое - ему соответствует четыре зоны нарушения экосистемы – нормы, риска, кризиса и бедствий.
Геодинамическая функция
Геодинамическая экологическая функция литосферы - это функция, отражающая способность литосферы влиять на состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека через природные и антропогенные (техногенные) геологические процессы и явления. _[1]
|
|
|
Объект изучения эколого-геодинамических исследований - геологические процессы и геодинамические зоны и аномалии.
Предмет изучения – знания о воздействии этих компонентов литосферы на биоту. Их проявление связано как с факторами извне (космическими), так и с разрядкой напряжений в геофизических полях Земли, а влияние геологических процессов на биоту – с преобразованием рельефа.
Реализация геодинамической функции проявляется как непосредственно -через негативное по отношению к биоте явления, так и опосредованно - через геофизическую, ресурсную, или геохимическую функции. Например, оценку эрозии можно рассматривать через интенсивность процесса и количественную охват ею определенной территории (геодинамический критерий оценки), или через потерю или сокращение земельных ресурсов и запасов гумуса (ресурсный критерий оценки).
Существует два подхода к оценке воздействия геодинамического фактора литосферы на биоту. Первый подход связан с анализом и оценкой воздействия отдельных геологических процессов на человека и проявляет экологические последствия этих процессов. Второй связан с изучением современных геодинамических зон и аномалий литосферы и их воздействием на биоту. Эти факторы определяют состояние массивов горных пород, участков повышенной трещиноватости, проницаемости, влияющих на особенности циркуляции подземных вод, увеличение количества геологических и экологически опасных техногенных процессов.
Геодинамические аномалии влияют на процесс проникновения физических и химических загрязнителей в литосферу, окружающий ландшафт, биологические объекты, на здоровье человека и снижают ценность почвенных ресурсов.
Иерархия структуры геодинамической экологической функции литосферы:
Первый уровень - все геологические процессы и геодинамические зоны.
Второй уровень - группы геологических, других природных и техногенных процессов, различающихся по характеру проявления и воздействия на экосистему и человека, и геодинамические аномалии.
Рис. 3 Структура геодинамической экологической функции литосферы (По А.Д. Абалакову)
|
|
|
Особенностью эколого-геодинамической функции литосферы является проявление негативных и позитивных свойств к развитию и пространственному распространению биоты. Некоторые геодинамические процессы не проявляют прямого воздействия на биоту, а другие оказывают катастрофическое воздействие на растительный покров, животный мир и человека.
Геофизические функции
Геофизическая экологическая функция литосферы – это влияние геофизических полей литосферы на состояние биосферы.
Объект изучения - геофизические поля, их аномальные проявления вплоть до образования геопатогенных зон.
Предмет исследования – взаимодействие полей с биотой и их влияние на состояние биоты.
Любое отклонение от естественных условий несет с собой опасность возникновения негативных для биоты последствий. В ответ на такое воздействие живые организмы могут адаптироваться или патологически измениться.
Геофизические поля – естественные физические поля космического и земного (ионосферного, атмосферного, гидросферного, литосферного, глубинного) происхождения, а также техногенные поля, действующие в пределах литосферы, преобразованные и распределенные ею. _[1]
Геофизические поля делятся на:
-гравитационное (поле силы тяжести); - магнитное; -электрического тока (постоянного, переменного и медленно меняющегося); -температурное; -сейсмическое (поле упругих механических колебаний); -радиационное (поле ионизирующего излучения).
Наиболее экологически значимые - гравитационное, температурное, геомагнитное, электрическое и радиационное поля.
Геофизические поля (естественные и техногенные), накладываясь друг на друга, создают вблизи земной поверхности (по обе стороны от нее по вертикали) энергосферу (область существования избыточного энергетического потенциала). В пределах этой сферы происходит энергообмен между Землей и космическим пространством, объектами живой и неживой природы. Естественные и техногенные геофизические поля не существуют раздельно, они накладываются друг на друга в соответствии с принципом суперпозиции (наложения).
|
|
|
Проблемы геофизической экологической функции литосферы:
- экологическое воздействие геофизических полей на природные и природно-технические экосистемы;
- техногенное физическое загрязнение литосферы;
- геопатогенез.
Геохимические функции
Геохимическая экологическая функция литосферы – это влияние геохимических полей литосферы на состояние биоты в целом.
Объект исследований - вещественный, химический состав компонентов литосферы (горные породы, минералы, донные осадки, почвы, подземные воды, нефть, газы) и формируемые ими поля природного и техногенного происхождения.
Предмет исследований – знания о геохимической экологической функции и геохимических свойствах литосферы.
Геохимические неоднородности литосферы – это геохимические зоны, геохимические провинции и геохимические аномалии, являющиеся функциональными территориальными (точнее объемными) единицами эколого-геохимических исследований.
Геохимические неоднородности литосферы делятся на:
- литохимические, обусловленные составом горных пород, почв, донных осадков, техногенных грунтов;
- гидрохимические – подземных вод;
- атмохимические – газовым составом почв, горных пород, подземных вод;
- сноухимические – снегового покрова;
- биохимические – биоты.
По генезису среди геохимических неоднородностей литосферы следует выделять:
- природные (естественно-исторические), сформировавшиеся в ходе геологической жизни планеты;
- природно-техногенные (новообразованные), формирование которых произошло в эпоху техногенеза вследствие использования высокоотходных технологий при низком уровне внедрения средозащитных мероприятий.
Выделяются три пути воздействия химических элементов литосферы на биоту и человека _[2]:
– воздушный – через попадание токсикантов в виде газа или аэрозолей в организм человека; – водный – через подземные воды, употребляемые для
питьевого водоснабжения;
– пищевой – через трофическую цепь от загрязненных растений к животным и человеку.
Чаще всего они проявляются совместно, усугубляя негативное воздействие на население, проживающее в зоне воздействия геохимических факторов. Принятие природоохранных мер не может быть основано лишь исключительно на оценке загрязнения местности через медико-статистические показатели (заболеваемость, смертность населения и т. д.), а требует установления среды и источников загрязнения и путей попадания токсикантов в организм человека.
Ресурсные функции
Ресурсная функция – это способность литосферы обеспечивать потребности биоты минеральными органическими и органоминеральными ресурсами.
|
|
|
Потребности человека при этом не должны вступать в противоречие с потребностями биоты. В современном мире отмечается ресурсная напряженность, обусловливающая необходимость перехода человечества к системному ресурсному мышлению. Этот переход должен совершиться в ближайшие годы, поскольку человечество для этого имеет, по оценкам экспертов, всего 3—4 десятилетия. Важнейшая проблема экологической геологии - выработка теоретического фундамента, описывающего ресурсы литосферы.
|
|
|
