Александр Мирончик – Рекреационные ресурсы (страница 4)

Сквозь почву и кору выветривания в литосфере происходит активный газообмен с атмосферой. Существует обмен между литосферой и гидросферой. Неоднородность литосферы является следствием всей геологической истории развития планеты Земля, т. е. энергетического взаимодействия основных противоположно направленных процессов – саморегулирования и поступательной эволюции. Расходуемую на геологические и биологические процессы энергию наша планета получает преимущественно из одного источника – Солнца. Однако в самой литосфере имеются также собственные источники энергии, прежде всего такие, как реакции распада радиоактивных элементов, протекающие с выделением огромного количества теплоты.

Непрерывное поступление энергии в той или иной форме в литосферу обусловливает неравновесность ее энергетического состояния, что проявляется землетрясениями, процессами горообразования, текучести рек, образования и исчезновения морей, изменения рельефа и ландшафта и т. д.

Наряду с энергией литосфера поглощает большое количество вещества в виде паров, газов, жидкой магмы из мантии, метеоритов из космического пространства и др. Вместе с тем земная кора отдает свои энергию и вещество в мантию и околоземное космическое пространство.

Именно непрерывный энерго- и массообмен литосферы с атмосферой, гидросферой, космическим пространством, внутренними глубинными сферами Земли является тем основным механизмом, который обусловливает протекание всех геологических и биологических процессов, наблюдаемых в литосфере и на ее поверхности.

Литосфера наряду с солнечной радиацией и космическим излучением является источником энергии, а также ее накопителем, преобразователем, поглотителем и передающей средой. Значительная часть этой энергии используется на поддержание геологических процессов и создание условий, пригодных для жизнедеятельности растительного, животного мира и человечества. Эти качества литосферы проистекают из особенностей ее строения, состояния и происходящих как внутри, так и на ее поверхности геологических процессов и реализуются через ее экологические функции.

Под экологическими функциями литосферы понимается все многообразие функций, определяющих и отражающих роль и значение литосферы, включая подземные воды, нефть, газы, геофизические поля и протекающие в ней геологические процессы, в жизнеобеспечении биоты, и главным образом человеческого сообщества (Трофимов, Зилинг, 2002).

Литосфера – среда сосредоточения природных минеральных и иных ресурсов, необходимых для функционирования и развития человечества. В связи с этим в настоящее время наибольшую значимость для рассмотрения представляют именно ее экологические функции и их преобразование под влиянием техногенеза. Классификация экологических функций литосферы приведена на рис. 1.1.

Ресурсная экологическая функция литосферы определяется ролью ее минеральных, органических, органоминеральных ресурсов, геологического пространства для жизни и деятельности биоты как в качестве биоценоза, так и человеческого сообщества как социальной структуры (Трофимов, Зилинг, 2002).

Изучение ресурсной экологической функции литосферы позволяет оценить емкость эколого-геологической системы, возможности ее регулирования для обеспечения устойчивого функционирования экосистем в целом.

Данная функция литосферы определяет комфортность существования биоты, т. е. живой составляющей биосферы, и в значительной степени возможность ее развития. Она тесно связана с социально-экономическими проблемами человеческой цивилизации и призвана обеспечить литосферно-генетическое обоснование решений по использованию той или иной территории в любых целях.

Ресурсная функция литосферы многогранна и включает в себя такие категории, как минерально-сырьевые ресурсы литосферы, необходимые для жизнедеятельности биоты (с учетом человеческого сообщества); ресурсы геологического пространства, т. е. площадь и объем, необходимые для расселения и функционирования биоты, включая человека как биологический вид и как социальную структуру.

На фоне эволюции природных геологических сред в истории Земли выделяют два этапа. Первый этап – естественно-природный, охватывающий временной период от зарождения Земли (около 3,5 млрд лет назад) до появления человеческой цивилизации. Второй этап – природно-техногенный, охватывающий временной интервал порядка 200 лет и являющийся в основном порождением техногенеза.

Рис. 1.1. Классификация экологических функций литосферы (Трофимов, Зилинг, 2002)

Ресурсы литосферы на первом этапе создавались и накапливались исключительно за счет естественных геологических и космических процессов. На этом этапе возникли все известные минеральные ресурсы и топливно-энергетический потенциал литосферы.

Со вторым этапом связано коренное изменение сущности ресурсной функции литосферы, вызванное тем, что период накопления ресурсов сменился периодом интенсивного и всепрогрессирующего их потребления, включая и ресурсы невозобновляемые, а также дефицитом геологического пространства, наиболее ощутимого в малых по площади странах Европы с большой плотностью населения.

Геодинамическая экологическая функция литосферы отражает свойства литосферы влиять на состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека через природные и антропогенные процессы и явления (Трофимов, Зилинг, 2002).

Данная функция реализуется через проявление опасных и катастрофических геологических процессов, таких как извержения вулканов, землетрясения, сели, лавины и другие, а также влияние на биоту геодинамических и геопатогенных зон.

На первом временном этапе геологической истории геодинамическая функция была связана исключительно с естественными планетарными и космическими процессами, тогда как на втором этапе наибольшую роль в формировании геодинамической экологической функции играет техногенное воздействие, с которым связаны интенсификация и динамика деструктивных процессов литосферы.

Техногенез не только вызывает негативные процессы или активизирует природные, но в ряде случаев позволяет снижать их мощность и локализирует их на определенной территории. Это является специфической чертой геодинамической функции литосферы в техногенезе, позволяющей управлять экзогенными геологическими процессами с помощью современных мер инженерной защиты территорий, объектов, зданий и сооружений. Кроме того, необходимость разработки более совершенных способов и технического оснащения защитных мер стимулирует развитие науки и технический прогресс.

Геохимическая и геофизическая экологические функции литосферы ранее рассматривались как единая геофизико-геохимическая функция, имеющая четкую медико-биологическую направленность. Однако в настоящее время в связи с различием природы этих функций они должны рассматриваться как самостоятельные факторы.

Геофизическая экологическая функция связана с природными и техногенными физическими полями и их специфическим воздействием на биосферу, а геохимическая экологическая функция – с вещественным составом литосферы, геохимическими полями и аномалиями химической природы.

Геофизическая экологическая функция литосферы отражает свойства геофизических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты, включая человека (Трофимов, Зилинг, 2002).

Экологические функции литосферы являются проявлением большого геологического цикла, или цикла эрозии, – седиминтации.

Взаимодействие литосферы с другими компонентами биосферы (атмосферой, гидросферой и биотой) происходит в рамках глобального круговорота вещества и энергии. Вследствие экзогенных процессов биогеохимического круговорота продукты коры выветривания, разрушающейся под действием природных и техногенных факторов, перемещаются под воздействием силы тяжести, при участии воды и ветра, ледников, других агентов; причем в любой точке Земли процессы расходования и накопления вещества находятся в тесном взаимодействии.

Процессы в недрах Земли (эндогенные процессы) приводят в конечном счете к вертикальным и (или) горизонтальным тектоническим движениям и к проявлению вулканической деятельности, сопровождающимися выносом на земную поверхность и в верхние слои литосферы большого количества твердого материала (цв. вкл., фото 1, 2).

За счет взаимодействия экзогенных и эндогенных процессов в литосфере формируется рельеф Земли.

В областях преимущественного накопления твердого вещества осадочные и вулканогенные породы постепенно опускаются. По мере погружения в течение длительного геологического времени они подвергались воздействию значительных и увеличивающихся с глубиной давлений и температур, а также глубинных растворов веществ и таким образом метаморфизировались в минералы и другие полезные ископаемые. Часть магмы, образующейся в результате этих процессов, прорывалась ближе к земной поверхности и преобразовывалась в кристаллические породы. Вулканогенные породы отлагались в виде глубинных интрузий и лав, излившихся на земную поверхность.

В областях горообразования вертикальные тектонические движения поднимали на большую высоту кристаллические и метаморфизированные породы, которые впоследствии под действием природных сил снова разрушались и сносились. В самом верхнем слое земной коры, в зоне гипергенеза, кристаллические породы разрушаются, снова формируя коры выветривания и тем самым замыкая цикл. Так выглядит большой геологический круговорот, который до недавнего времени занимал миллионы и десятки миллионов лет (цв. вкл., фото 3–5).