Реферат на тему:

Людина і геологічне середовище

ПЛАН

1. Літосфера, земна кора. Геологічні процеси, що діють у літосфері.

2. Надра-мінеральна основа біосфери.

3. Геологічне середовище. Причини нераціонального використання ресурсів
надр.

4. Заходи для раціонального використання ресурсів надр. Роль інженерної
геології розробці наукових основ охорони та раціонального використання
геологічного середовища.

1.Літосфера, земна кора. Геологічні процеси, що діють у літосфері

Літосфера-верхня “ тверда “ оболонка Землі, до складу якої входять земна
кора і верхня мантія Землі. Потужність літосфери від 50 до 200 км.
Потужність верхньої її частини земної кори досягає 30-70 км під
континентами і 5-20 км під океанами. Під ними на материках лежить
гранітний горизонт (породи, що його складають за своїми фізичними
властивостями подібні до граніту), а ще глибше більш твердий базальтовий
горизонт, фізичні властивості якого нагадують базальт. Разом вони
складають материкову земну кору.

Під океанами немає гранітного горизонту, або він дуже тонкий-це
океанічна кора. Для визначення хімічного складу кори доступні її верхні
частини-до глибини найбільше 15-20 км. Вміст хімічних елементів в земній
корі (за А Є Ферсманом) такий, що на 8 елементів по вазі припадає 97,24
% від всього складу земної кори (кисень-49,13%, кремній-26%,
алюміній-7,45%, залізо-4,2%, кальцій-3,25%, калій-2,35%, магній-2,35%,
натрій-2,24%). На інші елементи таблиці Мєнделєєва припадає від десятих
до надзвичайно малих долей процента

Рухи земної кори, зумовлені глибинними процесами, викликають порушення
земної кори – тектонічні дислокації. Тектонічні дислокації бувають двох
видів: складчасті і розривні. До складчастих дислокацій належать
антикліналі, синкліналі, монокліналі та флексури. Розривними
дислокаціями є тектонічні розриви, які відбуваються зі зміщенням блоків
гірських порід. Глибокі розриви, що сягають мантії землі називають
глибинними розломами. Блоки гірських порід, що опускаються між двома
розломами, іменують грабенами, а блоки, що піднімаються-горстами. Великі
грабени та системи грабенів, що простягаються на сотні і тисячі
кілометрів, а у глибину-на кілька кілометрів називають рифтами та
рифтовими системами. До них належить западина озера Байкал.

Серед тектонічних рухів розрізняють горизонтальні та вертикальні. За
гіпотезою німецького геофізика Вегенера, на початку палеозойської ери на
Землі існував єдиний велетенський материк Пангея, який потім
розтріскався і розповзся по всій земній кулі, утворивши сучасні
материки: Північну Америку, Південну Америку, Європу, Азію, Африку,
Австралію та Антарктиду. Такі рухи континентальних плит є
горизонтальними. За те в геосинклінальних зонах при горотворенні
переважають вертикальні рухи, які відзначаються великою амплітудою і
порівняно великою (в геологічному розумінні) швидкістю.

Материкові плити можуть зазнавати також коливальних вертикальних рухів
значно меншої амплітуди, які називаються епейрогенічними. При цьому вони
частково або повністю занурюються під рівень мілкого епіконтинентального
моря і вкриваються осадовими морськими відкладами, а потім знову стають
суходолами. Один край платформи може опускатися, а інший підніматися.
Сучасне опускання узбережжя Голландії має швидкість 0,5-0,7 см/рік.

Від повільних рухів земної кори відрізняються раптові стрибкоподібні
зміщення поверхні Землі, що звуться землетрусами. Тектонічні землетруси
— це пружні хвильові коливання, що виникли в глибинах земної кори або
навіть в мантії і викликають масштабні розривні та складчасті деформації
земної кори протягом дуже короткого часу. Багато тектонічних землетрусів
призводять до катастрофічних наслідків, величезних руйнувань і загибелі
величезної кількості людей. Меншими за масштабами є вулканічні
землетруси, що передують виверженню вулканів і викликаються підйомом
магми до кратера вулкана.

Отже, у горішніх геосферах Землі-літосфері, гідросфері та атмосфері
відбувається безперервний геологічний кругообіг речовин, викликаний
внутрішніми (ендогенними) та зовнішніми (екзогенними) геологічними
процесами. Внаслідок глибинних ендогенних процесів тектонічні рухи
піднімають, опускають і зминають у складки цілі блоки земної кори,
формуючи рельєф земної поверхні. Поверхневі екзогенні процеси-геологічна
діяльність вітру, текучих вод та льодовиків, а також викликані
гравітаційними силами зсуви, обвали та осипи намагаються знівелювати,
вирівняти цей рельєф. Виступи рельєфу поступово руйнуються, заглибини
заповнюються новоутвореними осадовими відкладами. Крім того, розломами з
глибин Землі піднімається розплавлена магма, яка застигає на поверхні
або біля поверхні Землі у вигляді магматичних порід. Ці породи, що є
нестійкими у поверхневих умовах, вивітрюються, вступають у хімічні
реакції з водою, киснем, вуглекислим газом гідросфери та атмосфери,
перетворюються на нові осадові породи, що перевідкладаються на поверхні
Землі екзогенними процесами.

2. Надра-мінеральна основа біосфери

Мінеральною основою біосфери є надра. За мільярди років накопичувалися і
проходили підземну переробку велетенські маси гірських порід, породжених
діяльністю живої речовини, і появились родовища біогенних (народжених
при безпосередній участі живих організмів) корисних копалин, наприклад
вугілля, фосфоритів, нафти. Всі осадові гірські породи, що складають
значну частину земної кори, і продукти їх підземної переробки (майже всі
метаморфічні породи) накопичувались колись біля поверхні Землі, в
біосфері. Значить, на них прямо чи опосередковано впливала
життєдіяльність організмів. Тому земну кору не рідко називають областю
колишніх біосфер (палеобіосферою), безпосередньо продуктом біосфери.

Мінеральна сировина займає провідне місце у всесвітньому господарстві, а
нерівномірність розподілу обумовлює її важливу роль в міжнародних
відношеннях. Найінтенсивніше ведеться видобуток енергетичних ресурсів
(нафти, газу, вугілля), а також поліметалевих руд.

Якщо в 1960 році морський видобуток складав 25 млн. т (4% від світому
видобутку), в 1985 році-78,5 млн. т (28,4%), то в 2000 році близько 50%
нафти і газу поступить із надр Світового океану. Основними районами
морського видобутку нафти і газу є: країни Перської затоки,
Мексиканської затоки, узбережжя Венесуели, західне узбережжя Африки,
акваторія Північного та акваторія Каспійського морів.

Із твердих корисних копалин найбільше значення відіграють родовища
металоносних мінералів , алмазів, янтарю, будматеріалів. Провідне місце
видобутку розсипних металоносних мінералів належить Австралії. З рудних
металів найбільший видобуток залізної руди, міді і нікелю, марганцю,
залізо-марганцевих конкрецій (ЗМК).

3. Геологічне середовище. Причини нераціонального використання ресурсів
надр

Гірські породи верхньої частини літосфери, що перебувають пілд впливом
інженерно-господарської діяльності людей називають геологічним
середовищем. З розвитком людського суспільства антропогенний вплив на
геологічне середовище безперервно зростає цей вплив змінює природні
геологічні процеси, перетворює їх на антропогенні (інженерно-геологічні)
процеси, які пошкоджують навколишнє середовище. В сер ХХ ст. людина, за
визначенням В.І.Вернадського, стала найбільшою геологічною силою на
нашій планеті, господарська діяльність людей порушила планетарний
геологічний кругообіг речовин і почала викликати інженерно-геологічні
процеси, сумірні з природними і навіть потужніші за них.

Геологічне середовище є важливою частиною навколишнього середовища, з
ним щільно пов’язані інші природні компоненти глобальної
соціоекосистеми. Від складу та будови приповерхневої товщі гірських
порід і рухів земної кори залежать особливості рельєфу земної поверхні.
Гірські породи безпосередньо впливають на ґрунти і рослинний покрив, які
на них розвиваються, а посередньо – також і на тваринний світ, клімат,
тощо. З другого боку, рельєф, клімат та інші фізико-географічні умови
впливають на стан геологічного середовища. Палеогеографічні умови, в
яких відбувалося формування тієї чи іншої осадової породи, відобразились
на її будові та механічному, мінералогічному і фазовому складі, від чого
значною мірою залежать міцність та деформативність породи, тобто ті її
властивості, які мають особливо важливе значення для
інженерно-господарського освоєння геологічного середовища.

Геологічне середовище використовується людством у трьох напрямах: як
джерело мінеральної сировини, необхідної для народного господарства; як
місце нагромадження відходів виробництва і ; як основа для будівництва
різноманітних будівель та інженерних споруд. Тому, найбільш негативно
впливають на геологічне середовище гірничовидобувна і будівельна
промисловість. Тільки 10% мінеральної сировини, що людина добуває з надр
планети перетворюється на готову продукцію, решта 90% забруднює
біосферу. Процес цей, на жаль, безперервно прискорюється. За 80 років
від початку нашого сторіччя з надр Землі добуто більше корисних копалин,
ніж за всю історію цивілізації. Через кожні 15 років обсяг видобутих
корисних копалин подвоюється. До 1962 р. на поверхні Землі накопичилось
861 млрд. т техногенних геологічних відкладів. За три останні
десятиріччя ця цифра потроїлася. Для порівняння варто нагадати, що
природним шляхом поверхневими текучими водами на нашій планеті щорічно
переноситься близько 13 млрд. т уламкових гірських порід.

При нераціональному використанні геологічного середовища руйнується не
лише це середовище, а й пов’язані з ним інші компоненти біосфери:
ґрунтовий та рослинний покрив, поверхневі та підземні води, тощо. При
цьому мають місце не лише процеси механічного руйнування та засмічення
навколишнього середовища, але й геохімічного забруднення. Адже хімічні
елементи в товщі нашої планети розприділені нерівномірно. Живі організми
пристосувалися до тих елементів, які найбільш поширені в приповерхневих
шарах земної кори. Однак людська діяльність піднімає з глибин Землі
величезні маси ендогенних мінералів, збагачених рідкісними для поверхні
хімічними елементами – важкими металами, радіонуклідами тощо, навіть
незначні концентрації яких небезпечні для живих організмів. Внаслідок
видобутку, збагачення та переробки корисних копалин, нагромадження
пустої породи та відходів виробництва відбувається концентрація цих
шкідливих елементів на значних площах, що призводить до тяжких
захворювань і навіть масової загибелі рослин, тварин та людей.

Пошкодження геологічного та всього природнього середовища відбувається
вже при пошуках корисних копалин — на стадії геологорозвідувальних
робіт. При бурінні сучасних надглибоких свердловин на поверхню Землі
піднімаються великі об’єми гірських порід, які захаращують і забруднюють
околиці місце розташування свердловин. Залишені у вигляді відвалів ці
техногенні відклади розмиваються дощовими і талими водами і забруднюють
навколишню територію шкідливими для живих організмів сполуками.

При бурінні свердловин часто використовують бурові розчини, до складу
яких входять водорозчинні солі, органічні речовини та різноманітні
обважнювачі, які забруднюють не лише земну поверхню в місцях буріння
свердловин, а й підземні водоносні і водопроникні горизонти. При бурінні
глибоких свердловин інтенсивно забруднюється атмосферне повітря викидами
отруйних газів двигунів бурових установок (близько 260 тис. м3 на добу).

Поверхневі розвідувальні виробки: шурфи, канави тощо активізують
ерозійний процес, стимулюють яроутворення, яке вилучає із
сільськогосподарської сфери значні площі родючих земель. Крім того, в
місцях проведення геологорозвідувальних робіт грунтово-рослинний покрив,
як правило, сильно пошкоджується транспортними засобами, забруднюється
нафтопродуктами, засмічується виробничими та побутовими твердими
відходами.

При видобутку корисних копалин діють ті самі фактори руйнування
середовища, як і при геологорозвідувальних роботах, але в значно більших
масштабах. На нафтопромислах ґрунти забруднюються на глибину 25см і
більше. При підземному видобутку твердих корисних копалин підземні
гірські виробки (штреки, штольні, тощо), як правило, залишаються
незаповненими відпрацьованою породою і над ними починається осідання
земної поверхні, що захоплює великі території. Це осідання часто
супроводжується заболочуванням земель, яке виводить їх частково або
повністю зі сфери природокористування. Крім того, при видобутку та
збагаченні твердих корисних копалин на поверхні землі накопичуються
величезні маси гірських порід. Ці нагромадження техногенних відкладів у
вигляді териконів або відвалів вилучають із природного кругообігу значні
площі, псують навколишні ландшафти, а при розмиванні дощовими і талими
водами, забруднюють навколишнє середовище шкідливими для живих
організмів хімічними елементами. Особливо небезпечні нагромадження
радіоактивних порід.

При видобутку корисних копалин відкритим способом геологічне середовище
порушується виїмками гірських порід – кар’єрами, площа яких може
досягати десятків квадратних кілометрів, а глибина сотень метрів.
Руйнування геологічного і усього навколишнього середовища відбувається і
при видобутку сірки методом її підземної виплавки.

Геохімічне забруднення навколишнього середовища відбувається також в
місцях розташування металургійних і хімічних заводів та інших
підприємств, що переробляють мінеральну сировину. Тверді, рідкі та
газоподібні відходи виробництва інтенсивно забруднюють на прилеглих
територіях ґрунти, рослинність, поверхневі і підземні води, та
атмосферне повітря.

Спалювання горючих копалин : кам’яного та бурого вугілля, торфу, нафти,
газу, горючих сланців веде до збільшення концентрації вуглекислого газу
в атмосфері, потепління клімату та посилення геохімічної діяльності
річок. Крім того, в багатьох горючих копалинах присутня в тих чи інших
кількостях сірка, внаслідок чого в атмосферу щорічно поступає близько
150 млн. т сірчистого газу – основного компоненту кислотних дощів.
Значний негативний вплив на геологічне середовище має будівництво та
експлуатація інженерних споруд. Суттєво порушують геологічне середовище
і штучно викопані підземні порожнини: тунелі, гірничі виробки тощо.

4. Заходи для раціонального використання ресурсів надр. Роль інженерної
геології розробці наукових основ охорони та раціонального використання
геологічного середовища

У зв’язку з широкомасштабним руйнуванням господарською діяльністю
геологічного середовища все більш актуальною стає проблема його
раціонального використання. Вона полягає, з одного боку, у максимально
повному вилученні і використанні мінеральної сировини при видобутку,
збагаченні та переробці корисних копалин, а з другого – у зведенні до
мінімуму шкоди, яку завдають ці процеси навколишньому середовищу.
Максимально повне використання мінеральної сировини може бути досягнуто
застосуванням нових прогресивних технологій, які дозволятимуть комплекно
використовувати родовища корисних копалин, максимально повно добувати з
вміщуючих порід і покривних товщ корисні речовини і, допоміжні
компоненти. Ефективне використання корисних копалин можливе за умов
максимально повної утилізації залишкової породи, шлаків, шламів та інших
відходів гірничо-добувної та переробної промисловості для потреб
будівництва, сільського господарства тощо.

Що стосується мінімізації шкоди, яку заподіює господарська діяльність
геологічному і всьому навколишньому середовищу, то вона можлива за умов
підвищення загальної виробничої культури і суворого виконання всіх
природоохоронних правил та норм.

Зокрема, на місці та в околицях ведення геологорозвідувальних та
гірничовидобувних робіт слід уникати засмічення території побутовими та
виробничими відходами, крім місць, спеціально відведених для
нагромадження їх; здійснювати повний збір відходів буріння по кожному
виду окремо; обов’язково засипати розвідувальні гірські виробки;
оснащувати транспортні засоби гумовими гусеницями та пневмокатками, які
завдають значно меншої шкоди грунтово-рослинному покриву; скидати у
водойми шахтні та бурові води лише після повного очищення їх; переходити
до безвибухових методів проходження гірських виробок; застосовувати
мікробіологічні препарати для очищення ґрунтів від забруднень
нафтопродуктами тощо.

Необхідно здійснювати рекультивацію земель на місці відпрацьованих
відкритим способом родовищ корисних копалин. Це поняття охоплює весь
комплекс робіт, спрямованих на відновлення родючості й
народногосподарської цінності порушених земель. У вузькому розумінні
рекультивація – це відновлення шару ґрунту, попередньо знятого з
ділянок, де передбачається його механічне руйнування або сильне
забруднення. Для того щоб уникнути осідання земель над підземними
виробками при видобутку корисних копалин закритим способом, необхідно
заповнювати їх після відпрацювання відходами видобутку мінеральної
сировини (пустою породою). Ці заходи, крім основного ефекту, допомагають
також запобігати додатковому забрудненню навколишнього середовища
звалищами відпрацьованої гірської породи.

Щоб уникнути руйнування геологічного середовища при будівництві,
необхідно обов’язково виконувати весь комплекс інженерно-геологічних
розвідувань, щоб, залежно від конкретних інженерно-геологічних умов,
правильно визначити характер фундаменту, висотність та інші особливості
проектованих будівель та споруд. Адже, навантаження на гірські породи не
повинні перевищувати межу їхньої міцності та деформаційної стійкості.
Особливо слід якнайповніше враховувати інженерно-геологічні умови при
будівництві будівель та споруд у місцевостях з нерівною земною
поверхнею, на просадочних й карстових породах тощо, щоб не викликати
такі шкідливі геодинамічні процеси, як зсуви, обвали, просадки,
карстово-провальні явища.

На сучасній стадії розвитку стосунків між людським суспільством та
навколишнім середовищем, в умовах порушеної динамічної рівноваги
глобальної соціоекосистеми, взаємодії суспільства та геологічного
середовища неможливо оптимізувати, не беручи до уваги наслідків
антропогенного впливу на інші середовища, без комплексного вивчення
соціоекосистем як цілісних об’єктів. Тому науковий підрозділ геології,
що вивчає взаємозв’язки людського суспільства і геологічного середовища,
повинен виступати одночасно як галузевий підрозділ соціоекології. В наш
час такою спільною галуззю геологічної науки стала інженерна геологія.
До найбільш актуальних завдань сучасної інженерної геології відноситься
крім інших і розробка наукових основ охорони та раціонального
використання геологічного середовища з урахуванням необхідності
збережень динамічної рівноваги соціоекосистем.

Література:

1. Аникеев В.А. и др. Технологические аспекты охраны окружающей среды.
Л.: Гидрометеоиздат, 1982, С. 171-178, 209-214.

2. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР.
.М.: Высшая школа, 1988. – 328с.

3. Миланова Е.В., Рябчиков А.М. Изпользование природных ресурсов и
охрана природы. – М.: Высшая школа, 1986, с.218-224.

4. Основи екологічних знань ( Ред. Л.П.Царик ).-Тернопіль:
Тернопіль.-1994.- 173с.

5. Основи соціоекології ( Ред. Г.О.Бачинський ).-Київ: Вища
школа.-1995.-238с

6. Сергеев Е.М. Инженерная геология. – М.: Из-во МГУ, 1982.

7. Энциклопедический словарь юного географа-краеведа. Сост. Г.В.
Карпов.-М.: Педагогика.-1981. – 384с.

Похожие записи