§ 1. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ ЛИТОСФЕРЫ
Геоэкологические функции литосферы. Под геоэкологическими функциями литосферы понимается всё многообразие свойств, определяющих её роль в жизнеобеспечении биоты и человеческого общества. Их можно свести к четырём основным группам (рис. 5).
Современное состояние геоэкологических функций литосферы обусловлено развитием природы Земли, воздействием человека и его хозяйственной деятельности.
Ресурсная геоэкологическая функция литосферы определяет роль минеральных и органических ресурсов, геологического пространства литосферы для жизнедеятельности биоты и человеческого общества.
Ресурсы литосферы, необходимые для жизни биоты, в том числе человека как биологического вида, представлены двумя составляющими: 1) горными породами, включающими растворимые элементы, жизненно необходимые организмам и называемые биогенными элементами; 2) минералами, содержащими вещества, которые являются пищей для животных.
Биогенные элементы и их соединения, требующиеся биоте в больших количествах, называют макробиогенными, в малых количествах — микробиогенными (рис. 6). Они участвуют в процессах фотосинтеза и метаболизма растений. Животным необходимы эти же элементы (кроме бора), а также йод, кобальт, никель, олово, селен, фтор, хром.
Минеральные ресурсы, необходимые для жизни и деятельности человеческого общества, относятся к категории невозобновляемых. Особенно важную роль они играют в социально-экономическом развитии человечества.
Мир и Беларусь. Беларусь занимает 3-е место в мире по запасу калийных солей. Уже разведано 7,7 млрд т соли. Разведанные запасы каменной соли составляют 21 млрд т. Вспомните, какие виды полезных ископаемых разведаны в Республике Беларусь, но не добываются. Почему?
Важным ресурсом для расселения и существования человека и биоты является поверхность литосферы. В настоящее время на Земле освоено около 60 % площади суши. Также интенсивно осваивается подземное пространство литосферы, особенно на урбанизированных территориях и в местах захоронения и складирования экологически опасных (токсичных и радиоактивных) отходов.
Геодинамическая геоэкологическая функция литосферы отражает влияние литосферы на состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека.
Все неблагоприятные природные и антропогенные геологические процессы, воздействующие на биоту, можно подразделить на две принципиально различные группы.
Процессы и явления первой группы представляют непосредственную угрозу существованию биоты, в том числе человека. К ним относятся землетрясения, извержения вулканов, цунами, оползни, сели, лавины, отвалы и провалы (рис. 7–10).
Процессы и явления второй группы не несут непосредственной угрозы существованию биоты. Они влияют на изменение условий её жизнедеятельности и комфортность проживания человека. Это эрозионные процессы, заболачивание, многолетняя мерзлота.
Геоэкологические последствия — изменения окружающей среды и социально-экономических условий жизнедеятельности человека, возникающие в результате негативного воздействия антропогенных и природных факторов.
Геохимическая геоэкологическая функция литосферы отражает свойство геохимических полей литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты и человека.
Под геохимической аномалией понимается территория, в пределах которой концентрация химических элементов или их соединений отличается от природных фоновых (средних) значений. Геохимические аномалии образуются в почвах, горных породах, донных осадках, снежном покрове, поверхностных и подземных водах, атмосферном воздухе.
Зона загрязнения — это геохимическая аномалия, обусловленная хозяйственной деятельностью человека. В её пределах загрязняющие вещества достигают концентрации, оказывающей неблагоприятное воздействие на живые организмы.
Большинство геохимических аномалий является местом развития особых биоценозов и может стать причиной эндемических заболеваний растений, животных и человека. Аномалии токсичных металлов и их соединений (свинец, ртуть, реже мышьяк, медь, цинк и др.) в литосфере в основном связаны с месторождениями полезных ископаемых.
Мир и Беларусь. В Беларуси отмечается полегание злаков (недостаток меди), гнили корней растений (недостаток бора), заболевания щитовидной железы у человека (недостаток йода).
Геохимические аномалии, обусловленные деятельностью человека, по силе и глубине воздействия на биоту и здоровье людей значительно превосходят природные. Это связано с более высокой концентрацией токсичных элементов и высокой скоростью процесса загрязнения на этих территориях. Зоны техногенного загрязнения приурочены к районам интенсивного промышленного и сельскохозяйственного производства, транспортным магистралям и населённым пунктам.
Геофизическая геоэкологическая функция литосферы отражает свойства её геофизических полей природного и техногенного происхождения влиять на биоту и человека.
Геофизическая аномалия — это территория, в пределах которой показатели физического поля Земли значительно отличаются от природных фоновых (средних) значений.
Выделяются естественные физические поля (магнитное, гравитационное, геотермическое и др.) и искусственные (электрические поля постоянных токов, вибрационное, радиационное и др.).
Геопатогенные зоны — области аномального проявления свойств атмосферы, гидросферы, литосферы и глубинных недр Земли, которые негативно влияют на растения, животных и человека.
Аномалии геофизических полей связаны с зонами тектонических нарушений, рифтовыми и другими структурами литосферы. В пределах этих аномалий наблюдаются очаги повышенной заболеваемости и проявления функциональных расстройств живых организмов.
Магнитные поля действуют непосредственно на нервные клетки мозга человека. Сильные электрические поля неблагоприятно влияют на его центральную нервную систему.
Воздействие вибрационных полей приводит к повышенной утомляемости, торможению двигательных реакций, нарушению координации движения у человека. Длительное влияние — к нарушению работы сердечно-сосудистой системы, опорно-двигательного аппарата, нервным расстройствам, поражению мышечных тканей и суставов.
При землетрясениях возникают ультразвуковые и инфразвуковые волны (акустические поля). Ультразвуковые волны вызывают у человека галлюцинации, а инфразвуковые — страх и панику. Такие ситуации возможны не только в случае сильных землетрясений, но и при постоянном воздействии серии слабых землетрясений (магнитуда 2–3). Воздействие гравитационного поля Земли на человека практически не изучено. Пока только можно предполагать, что оно способно оказывать влияние на организм человека и его психику. Действие ионизирующей радиации радиационного поля на живые организмы изучается с конца прошлого века. Большие дозы радиации разрушают клетки, повреждают ткани органов и могут быть причиной лучевой болезни. Малые дозы радиоактивного облучения приводят к раковым заболеваниям и генетическим отклонениям.
Большой (геологический) круговорот веществ — постоянное перемещение веществ из недр Земли на её поверхность, осуществляемое различными способами (вулканы, рифтовые трещины, разломы и т. д.), и обратный поток веществ в недра (выветривание, эрозия, образование осадочных отложений и т. д.).
Кристаллические (магматические) горные породы под воздействием физических, химических и биологических факторов разрушаются. Рыхлые осадки по мере их погружения на глубину озёр, морей и океанов теряют воду, отвердевают и преобразуются в осадочные горные породы. Под воздействием потоков эндогенной энергии глубинные породы переплавляются, образуя магму — источник новых магматических пород. После поднятия этих пород на поверхность Земли под действием процессов выветривания и переноса снова происходит их трансформация в новые осадочные породы (рис. 11).
Таким образом, большой круговорот обусловлен взаимодействием солнечной (экзогенной) энергии с глубинной (эндогенной) энергией Земли. Он перераспределяет вещества между биосферой и более глубокими горизонтами нашей планеты.