Mineralna bogatstva litosfere. Opskrba mineralnom vodom na području bivšeg SSSR-a
okolišna geologija
Tema 2Ekološke značajke
litosfera (1. dio)
Resursno ekološka funkcija litosfere i njezina transformacija pod utjecajem tehnogeneze
1. dioEKOLOŠKA FUNKCIJA RESURSA
LITOSFERA I NJEZINA TRANSFORMACIJA POD
UTJECAJ TEHNOGENEZE
Definicija, značenje i struktura resursno ekološke funkcije litosfere
Pod resursnom ekološkom funkcijom litosfere razumijemo kakoveć
prikazano
prethodno,
uloga
mineral,
organski,
organomineralnih resursa litosfere, kao i njezinih geoloških
prostor za život i aktivnost biote i kao
biocenoza, te ljudska zajednica kao društv
strukture.
Predmet proučavanja u ovom pristupu su značajke sastava i
strukture litosfere sa svim svojim sastavnicama koje utječu
mogućnost i kvalitetu postojanja biote, a predmet - spoznaje o
resursni potencijal litosfere, prikladnost njezina prostora za
naseljavanje biote (uključujući čovjeka kao biološku vrstu) i
razvoj čovječanstva kao društvene strukture.
Resursna ekološka funkcija litosfere zauzima vodeće mjesto,
položaj u odnosu na geodinamičke, geokemijske i
geofizičke funkcije. Ne samo da definira udobnost
„živuću biotu“, ali i samu mogućnost njezina postojanja i
razvoj.
Resursi litosfere neophodni za život biote
Resursi litosfere neophodni za život biote,uključujući
ljudski
Kako
biološki
pogled,
predstavljena sa četiri komponente:
stijene koje sadrže elemente
biofilna serija - topljivi elementi, vitalni
neophodni organizmima i nazivaju se biogenim
elementi;
kudyurite - mineralna tvar kudyura,
kao mineralna hrana životinja - litofaga;
stolna sol;
podzemne vode.
Biofilni elementi litosfere
Elementi i njihovi spojevi potrebni bioti općenitokoličine se nazivaju makrobiogene (ugljik, kisik,
dušik, vodik, kalcij, fosfor, sumpor), au malim količinama -
mikrobiogeni.
Za biljke su to Fe, Mg, Si, Zn, B, Si, Mo, CI, V, Ca, koji
osiguravaju funkcije fotosinteze, metabolizma dušika i
metabolička funkcija.
Za životinje su potrebna oba navedena elementa (osim
bor), te dodatno selen, krom, nikal, fluor, jod i
kositar.
Unatoč malim količinama, svi ovi elementi su neophodni
Za
vitalna aktivnost
biosustavi,
Za
implementacija
biogeokemijske funkcije žive tvari
Prosječni kemijski sastav bjelančevina, masti i ugljikohidrata, %
Prosječni kemijski sastav biljke i čovjeka, % suhe tvari
Mineralni biogeni kompleksi-kudjuriti
Litofagija ili jedenje kamenja ("lithos" - kamen, "phagos" -proždirući) poznat je od davnina. U životinjskom svijetu ova pojava je tako
isto kao i tradicionalna hrana.
Osim prehrambenih i ljekovitih soli u prirodi postoji veliki
skupina aluminosilikatnih i silikatnih minerala koji se jedu
ptice, životinje i ljudi.
-Na obroncima brda. Sumatra presavijeni zeolit i
tufovima, opisane špilje dimenzija 3,5 × 7,5 m, koje su "ostrugane"
slonovi, rudarstvo bijelog kamena plovućca (proizvod trošenja tufova,
obogaćen
minerali
S
visoka
sorpcija
I
svojstva ionske izmjene). Ova iskapanja slona
koriste se i druge životinje - orangutani, giboni, jeleni i čak
bjelančevine.
– U mnogim dijelovima Afrike postoje cijele industrije za
pripremanje mineralne hrane. Dakle, u naselju Anfoeda (Gana)
dvije tisuće radnika vadi glinu i od nje pravi kolače
za prodaju, a stanovnici sela Uzalla (Nigerija) jedu godišnje
400-500 tona "jestive" gline.
– Unutar aktivnih tektonskih rasjeda, na naftonosnim i plinonosnim i
ugljenonosna područja, gdje relativno
intenzivan odljev CO2 iz crijeva, vegetacije je značajno
drugačiji od zone. Ona je više "bujna" i više "južna".
Priroda litofagije
Litofagija je prirodna potreba divljih životinja zabalansiranje sastava soli u tijelu, posebno u
razdoblja sezonske promjene hrane.
Litofagija se temelji na litoterapiji, čiji je cilj
regulacija ravnoteže soli u tijelu. kao jelovnik
životinje biraju mineralne smjese koje imaju
visoka svojstva ionske izmjene i sorpcije.
Potonji je dobio naziv kudyurites na Altaju od riječi
"kudur" - solonets tlo, solonchak, solonetz, koji
od davnina koristili iskonski stočari - Altajci, Mongoli,
manjura itd.
U posljednjih nekoliko godina, kudyurite su korišteni kao
aditiva u hrani za kućne ljubimce, što je bitno
povećali svoj rast i poboljšali svoje fizičko stanje.
Sol
Kuhinjska sol je tipična mineralna tvorevina,konzumira biota, a prije svega čovjek. prema
svi su oni litofagi.
Stanovnici Zemlje koriste ga u količini od 8-10 kg po osobi godišnje.
Sa stajališta resursa, ova mineralna formacija je
iznimka od općeg pravila, jer do određene mjere
spada u kategoriju obnovljivih izvora. stolna sol
dobivenih ili iz salamura u zoni naslaga soli ili sakupljenih u
mjesta prirodnog isparavanja slane morske vode. Pozdrav
prirodne rezerve kuhinjske soli u smislu resursa posebne
ne izazvati alarm.
Treba podsjetiti da je ovaj mineralni resurs neophodan za čovjeka
kao biološku vrstu. Kuhinjska sol aktivira neke
enzima, održava acidobaznu ravnotežu, it
neophodan za proizvodnju želučanog soka. Odsutnost ili nedostatak
soli u organizmu dovodi do raznih poremećaja: snižavanja
krvni tlak, grčevi mišića, lupanje srca
i druge negativne posljedice.
Treba napomenuti da, unatoč gotovo neograničenim rezervama
kuhinjske soli, krajem 80-ih potreba za njom stanovništva
Sjeverna Euroazija bila je samo 90% zadovoljna. Ista pozicija
sačuvan je do danas.
Podzemna voda kao resurs litosfere neophodan za život biote
S ovih pozicija, ekološki značaj slatke vodepodzemne vode ne zahtijevaju posebna objašnjenja.
V. I. Vernadsky je pokazao da živa tvar tijekom
samo 1 milijun godina prolazi kroz sebe takvu količinu
voda, koja je po volumenu i količini jednaka svijetu
ocean.
Pod zemljom
voda,
prikladan
Za
pijenje
opskrba vodom čini 14% sve slatke vode
planeti. Međutim, oni znatno nadmašuju
kvaliteta površinskih voda i za razliku od njih
puno bolje zaštićeni od kontaminacije, sadrže
mikro i makro elementi potrebni za tijelo
ljudski, ne zahtijevaju skupo čišćenje. Točno
to određuje njihovu važnost kao najvažnije
izvor opskrbe pitkom vodom, tj. osigurati
čovjekova voda kao biološka vrsta.
Opskrba podzemnom vodom
Trenutno više od 60% gradova u Ruskoj Federaciji imacentralizirani izvori vode. Što se tiče resursa
korištenje podzemnih voda znatno je ispod potencijala
mogućnosti i oko 5% (za vodoopskrbu) potencijalnih resursa procijenjenih na 230 km3/god. Međutim, procjene
vrijede samo za Rusiju kao cjelinu i značajno se mijenjaju sa
prijelaz na pojedine regije.
Nestašicu pitke vode u osnovi uzrokuju tri glavna razloga
faktori:
– nedostatak dovoljnih resursa podzemne vode zbog prirodnih uzroka (zona permafrosta, široki razvoj relativno
bezvodni slojevi - Karelija, Murmanska, Kirovska i Astrahanska regija);
– intenzivna eksploatacija i iscrpljivanje glavnih vodonosnika
(Srednji Ural, područja velikih urbanih aglomeracija);
– tehnogeno onečišćenje vodonosnika koji se koriste za
opskrba pitkom vodom.
Primjeri nedostatka podzemne vode
Najdojmljiviji primjer takvih katastrofalnih tehnogenih utjecaja je ravničarski krimski arteški bazen. Intenzivno iskorištavanje podzemnih voda za navodnjavanje, kao iizgradnja i puštanje u rad Sjevernokrimskog kanala doveli su do salinizacije slatke podzemne vode. Preko 30
godina rada vodonosnika oko 10 km3 slatke vode postalo je boćato.
Nemogućnost korištenja podzemnih voda za opskrbu kućanstva i pitkom vodom uslijed
Onečišćenje se bilježi na mjestima skladištenja krutog otpada iz kućanstva. Na primjer, u području poligona
MSW Shcherbinka, Moskovska regija Kontaminirana podzemna voda koja premašuje MPC za niz komponenti u
Prodrla 100-130 puta u Podolsko-Mjačkovski vodonosnik naslaga karbona. Kao rezultat
Kao rezultat toga, sadržaj klorida u vodama horizonta porastao je 3-7 puta, sulfata više nego udvostručen, zabilježeno je
prisutnost kroma i kadmija.
Razvoj naslaga čvrstih minerala dovodi do iscrpljivanja operativnih rezervi
podzemne vode, što je povezano ne samo s odabirom crpljene vode na razvijenom polju, već također
uz kvar postojećih zahvata podzemne vode. Najveći depresivni lijevci
nastaju u onim slučajevima kada vodonosnici sa
regionalna distribucija. Dakle, dugogodišnji rad (od 1956.) sustava za odvodnjavanje oko
depoziti KMA doveli su do zatvaranja depresijskih lijevaka oko kamenoloma Lebedinsky i rudnika.
Gubkin. Razine krednog vodonosnika su spuštene za 20-25 m, što je uzrokovalo izgradnju
Sljedeći Stoilenski kamenolom izveden je u prvoj fazi u praktički dehidriranim stijenama. U
Trenutno je režim podzemnih voda razvojnog područja poremećen duž horizonta gornje krede unutar radijusa
40 km, a prema prekambriju - u radijusu od 80 km, što ga čini ekonomski nesvrsishodnim za korištenje
podzemne vode ovog područja za vodoopskrbu stanovništva.
Mineralna bogatstva, njihova struktura i ljudsko društvo
Mineralni resursi predstavljeni su skupom identificiranih u utrobinakupine (naslage) raznih minerala, u kojima
kemijski elementi i minerali koje oni tvore su u oštro
povećana koncentracija u usporedbi sa sadržajem klarka u
zemljine kore, što omogućuje
njihova industrijska
koristiti.
Svi prirodni resursi su prirodna tijela i tvari (ili njihove
set), kao i vrste energije koje na pojedinom stupnju razvoja
proizvodne snage koriste se ili se mogu tehnički koristiti
Za
učinkovit
zadovoljstvo
raznolika
potrebe
ljudsko društvo.
Struktura mineralnih sirovina određena je svrhom njihova korištenja.
Postoji pet glavnih kategorija mineralnih resursa:
– goriva i energije (nafta, kondenzat, zapaljivi plin, kameni i mrki ugljen, uran,
bitumenski škriljevac, treset itd.),
željezni i legirani metali (rude željeza, mangana, kroma, titana, vanadija, volframa i
molibden),
– obojeni metali (rude bakra, kobalta, olova, cinka, kositra, aluminija, antimona i žive),
– nemetalni minerali (razne vrste mineralnih soli (fosfati,
potaša, natrij), građevinski (drobljeni kamen, granit i pijesak) i drugi materijali (domaći
sumpor, fluorit, kaolin, barit, grafit, azbest-krizotil, magnezit, vatrostalna glina))
- Podzemne vode.
Shematski dijagram korištenja prirodnih resursa litosfere u sferi
Uloga i mjesto mineralnih sirovina u socio-ekonomskim i ekološkim pitanjima razvoja materijalne baze suvremenog društva
Uloga i mjesto mineralnih sirovina u socio-ekonomskim i ekološkim problemima razvojamaterijalna baza modernog društva
O rezervama mineralnih sirovina gornjih horizonata litosfere
Analiza procjene raspoloživosti goriva i energetskih resursa pokazuje da najvišenafta je deficitarna vrsta goriva, njezine dokazane rezerve su dovoljne, prema raznim
izvora, za 25-48 god. Tada će za 35-64 godine biti iscrpljene rezerve zapaljivog plina i urana. Bolje
situacija je s ugljenom, njegove rezerve u svijetu su velike, a sigurnost je 218-330 godina.
Istodobno, treba uzeti u obzir da u globalnoj opskrbi tekućim nositeljima energije postoje
značajne rezerve povezane s produktivnim nalazištima nafte i plina na pojasu svijeta
ocean. Perspektive Rusije povezane su s razvojem pojasa arktičkih mora, gdje se, prema procjenama,
stručnjaci sadrže preko 100 milijardi tona ugljikovodika u ekvivalentu nafte.
Među željeznim i legirajućim metalima, rude titana imaju najmanju dostupnost (65
godine) i volframa (prema različitim izvorima od 10 do 84 godine).
Globalna ponuda obojenih metala općenito je znatno manja od one željeznih i metalnih
legiranje. Zalihe kobalta, olova, cinka, kositra, antimona i žive trajat će 10-35 godina.
Opskrba Rusije rezervama bakra, nikla, olova je 58-89%, a antimona - samo 17-18%
od svjetskog prosjeka. U tom su kontekstu rezerve aluminija iznimka: uz struju
razina potrošnje i proizvodnje njegovih rezervi bit će dovoljna za još 350 godina.
Globalna obdarenost resursima nemetalnih minerala je u prosjeku
50-100 godina i više. Najdeficitarniji je krizotilni azbest (svjetska ponuda 54
godine) i fluorit (svijet 42 godine).
Svjetska obdarenost ljudskog društva mineralnim resursima
Povlačenje slatke podzemne vode u glavnim gospodarskim regijama Rusije u km3/god od 1.1.1992.
1 - ukupno;2 - domaćinstvo i piće
opskrba vodom;
3 - rudnik i kamenolom
drenaža;
4 - ispuštanje vode bez
korištenje (gubitak
voda na
prijevoz, odlaganje
voda iz bunara,
samoodvodnjavanje iz bunara,
weir drenaža
vode);
5 - tehnički
opskrba vodom;
6 - navodnjavanje zemljišta i
zalijevanje pašnjaka
Podzemna voda kao resurs litosfere
Raspoloživost resursa podzemnih voda u Rusiji kao cjelini prilično je visoka. U vezi saod posebne važnosti, razmotrimo detaljnije opskrbu svježim,
mineralne, termalne i industrijske vode.
Slatke podzemne vode. U skladu s GOST 2874-82, to uključuje podzemne vode
sa suhim ostatkom do 1 g/dm3 (u nekim slučajevima do 1,5 g/dm3).
Pri izračunu dostupnosti resursa podzemne vode, ne traženo
rezerve podzemne vode, razrađene 50 godina. Dakle, ako pretpostavimo da
u idućih 50 godina ukupno povlačenje podzemnih voda će se udvostručiti i iznositi
cca 35-40 km3/god., može se pretpostaviti da su ukupni pogonski resursi
podzemne vode u Rusiji, što je oko 230 km3 / godišnje, kao rezultat selekcije
neobnovljive rezerve smanjit će se za oko 15-20 km3/god.
Nema sumnje da se najveći dio slatke podzemne vode koristi za pitku vodu.
opskrba vodom. Međutim, određeni udio slatke podzemne vode troši se na tehničke
potrebe, navodnjavanje oranica i navodnjavanje pašnjaka.
Opskrba mineralnom vodom na području bivšeg SSSR-a
Termalne vode
Termalne vode su podzemne vode ograničene naprirodni kolektori geotermalne energije i prezentirani
prirodni nositelji topline (voda, para i paro-vodene smjese).
Za praktičnu upotrebu termalne vode
podijeljeni su u nekoliko klasa:
– niskog potencijala (s temperaturom grijanja 20-100oS)
potrebe grijanja,
- srednji potencijal - za opskrbu toplinom,
– visokog potencijala (više za proizvodnju električne energije.
su korišteni
Za
Termalne vode s višom temperaturom (150-350°C) zbog
tehničke poteškoće rukovanja njima još nisu našle svoju primjenu.
Opskrbljenost Rusije rezervama termalne vode vrlo je visoka. Od generala
količina dubinske topline koju oslobađaju termalni izvori
atmosfera, 86% pada na regiju Kuril-Kamčatka, oko 7% - na
području Bajkalskog pukotina i samo 8% na sve ostale mobilne regije
kontinentalna kora.
Ekološki aspekti razvoja geotermalnih izvora povezani su s
vjerojatnost toplinske i kemijske kontaminacije površinskih slojeva
litosfere, jer termalne vode, osim visoke temperature,
karakteriziraju i povećana mineralizacija. Da bi se ovo izbjeglo
zagađenja, razvijena je tehnologija za iskorištavanje vodonosnika sa
ponovno ubrizgavanje korištenih termalnih voda u njih.
industrijske vode
U industrijske vode spadaju visokomineralizirane podzemne vode dubokih (15003000 m) vodonosnika. Od njih, u industrijskim razmjerima, elementi kao što sunatrij, klor, bor, jod, brom, litij ili njihovi spojevi (na primjer kuhinjska sol).
Interes za industrijsku upotrebu dubokih vodonosnih voda kao
mineralnih sirovina određena je širenjem potreba za rijetkim elementima u raznim
industrije i iscrpljivanje tradicionalnih rudnih sirovina. U svijetu
ekstrahirano iz industrijskih voda 90% ukupne proizvodnje broma, 85% - joda, 30% - kuhanja
sol, natrijev sulfid, litij, 25% - magnezij, brom itd.
Opskrbljenost Rusije podzemnim industrijskim vodama prilično je visoka. Oni su poput
u pravilu ograničeno na duboke dijelove velikih arteških bazena itd.
obećavajuća za područja joda i broma unutar istočnoeuropskog, zapadnosibirskog i
Područja sibirske platforme.
Ekološki aspekti razvoja industrijskih voda povezani su s problemom zbrinjavanja
otpadne vode i vjerojatnost onečišćenja matičnih stijena i dnevne površine
njihovo vađenje i prerada.
Definicija i struktura resursa geološkog prostora
Geološki prostorni resurs značigeološki prostor neophodan za naseljavanje i
postojanje biote, uključujući za život i aktivnost
osoba.
U općoj sistematici ekoloških funkcija litosfere struktura
resursi geološkog prostora uključuju: stanište biote,
mjesto ljudskog naselja, spremnik zemlje i podzemlja
objekata, mjesto ukopa i skladištenja otpada, uključujući
vrlo otrovan i radioaktivan.
Drugi pristup strukturiranju resursa geološkog prostora
temelji se na pristupu koji nam omogućuje da litosferu smatramo
staništa i naseljavanje raznih predstavnika flore i
faune, uključujući čovjeka kao biološku vrstu, i kao
prostor koji je čovječanstvo aktivno razvijalo kao društveni
struktura.
Opća struktura resursa geološkog prostora
Resursi geološkog prostora i širenje inženjerskih i gospodarskih aktivnosti čovječanstva
Pri razmatranju litosfere kao inženjerskog i gospodarskog okruženjaljudske aktivnosti, jasno se razlikuju dva načina procjene resursa
geološki prostor: procjena "površinskog" površinskog resursa
litosferskog prostora i procjena resursa podzemnih geoloških
prostor za razne vrste njegova razvoja. U svakom slučaju može postojati
mnogo opcija za procjenu u odnosu na različite vrste inženjerskih aktivnosti.
Prvi od njih - "površinski" resursi geološkog prostora već su postali
ogroman deficit. Trenutno je čovječanstvo ovladalo oko 56%
kopnene površine s tendencijom daljnjeg povećanja ovog procesa. I ako
za niz zemalja s velikim zemljišnim resursima, problem lociranja
industrijskih, poljoprivrednih i stambenih objekata još nije postalo akutno
relevantan, zatim za male države s velikim brojem stanovnika
stanovništva, postala je najvažniji okolišni čimbenik društvenog
razvoj.
Najupečatljiviji primjer je Japan, prisiljen na prilagođavanje
industrijske objekte i rekreacijska područja za pokrivanje obalnih dijelova mora
vodene površine i izvoditi gradnju na rasutim tlima.
Geološki prostorni resursi i urbanizacija
Osobito akutan, čak iu relativno prosperitetnom s gledišta ukupnog teritorijalnogsigurnosti zemalja, postavlja se pitanje nedostatka prostora u urbanim sredinama. Kako
U pravilu se to odnosi na prijestolnice i velika industrijska središta.
O tempu urbanizacije rječito govore sljedeće brojke: početkom XIX. u gradovima svijeta
živjelo je 29,3 milijuna ljudi (3% svjetskog stanovništva), do 1900. - 224,4 milijuna (13,6%), do 1950. - 729 milijuna
(28,8%), do 1980. - 1821 milijun (41,1%), do 1990. - 2261 milijun (41%).
Urbano stanovništvo Ruske Federacije do početka 1990. bilo je oko 74%.
Udio urbanog stanovništva u Europi je više od 73%, u Aziji - 31, Africi - 32, Sjev.
Amerika - 75, Latinska Amerika - 72, Australija i Oceanija - 71%.
Ukupno, u svijetu postoji oko 220 milijunskih gradova (više od milijun stanovnika), najveći od
od toga - Mexico City (9,8 milijuna). U širem Londonu živi 6,8 milijuna ljudi
s površinom većom od 1800 km2, u Moskvi živi oko 9 milijuna ljudi na površini od 1000 km2.
Uz takvu gustoću naseljenosti stvara se specifična resursna slika u kojoj, kao
Počinju se razmatrati područja pogodna za razvoj sa složenim inženjersko-geološkim i ekološkim uvjetima (područja bivših odlagališta, odlagališta šljake i pepela itd.).
Resursi geološkog prostora i složeni civilni i industrijski objekti
Resursi geološkog prostora za smještaj najsloženijihgrađevinske konstrukcije koje vrše visok pritisak na tlo (0,5 MPa
i više), posebno objekte kao što su termoelektrane (TE),
definirane su željezare, televizijski tornjevi, neboderi
prisutnost povoljnih inženjerskih i geoloških uvjeta na tom području
predložena gradnja. Ove strukture, zbog svoje specifičnosti, kao
u pravilu se nalaze na dobro razvijenim teritorijima, često unutar
grada ili u njegovoj neposrednoj blizini. Ovo predstavlja poseban
zahtjevi za njihovu stabilnost i sigurnost, ne samo od inženjerstva, već i od
ekološke pozicije.
Glavni problem resursa (kao i geokemijskog okoliša),
vezano za TE - postavljanje deponija pepela, što je blizu problema
zbrinjavanje otpada iz rudarske i prerađivačke industrije
industrija o kojoj se raspravlja u nastavku.
Glavna ograničenja pri odabiru mjesta za nuklearnu elektranu
elektrane (NE):
– visoka seizmičnost (više od 8 bodova na ljestvici MSK-64);
– prisutnost debelih (više od 45 m) slojeva slijeganja, topljivih u vodi i
ukapljivanje tla;
– prisutnost aktivnih rasjeda, krša i drugih potencijalno opasnih
egzogeni geološki procesi;
– visoka razina podzemne vode (manje od 3 m);
– prisutnost tala koja dobro filtriraju i tala s niskom sorpcijom
s kapacitetom većim od 10 m.
Glavna opasnost za okoliš nuklearnih elektrana je mogućnost
radioaktivna kontaminacija velikih područja u izvanrednim situacijama.
Stotine, čak i tisuće tih teritorija ispadaju iz svake upotrebe
godine.
Resursi geološkog prostora i hidrotehničke izgradnje
Izražena specifičnost u pogledupotrebno
resurs
geološki
prostor
ima
hidrotehnički
konstrukcija. Svemirski resurs na prvom mjestu
skretanje je određeno prisutnošću vodotoka i
nalazišta s povoljnim inženjersko-geološkim uvjetima na njima.
Velika hidrotehnička izgradnja u
značajan
mjera
iscrpljen
resurs
geološki prostor pogodan za
ove ciljeve, čak iu Rusiji, bogata vodom i
teritorijalne resurse.
Tok mnogih velikih rijeka naše zemlje
reguliran.
Poplavna područja i broj preseljenih zgrada za pojedine velike akumulacije bivšeg SSSR-a
Resursi geološkog prostora rudarskih područja
Resursi geološkog prostora rudarskih područjaAkutno je pitanje deficita geološkog prostora u područjima razvoja
rudarstvo i rudarsko-prerađivačka industrija.
Najsadržajniji u odnosu na otuđenje prirodnih geoloških
prostora su poduzeća industrije ugljena: proizvodnja od 1 milijuna tona
goriva prati otuđenje prosječno oko 8 hektara zemljišta.
U rudarskim područjima značajno kršenje teritorijalnog
resurs nastaje zbog slijeganja zemljine površine nad podzemljem
radnje. Vrijednosti taloženja dosežu u moskovskom bazenu ugljena 3
m na površini od km2, u Donbasu - 7 m na površini većoj od 20 km2. Oborine mogu
nastavi 20 godina i ponekad ne uspije.
Značajna šteta potencijalu resursa teritorija uzrokuje promjenu
hidrogeološki uvjeti kao posljedica isušivanja vodonosnika, rud
i odvodnju kamenoloma. Formiranje velikih depresivnih lijevaka
površine do 300 km2 ne samo da može narušiti prihvaćeni sustav
vodoopskrbu teritorija i dovesti do slijeganja zemljine površine, ali i
izazvati aktiviranje krških, sufozijskih i lomnih procesa.
Resursi geološkog prostora i odlaganje otpadnih produkata ljudskog društva
Raznolikost otpadnih proizvoda ljudske zajednice je ogromnapodručje. Samo u Rusiji njihova ukupna površina (1997.) iznosi više od 500 tisuća hektara, a
negativan utjecaj otpada na okoliš očituje se na teritoriju, 10 puta
prekoračenje navedenog područja.
Većina otpada aktivno djeluje s okolišem (litosfera,
atmosfera, hidrosfera i biosfera). Trajanje "agresivno" (aktivno)
postojanje otpada ovisi o njegovom sastavu. Tijekom skladištenja sav otpad prolazi
promjene zbog unutarnjih fizikalno-kemijskih procesa i
utjecaj vanjskih uvjeta. Kao rezultat toga, na odlagalištima za skladištenje i odlaganje otpada
mogu nastati nove tvari opasne po okoliš, koje prodirući u
litosfera će predstavljati ozbiljnu prijetnju bioti.
Gradovi su najveći proizvođači otpada. Statistika pokazuje da je u
uvjetima suvremene tehnologije uz viši stupanj gospodarskog razvoja
zemalja unutar svojih granica, te veću količinu otpada po glavi stanovnika.
Prosječna stopa nakupljanja otpada u razvijenim zemljama kreće se od 150-170 (Poljska) do
700-1100 kg/osoba godišnje (SAD). Moskva godišnje proizvede 2,5 milijuna tona čvrstog domaćeg
otpada (MSW), a prosječna stopa „proizvodnje“ MSW-a po osobi godišnje doseže
približno 1 m3 po volumenu i 200 kg po masi (za velike gradove preporučuje se standard
1,07 m3/osobi u godini).
Razvrstavanje otpada prema podrijetlu
Radijus negativnog utjecaja odlagališta krutog komunalnog otpada
Glavni aspekti utjecaja odlagališta krutog otpada na okolišne i ljudske komponente
Radijusi negativnog utjecaja odlagališta za skladištenje otpada iz rudarstva i rudarsko-prerađivačke industrije
Radijusi negativnog utjecaja poligonaskladištenje otpada iz rudarske i prerađivačke industrije
Ljudi su u davnim vremenima naučili koristiti neke od tih resursa za svoje potrebe, što je našlo svoj izraz u nazivima povijesnih razdoblja ljudskog razvoja: "kameno doba", "brončano doba", "željezno doba". Danas se koristi više od 200 različitih vrsta mineralnih sirovina. Prema figurativnom izrazu akademika A.E. Fersmana (1883–1945), sada je cijeli periodni sustav Mendeljejeva položen pred noge čovječanstva.
Minerali su mineralne tvorevine zemljine kore koje se mogu učinkovito koristiti u gospodarstvu, nakupine minerala tvore naslage, a s velikim područjima rasprostranjenosti - bazene.
Raspored minerala u zemljinoj kori podložan je geološkim (tektonskim) uzorcima (tablica 7.4).
Minerali goriva su sedimentnog podrijetla i obično prate pokrov drevnih platformi i njihovih unutarnjih i rubnih korita. Dakle, naziv "bazen" prilično točno odražava njihovo podrijetlo - "morski bazen".
U svijetu ih je poznato više od 3600. ugljen bazena i naslaga, koji zajedno zauzimaju 15% zemljine površine. Glavni dio resursa ugljena otpada na Aziju, Sjevernu Ameriku i Europu i koncentriran je u deset najvećih bazena Kine, SAD-a, Rusije, Indije i Njemačke.
naftonosni i plinonosni Istraženo je više od 600 bazena, razvija se 450. Ukupan broj naftnih polja doseže 35 tisuća.Glavne rezerve nalaze se na sjevernoj hemisferi i mezozojske su naslage. Glavni dio ovih rezervi također je koncentriran u malom broju najvećih bazena Saudijske Arabije, SAD-a, Rusije i Irana.
Ruda minerali su obično ograničeni na temelje (štitove) drevnih platformi, kao i na naborana područja. U takvim područjima često tvore goleme rudne (metalogene) pojaseve, povezane svojim podrijetlom s dubokim rasjedima u zemljinoj kori. Resursi geotermalne energije posebno su veliki u zemljama i regijama s povećanom seizmičkom i vulkanskom aktivnošću (Island, Italija, Novi Zeland, Filipini, Meksiko, Kamčatka i Sjeverni Kavkaz u Rusiji, Kalifornija u SAD).
Za gospodarski razvoj najpovoljnije su teritorijalne kombinacije (akumulacije) minerala, koje olakšavaju složenu preradu sirovina.
Vađenje mineralnih sirovina zatvoreno(Rudnik) metoda na globalnoj razini provodi se u inozemnoj Europi, europskom dijelu Rusije, SAD-u, gdje su mnoga ležišta i bazeni smješteni u gornjim slojevima zemljine kore već jako razvijeni.
Ako se minerali nalaze na dubini od 20-30 m, isplativije je ukloniti gornji sloj stijene buldožerom i minirati otvoren put. Na primjer, željezna ruda se vadi na otvorenom kopu u regiji Kursk, ugljen u nekim nalazištima u Sibiru.
Po rezervama i proizvodnji mnogih mineralnih bogatstava Rusija zauzima jedno od prvih mjesta u svijetu (plin, ugljen, nafta, željezna ruda, dijamanti).
U tablici. 7.4 prikazuje odnos između strukture zemljine kore, topografije i distribucije minerala.
Tablica 7.4
Ležišta minerala ovisno o građi i povratku dijela zemljine kore i reljefa
Hidrosfera
Hidrosfera(od grčkog. hidro- voda i sphaira- lopta) - vodena ljuska Zemlje, koja je kombinacija oceana, mora i kontinentalnih vodenih bazena - rijeka, jezera, močvara itd., podzemnih voda, ledenjaka i snježnih pokrivača.
Smatra se da je vodeni omotač Zemlje nastao u ranom arheju, odnosno prije otprilike 3800 milijuna godina. Tijekom ovog razdoblja povijesti Zemlje, na našem planetu je uspostavljena temperatura na kojoj je voda mogla biti uglavnom u tekućem agregatnom stanju.
Voda kao tvar ima jedinstvena svojstva koja uključuju sljedeće:
♦ sposobnost otapanja vrlo mnogo tvari;
♦ visok toplinski kapacitet;
♦ biti u tekućem stanju u temperaturnom području od 0 do 100 °C;
♦ veća lakoća vode u krutom stanju (led) nego u tekućem stanju.
Jedinstvena svojstva vode omogućila su joj da igra važnu ulogu u evolucijskim procesima koji se odvijaju u površinskim slojevima zemljine kore, u kruženju tvari u prirodi i da bude uvjet za nastanak i razvoj života na Zemlji. Voda počinje ispunjavati svoje geološke i biološke funkcije u povijesti Zemlje nakon formiranja hidrosfere.
Hidrosfera se sastoji od površinskih i podzemnih voda. površinska voda hidrosfere pokrivaju 70,8% Zemljine površine. Njihov ukupni volumen doseže 1370,3 milijuna km 3, što je 1/800 ukupnog volumena planeta, a masa se procjenjuje na 1,4 h 1018 tona Površinske vode, odnosno vode koje pokrivaju kopno, uključuju Svjetski ocean, kontinentalne vode kotline i kontinentalni led.
Svjetski ocean uključuje sva mora i oceane Zemlje.
Mora i oceani zauzimaju 3/4 površine kopna, odnosno 361,1 milijun km2. Većina površinskih voda koncentrirana je u Svjetskom oceanu - 98%. Svjetski ocean uvjetno se dijeli na četiri oceana: Atlantski, Tihi, Indijski i Arktički. Vjeruje se da je trenutna razina oceana uspostavljena prije otprilike 7000 godina. Prema geološkim studijama, fluktuacije razine oceana u posljednjih 200 milijuna godina nisu premašile 100 m.
Voda u oceanima je slana. Prosječni udio soli je oko 3,5% masenog udjela, odnosno 35 g/l. Njihov kvalitativni sastav je sljedeći: od kationa dominiraju Na +, Mg 2+, K +, Ca 2+, anioni - Cl -, SO 4 2-, Br -, CO 3 2-, F -. Vjeruje se da je sastav soli oceana ostao nepromijenjen još od paleozoika - vremena kada se život počeo razvijati na kopnu, dakle oko 400 milijuna godina.
Kontinentalni vodeni bazeni su rijeke, jezera, močvare, akumulacije. Njihove vode čine 0,35% ukupne mase površinskih voda hidrosfere. Neki kontinentalni rezervoari - jezera - sadrže slanu vodu. Ova jezera su ili vulkanskog podrijetla, ili su izolirani ostaci drevnih mora, ili su nastala u području debelih naslaga topljivih soli. Međutim, uglavnom su kontinentalne vodene površine svježe.
Slatka voda otvorenih rezervoara također sadrži topljive soli, ali u maloj količini. Ovisno o sadržaju otopljenih soli slatka voda se dijeli na meku i tvrdu. Što je manje soli otopljeno u vodi, to je ona mekša. Najtvrđa slatka voda ne sadrži više od 0,005% masenih soli, odnosno 0,5 g/l.
kontinentalni ledčine 1,65% ukupne mase površinskih voda hidrosfere, 99% leda je na Antarktici i Grenlandu. Ukupna masa snijega i leda na Zemlji procjenjuje se na 0,0004% mase našeg planeta. To je dovoljno da se cijela površina planeta prekrije slojem leda debljine 53 m. Prema izračunima, ako se ova masa otopi, tada će razina oceana porasti za 64 m.
Kemijski sastav površinskih voda hidrosfere približno je jednak prosječnom sastavu morske vode. Od kemijskih elemenata težinski prevladavaju kisik (85,8%) i vodik (10,7%). Površinske vode sadrže značajnu količinu klora (1,9%) i natrija (1,1%). Sadržaj sumpora i broma je znatno veći nego u zemljinoj kori.
Hidrosfera podzemne vode sadrže glavni izvor slatke vode. Pretpostavlja se da je ukupni volumen podzemnih voda oko 28,5 milijardi km3. To je gotovo 15 puta više nego u oceanima. Vjeruje se da je podzemna voda glavni rezervoar koji nadopunjuje sva površinska vodna tijela. Podzemna hidrosfera može se podijeliti u pet zona.
Kriozona. Ledeno područje. Zona obuhvaća polarna područja. Njegova debljina procjenjuje se unutar 1 km.
zona tekuće vode. Pokriva gotovo cijelu zemljinu koru.
Zona parne vode ograničeno na dubinu od 160 km. Smatra se da voda u ovoj zoni ima temperaturu od 450 °C do 700 °C i pod pritiskom je do 5 GPa.
Ispod, na dubinama do 270 km, postoji zona monomernih molekula vode. Pokriva slojeve vode s temperaturama u rasponu od 700 °C do 1000 °C i tlakovima do 10 GPa.
Zona guste vode proteže se, vjerojatno, do dubina od 3000 km i okružuje cijeli omotač Zemlje. Temperatura vode u ovoj zoni procjenjuje se u rasponu od 1000° do 4000°C, a tlak do 120 GPa. Voda je u takvim uvjetima potpuno ionizirana.
Zemljina hidrosfera obavlja važne funkcije: regulira temperaturu planeta, osigurava kruženje tvari i sastavni je dio biosfere.
Izravan utjecaj na regulacija temperature Površinske slojeve Zemlje osigurava hidrosfera zahvaljujući jednom od važnih svojstava vode - velikom toplinskom kapacitetu. Zbog toga površinske vode akumuliraju sunčevu energiju, a zatim je polako otpuštaju u okolni prostor. Izjednačavanje temperature na Zemljinoj površini događa se isključivo zahvaljujući kruženju vode. Osim toga, snijeg i led imaju vrlo visoku refleksiju: premašuje prosjek za zemljinu površinu za 30%. Stoga je na polovima razlika između apsorbirane i emitirane energije uvijek negativna, odnosno energija koju površina apsorbira manja je od emitirane energije. Tako dolazi do termoregulacije planeta.
Sigurnost biciklizam je još jedna važna funkcija hidrosfere.
Hidrosfera je u stalnoj interakciji s atmosferom, zemljinom korom i biosferom. Voda hidrosfere otapa zrak u sebi, koncentrirajući kisik, koji dalje koriste vodeni živi organizmi. Ugljikov dioksid u zraku, koji nastaje uglavnom kao rezultat disanja živih organizama, izgaranja goriva i vulkanskih erupcija, ima visoku topljivost u vodi i akumulira se u hidrosferi. Hidrosfera također otapa teške inertne plinove - ksenon i kripton, čiji je sadržaj u vodi veći nego u zraku.
Vode hidrosfere, isparavajući, ulaze u atmosferu i ispadaju u obliku oborina, koje prodiru u stijene, uništavajući ih. Dakle, voda je uključena u procese vremenske prilike stijene. Fragmenti stijena se nose tekućim vodama u rijeke, a zatim u mora i oceane ili u zatvorene kontinentalne rezervoare i postupno se talože na dnu. Te se naslage kasnije pretvaraju u sedimentne stijene.
Smatra se da su glavni kationi morske vode - kationi natrija, magnezija, kalija, kalcija - nastali kao rezultat trošenja stijena i kasnijeg uklanjanja produkata trošenja rijekama u more. Najvažniji anioni morske vode - anioni klora, broma, fluora, sulfatni ion i karbonatni ion, vjerojatno potječu iz atmosfere i povezani su s vulkanskom aktivnošću.
Dio topivih soli sustavno se uklanja iz sastava hidrosfere njihovim taloženjem. Na primjer, kada karbonatni ioni otopljeni u vodi stupaju u interakciju s kationima kalcija i magnezija, nastaju netopljive soli koje tonu na dno u obliku karbonatnih sedimentnih stijena. Organizmi koji nastanjuju hidrosferu igraju važnu ulogu u taloženju nekih soli. Oni izdvajaju pojedinačne katione i anione iz morske vode, koncentrirajući ih u svojim kosturima i ljušturama u obliku karbonata, silikata, fosfata i drugih spojeva. Nakon smrti organizama, njihove se tvrde ljuske nakupljaju na morskom dnu i tvore debele naslage vapnenaca, fosforita i raznih silikatnih stijena. Velika većina sedimentnih stijena i tako vrijednih minerala kao što su nafta, ugljen, boksiti, razne soli itd., Nastali su u prošlim geološkim razdobljima u različitim rezervoarima hidrosfere. Utvrđeno je da su i najstarije stijene, čija apsolutna starost doseže oko 1,8 milijardi godina, visoko promijenjeni sedimenti nastali u vodenom okolišu. Voda se također koristi u procesu fotosinteze, pri čemu nastaju organske tvari i kisik.
Prije otprilike 3500 milijuna godina život na Zemlji nastao je u hidrosferi. Evolucija organizama nastavila se isključivo u vodenom okolišu sve do početka paleozoika, kada je prije oko 400 milijuna godina započela postupna migracija životinjskih i biljnih organizama na kopno. U tom smislu, hidrosfera se smatra sastavnim dijelom biosfere. (biosfera- sfera života, područje gdje žive živi organizmi).
Živi organizmi su izrazito neravnomjerno raspoređeni u hidrosferi. Brojnost i raznolikost živih organizama u pojedinim područjima površinskih voda određena je mnogim čimbenicima, uključujući kompleks okolišnih čimbenika: temperaturu, slanost vode, osvijetljenost i tlak. S povećanjem dubine povećava se ograničavajući učinak osvjetljenja i pritiska: količina dolazne svjetlosti naglo se smanjuje, a pritisak, naprotiv, postaje vrlo visok. Dakle, u morima i oceanima uglavnom su naseljena litoralna područja, odnosno područja ne dublja od 200 m, najviše zagrijana sunčevim zrakama.
Opisujući funkcije hidrosfere na našem planetu, V. I. Vernadsky je primijetio: „Voda određuje i stvara cijelu biosferu. Ona stvara glavne značajke zemljine kore, sve do magmatske ljuske.
Atmosfera
Atmosfera(od grčkog. atmosfera para, isparavanje i sphaira- lopta) - Zemljina ljuska koja se sastoji od zraka.
Dio zrak uključuje niz plinova i čestica krutih i tekućih nečistoća suspendiranih u njima – aerosola. Masa atmosfere procjenjuje se na 5,157 × 10 15 tona Zračni stup vrši pritisak na Zemljinu površinu: prosječni atmosferski tlak na razini mora iznosi 1013,25 hPa, odnosno 760 mm Hg. Umjetnost. Tlak od 760 mm Hg. Umjetnost. izjednačeno s izvansustavnom jedinicom tlaka - 1 atmosfera (1 atm.). Prosječna temperatura zraka na Zemljinoj površini je 15°C, a temperature variraju od oko 57°C u suptropskim pustinjama do -89°C na Antarktici.
Atmosfera nije ujednačena. Postoje sljedeći slojevi atmosfere: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera I egzosfera, koji se razlikuju u značajkama raspodjele temperature, gustoće zraka i nekih drugih parametara. Područja atmosfere koja zauzimaju međupoložaj između ovih slojeva nazivaju se redom tropopauza, stratopauza I mezopauza.
Troposfera- donji sloj atmosfere s visinom od 8-10 km u polarnim geografskim širinama i do 16-18 km u tropima. Troposferu karakterizira pad temperature zraka s visinom - s udaljavanjem od Zemljine površine za svaki kilometar temperatura opada za oko 6°C. Gustoća zraka se brzo smanjuje. Oko 80% ukupne mase atmosfere koncentrirano je u troposferi.
Stratosfera nalaze se na visinama u prosjeku od 10–15 km do 50–55 km od površine Zemlje. Stratosferu karakterizira porast temperature s visinom. Porast temperature nastaje zbog apsorpcije kratkovalnog zračenja Sunca, prvenstveno UV (ultraljubičastih) zraka, od strane ozona u ovom sloju atmosfere. Istodobno, u donjem dijelu stratosfere, do razine od oko 20 km, temperatura se malo mijenja s visinom, a može čak i lagano pasti. Više, temperatura počinje rasti, isprva polako, ali mnogo brže od razine od 34-36 km. U gornjem dijelu stratosfere, na visini od 50-55 km, temperatura doseže 260-270 K.
Mezosfera- atmosferski sloj koji se nalazi na visinama od 55–85 km. U mezosferi temperatura zraka opada s povećanjem nadmorske visine, od približno 270 K na donjoj granici do 200 K na gornjoj granici.
Termosfera prostire se na visinama od oko 85 km do 250 km od Zemljine površine i karakterizira ga brzi porast temperature zraka, dosežući 800-1200 K na visini od 250 km. meteori ovdje usporavaju i izgaraju. Dakle, termosfera obavlja funkciju zaštitnog sloja Zemlje.
Iznad troposfere je egzosfera,čija je gornja granica uvjetna i obilježena je visinom od oko 1000 km iznad Zemljine površine. Iz egzosfere se atmosferski plinovi raspršuju u svjetski prostor. Dakle, dolazi do postupnog prijelaza iz atmosfere u međuplanetarni prostor.
Atmosferski zrak u blizini Zemljine površine sastoji se od raznih plinova, uglavnom dušika (78,1% volumena) i kisika (20,9% volumena). U sastav zraka u malim količinama ulaze i sljedeći plinovi: argon, ugljikov dioksid, helij, ozon, radon, vodena para. Osim toga, zrak može sadržavati različite varijabilne komponente: dušikove okside, amonijak itd.
Osim plinova, zrak sadrži atmosferski aerosol, koji su vrlo fine čvrste i tekuće čestice lebdeće u zraku. Aerosol nastaje u procesu vitalne aktivnosti organizama, ljudske gospodarske aktivnosti, vulkanskih erupcija, dizanja prašine s površine planeta i iz kozmičke prašine koja ulazi u gornju atmosferu.
Sastav atmosferskog zraka do visine od oko 100 km općenito je stalan u vremenu i homogen u različitim dijelovima Zemlje. Pritom sadržaj promjenjivih plinovitih komponenti i aerosola nije isti. Iznad 100–110 km molekule kisika, ugljičnog dioksida i vode djelomično se raspadaju. Na visini od oko 1000 km počinju prevladavati laki plinovi - helij i vodik, a još više se Zemljina atmosfera postupno pretvara u međuplanetarni plin.
vodena para važan je sastojak zraka. U atmosferu ulazi isparavanjem s površine vode i vlažnog tla, kao i transpiracijom putem biljaka. Relativni sadržaj vodene pare u zraku varira u blizini zemljine površine od 2,6% u tropima do 0,2% u polarnim širinama. S udaljavanjem od Zemljine površine količina vodene pare u atmosferskom zraku brzo opada, a već na visini od 1,5-2 km smanjuje se za polovinu. U troposferi, s padom temperature dolazi do kondenzacije vodene pare. Pri kondenzaciji vodene pare nastaju oblaci iz kojih padaju oborine u obliku kiše, snijega, tuče. Količina padalina koja padne na Zemlju jednaka je količini vode koja je isparila sa Zemljine površine. Višak vodene pare iznad oceana zračne struje prenose na kontinente. Količina vodene pare koja se u atmosferi prenosi od oceana do kontinenata jednaka je volumenu riječnog toka koji se ulijeva u oceane.
Ozon 90% je koncentrirano u stratosferi, ostatak je u troposferi. Ozon apsorbira UV zračenje Sunca koje negativno djeluje na žive organizme. Područja s niskom razinom ozona u atmosferi nazivaju se ozonske rupe.
Najveće fluktuacije u debljini ozonskog omotača opažene su na visokim geografskim širinama, pa je vjerojatnost ozonskih rupa u područjima blizu polova veća nego na ekvatoru.
Ugljični dioksid ulazi u atmosferu u velikim količinama. Stalno se oslobađa kao rezultat disanja organizama, izgaranja, vulkanskih erupcija i drugih procesa koji se odvijaju na Zemlji. Međutim, sadržaj ugljičnog dioksida u zraku je nizak, budući da je većina otopljena u vodama hidrosfere. Ipak, primjećuje se da je u posljednjih 200 godina sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferi porastao za 35%. Razlog za tako značajan porast je aktivna gospodarska aktivnost čovjeka.
Glavni izvor topline za atmosferu je Zemljina površina. Atmosferski zrak dosta dobro propušta sunčeve zrake do zemljine površine. Sunčevo zračenje koje ulazi u Zemlju djelomično se apsorbira u atmosferi - uglavnom vodenom parom i ozonom, ali velika većina dospijeva do Zemljine površine.
Ukupno Sunčevo zračenje koje dopire do površine Zemlje djelomično se odbija od nje. Količina refleksije ovisi o refleksiji pojedinog područja zemljine površine, tzv albedo. Prosječni albedo Zemlje je oko 30%, dok je razlika između vrijednosti albeda od 7-9% za černozem do 90% za svježe napadali snijeg. Zagrijavanjem zemljina površina ispušta toplinske zrake u atmosferu i zagrijava svoje donje slojeve. Osim glavnog izvora toplinske energije atmosfere - topline zemljine površine, toplina ulazi u atmosferu kondenzacijom vodene pare, kao i apsorpcijom izravnog sunčevog zračenja.
Nejednako zagrijavanje atmosfere u različitim dijelovima Zemlje uzrokuje nejednaku raspodjelu tlaka, što dovodi do kretanja zračnih masa duž površine Zemlje. Zračne mase se kreću iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. Ovo kretanje zračnih masa naziva se vjetar. Pod određenim uvjetima, brzina vjetra može biti vrlo velika, do 30 m/s ili više (više od 30 m/s - već Uragan).
Stanje donjeg sloja atmosfere na određenom mjestu i u određeno vrijeme naziva se vrijeme. Vrijeme karakteriziraju temperatura zraka, količina padalina, jačina i smjer vjetra, naoblaka, vlažnost zraka i atmosferski tlak. Vrijeme je određeno uvjetima atmosferske cirkulacije i geografskim položajem područja. Najstabilniji je u tropima, a najvarijabilniji u srednjim i visokim geografskim širinama. Priroda vremena, njegova sezonska dinamika ovise o tome klima na ovom teritoriju.
Pod, ispod klima shvaćaju se kao najčešće ponavljane vremenske značajke za određeno područje koje traju dulje vrijeme. To su karakteristike prosječne tijekom 100 godina - temperatura, tlak, oborine itd. Pojam klime (od grč. klima- nagib) nastao je u staroj Grčkoj. Već tada se shvatilo da vremenske prilike ovise o kutu pod kojim sunčeve zrake padaju na površinu Zemlje. Vodeći uvjet za uspostavljanje određene klime na određenom području je količina energije po jedinici površine. Ovisi o ukupnom sunčevom zračenju koje pada na površinu zemlje io albedu te površine. Tako se u području ekvatora i blizu polova temperatura tijekom godine malo mijenja, au suptropskim područjima i srednjim geografskim širinama godišnja amplituda temperature može doseći 65 °C. Glavni procesi koji stvaraju klimu su izmjena topline, izmjena vlage i atmosferska cirkulacija. Svi ti procesi imaju jedan izvor energije – Sunce.
Atmosfera je sine qua non za sve oblike života. Za život organizama najvažniji su sljedeći plinovi koji ulaze u sastav zraka: kisik, dušik, vodena para, ugljikov dioksid, ozon. Kisik je neophodan za disanje velike većine živih organizama. Dušik, koji neki mikroorganizmi asimiliraju iz zraka, neophodan je za mineralnu ishranu biljaka. Vodena para, koja se kondenzira i ispada kao oborina, izvor je vode na kopnu. Ugljični dioksid je početni materijal za proces fotosinteze. Ozon apsorbira jako UV zračenje štetno za organizam.
Pretpostavlja se da je moderna atmosfera sekundarnog podrijetla: nastala je nakon završetka formiranja planeta prije otprilike 4,5 milijardi godina od plinova koje oslobađaju čvrste ljuske Zemlje. Tijekom geološke povijesti Zemlje atmosfera je pod utjecajem različitih čimbenika doživjela značajne promjene u svom sastavu.
Razvoj atmosfere ovisi o geološkim i geokemijskim procesima koji se odvijaju na Zemlji. Nakon pojave života na našem planetu, dakle prije otprilike 3,5 milijarde godina, živi organizmi počeli su značajno utjecati na razvoj atmosfere. Značajan dio plinova - dušik, ugljični dioksid, vodena para - nastao je kao rezultat vulkanskih erupcija. Kisik se pojavio prije otprilike 2 milijarde godina kao rezultat aktivnosti fotosintetskih organizama koji su prvobitno nastali u površinskim vodama oceana.
Posljednjih godina vidljive su promjene u atmosferi povezane s aktivnom gospodarskom aktivnošću čovjeka. Tako je, prema promatranjima, tijekom posljednjih 200 godina došlo do značajnog povećanja koncentracije stakleničkih plinova: sadržaj ugljičnog dioksida porastao je za 1,35 puta, metana - za 2,5 puta. Sadržaj mnogih drugih promjenjivih komponenti u sastavu zraka znatno je porastao.
Stalne promjene u stanju atmosfere - povećanje koncentracije stakleničkih plinova, ozonske rupe, onečišćenje zraka - globalni su ekološki problem našeg vremena.
Ljudi su u davnim vremenima naučili koristiti neke od tih resursa za svoje potrebe, što je našlo svoj izraz u nazivima povijesnih razdoblja ljudskog razvoja: "kameno doba", "brončano doba", "željezno doba". Danas se koristi više od 200 različitih vrsta mineralnih sirovina. Prema figurativnom izrazu akademika A.E. Fersmana (1883-1945), sada je cijeli periodni sustav Mendelejeva položen pred noge čovječanstva.
Minerali su mineralne tvorevine zemljine kore koje se mogu učinkovito koristiti u gospodarstvu, nakupine minerala tvore naslage, a s velikim područjima rasprostranjenosti - bazene.
Raspored minerala u zemljinoj kori podložan je geološkim (tektonskim) uzorcima (tablica 7.4).
Minerali goriva su sedimentnog podrijetla i obično prate pokrov drevnih platformi i njihovih unutarnjih i rubnih korita. Dakle, naziv "bazen" prilično točno odražava njihovo podrijetlo - "morski bazen".
U svijetu ih je poznato više od 3600. ugljen bazena i naslaga, koji zajedno zauzimaju 15% zemljine površine. Glavni dio resursa ugljena otpada na Aziju, Sjevernu Ameriku i Europu i koncentriran je u deset najvećih bazena Kine, SAD-a, Rusije, Indije i Njemačke.
naftonosni i plinonosni Istraženo je više od 600 bazena, razvija se 450. Ukupan broj naftnih polja doseže 35 tisuća.Glavne rezerve nalaze se na sjevernoj hemisferi i mezozojske su naslage. Glavni dio ovih rezervi također je koncentriran u malom broju najvećih bazena Saudijske Arabije, SAD-a, Rusije i Irana.
Ruda minerali su obično ograničeni na temelje (štitove) drevnih platformi, kao i na naborana područja. U takvim područjima često tvore goleme rudne (metalogene) pojaseve, povezane svojim podrijetlom s dubokim rasjedima u zemljinoj kori. Resursi geotermalne energije posebno su veliki u zemljama i regijama s povećanom seizmičkom i vulkanskom aktivnošću (Island, Italija, Novi Zeland, Filipini, Meksiko, Kamčatka i Sjeverni Kavkaz u Rusiji, Kalifornija u SAD).
Za gospodarski razvoj najpovoljnije su teritorijalne kombinacije (akumulacije) minerala, koje olakšavaju složenu preradu sirovina.
Vađenje mineralnih sirovina zatvoreno(Rudnik) metoda na globalnoj razini provodi se u inozemnoj Europi, europskom dijelu Rusije, SAD-u, gdje su mnoga ležišta i bazeni smješteni u gornjim slojevima zemljine kore već jako razvijeni.
Ako se minerali nalaze na dubini od 20-30 m, isplativije je skinuti gornji sloj stijene buldožerom i minirati otvoren put. Na primjer, željezna ruda se vadi na otvorenom kopu u regiji Kursk, ugljen u nekim nalazištima u Sibiru.
Po rezervama i proizvodnji mnogih mineralnih bogatstava Rusija zauzima jedno od prvih mjesta u svijetu (plin, ugljen, nafta, željezna ruda, dijamanti).
U tablici. 7.4 prikazuje odnos između strukture zemljine kore, topografije i distribucije minerala.
Tableia 7.4
Ležišta minerala ovisno o građi i povratku dijela zemljine kore i reljefa
| Zemljišni oblici | Građa i starost dijela zemljine kore | karakteristični minerali | Primjeri |
| Ravnice | Štitovi arhejsko-proterozojskih platformi | Bogata nalazišta željezne rude | Ukrajinski štit, Baltički štit Ruske platforme |
| Ploče drevnih platformi, čiji je pokrov formiran u doba paleozoika i mezozoika | Nafta, plin, ugljen, građevinski materijali | Zapadnosibirska nizina, Ruska nizina | |
| Planine | Mlade nabrane planine alpskog doba | Polimetalne rude, građevinski materijali | Kavkaz, Alpe |
| Uništene planine naboranih blokova mezozoika, hercina i kaledonskog nabiranja | Strukture najbogatije mineralima: rude željeznih (željezo, mangan) i obojenih (krom, bakar, nikal, uran, živa) metala, ostaci zlata, platine, dijamanata | Kazahstanski mali brežuljak | |
| Pomlađene planine mezozojskog i paleozojskog nabiranja | Rude željeznih i obojenih metala, primarna i aluvijalna nalazišta zlata, platine i dijamanata | Ural, Apalači, planine srednje Europe | |
| Kontinentalni pojas (polica) | rubni otkloni | Ulje plin | Meksički zaljev |
| Poplavljen dio ploča, platformi | Ulje plin | Perzijski zaljev | |
| dno oceana | bezdane ravnice | Željezo-manganske kvržice | Dno Sjevernog mora |
Hidrosfera
Hidrosfera(od grčkog. hidro- vode i sphaira- lopta) - vodena ljuska Zemlje, koja je kombinacija oceana, mora i kontinentalnih vodenih bazena - rijeka, jezera, močvara itd., podzemnih voda, ledenjaka i snježnih pokrivača.
Smatra se da je vodeni omotač Zemlje nastao u ranom arheju, odnosno prije otprilike 3800 milijuna godina. Tijekom ovog razdoblja povijesti Zemlje, na našem planetu je uspostavljena temperatura na kojoj je voda mogla biti uglavnom u tekućem agregatnom stanju.
Voda kao tvar ima jedinstvena svojstva koja uključuju sljedeće:
♦ sposobnost otapanja vrlo mnogo tvari;
♦ visok toplinski kapacitet;
♦ biti u tekućem stanju u temperaturnom području od 0 do 100 °S;
♦ veća lakoća vode u krutom stanju (led) nego u tekućem stanju.
Jedinstvena svojstva vode omogućila su joj da igra važnu ulogu u evolucijskim procesima koji se odvijaju u površinskim slojevima zemljine kore, u kruženju tvari u prirodi i da bude uvjet za nastanak i razvoj života na Zemlji. Voda počinje ispunjavati svoje geološke i biološke funkcije u povijesti Zemlje nakon formiranja hidrosfere.
Hidrosfera se sastoji od površinskih i podzemnih voda. površinska voda hidrosfere pokrivaju 70,8% Zemljine površine. Njihov ukupni volumen doseže 1370,3 milijuna km 3, što je 1/800 ukupnog volumena planeta, a masa se procjenjuje na 1,4 x 1018 tona Površinske vode, odnosno vode koje pokrivaju kopno, uključuju Svjetski ocean, kontinentalne vode kotline i kontinentalni led. Svjetski ocean uključuje sva mora i oceane Zemlje.
Mora i oceani zauzimaju 3/4 površine kopna, odnosno 361,1 milijun km2. Većina površinskih voda - 98% - koncentrirana je u Svjetskom oceanu. Svjetski ocean uvjetno se dijeli na četiri oceana: Atlantski, Tihi, Indijski i Arktički. Vjeruje se da je trenutna razina oceana uspostavljena prije otprilike 7000 godina. Prema geološkim studijama, fluktuacije razine oceana u posljednjih 200 milijuna godina nisu premašile 100 m.
Voda u oceanima je slana. Prosječni udio soli je oko 3,5% masenog udjela, odnosno 35 g/l. Njihov kvalitativni sastav je sljedeći: u kationima dominiraju Na +, Mg 2+, K +, Ca 2+, anioni - Cl-, SO 4 2-, Br -, C03 2-, F -. Smatra se da je sastav soli Svjetskog oceana ostao nepromijenjen od paleozoika, vremena kada se život počeo razvijati na kopnu, dakle oko 400 milijuna godina.
Kontinentalni vodeni bazeni su rijeke, jezera, močvare, akumulacije. Njihove vode čine 0,35% ukupne mase površinskih voda hidrosfere. Neka kontinentalna vodena tijela - jezera - sadrže slanu vodu. Ova jezera su ili vulkanskog podrijetla, ili su izolirani ostaci drevnih mora, ili su nastala u području debelih naslaga topljivih soli. Međutim, uglavnom su kontinentalne vodene površine svježe.
Slatka voda otvorenih rezervoara također sadrži topljive soli, ali u maloj količini. Ovisno o sadržaju otopljenih soli slatka voda se dijeli na meku i tvrdu. Što je manje soli otopljeno u vodi, to je ona mekša. Najtvrđa slatka voda ne sadrži više od 0,005% masenih soli, odnosno 0,5 g/l.
kontinentalni ledčine 1,65% ukupne mase površinskih voda hidrosfere, 99% leda je na Antarktici i Grenlandu. Ukupna masa snijega i leda na Zemlji procjenjuje se na 0,0004% mase našeg planeta. To je dovoljno da se cijela površina planeta prekrije slojem leda debljine 53 m. Prema izračunima, ako se ova masa otopi, tada će razina oceana porasti za 64 m.
Kemijski sastav površinskih voda hidrosfere približno je jednak prosječnom sastavu morske vode. Od kemijskih elemenata težinski prevladavaju kisik (85,8%) i vodik (10,7%). Površinske vode sadrže značajne količine klora (1,9%) i natrija (1,1%). Sadržaj sumpora i broma je znatno veći nego u zemljinoj kori.
Hidrosfera podzemne vode sadrže glavni izvor slatke vode: Pretpostavlja se da je ukupni volumen podzemne vode približno 28,5 milijardi km 3. To je gotovo 15 puta više nego u oceanima. Vjeruje se da je podzemna voda glavni rezervoar koji nadopunjuje sva površinska vodna tijela. Podzemna hidrosfera može se podijeliti u pet zona.
Kriozona. Ledeno područje. Zona obuhvaća polarna područja. Njegova debljina procjenjuje se unutar 1 km.
zona tekuće vode. Pokriva gotovo cijelu zemljinu koru.
Zona parne vode ograničeno na dubinu od 160 km. Smatra se da voda u ovoj zoni ima temperaturu od 450 °C do 700 °C i da je pod pritiskom do 5 GPa 1 .
Ispod, na dubinama do 270 km, postoji zona monomernih molekula vode. Pokriva slojeve vode s temperaturnim rasponom od 700 °C do 1000 °C i tlakom do 10 GPa.
Zona guste vode proteže se, vjerojatno, do dubina od 3000 km i okružuje cijeli omotač Zemlje. Temperatura vode u ovoj zoni procjenjuje se u rasponu od 1000° do 4000°C, a tlak do 120 GPa. Voda je u takvim uvjetima potpuno ionizirana.
Zemljina hidrosfera obavlja važne funkcije: regulira temperaturu planeta, osigurava kruženje tvari i sastavni je dio biosfere.
Izravan utjecaj na regulacija temperature površinskih slojeva Zemljine hidrosfere je zbog jednog od važnih svojstava vode – velikog toplinskog kapaciteta. Zbog toga površinske vode akumuliraju sunčevu energiju, a zatim je polako otpuštaju u okolni prostor. Izjednačavanje temperature na Zemljinoj površini događa se isključivo zahvaljujući kruženju vode. Osim toga, snijeg i led imaju vrlo visoku refleksiju
sposobnost: premašuje prosjek za zemljinu površinu za 30%.Zbog toga je na polovima razlika između apsorbirane i dozračene energije uvijek negativna, odnosno energija koju površina apsorbira manja je od emitirane. Tako dolazi do termoregulacije planeta.
Sigurnost biciklizam je još jedna važna funkcija hidrosfere.
Hidrosfera je u stalnoj interakciji s atmosferom, zemljinom korom i biosferom. Voda hidrosfere otapa zrak u sebi, koncentrirajući kisik, koji dalje koriste vodeni živi organizmi. Ugljikov dioksid u zraku, koji nastaje uglavnom kao rezultat disanja živih organizama, izgaranja goriva i vulkanskih erupcija, ima visoku topljivost u vodi i akumulira se u hidrosferi. Hidrosfera također otapa u sebi teške inertne plinove - ksenon i kripton, čiji je sadržaj u vodi veći nego u zraku.
Vode hidrosfere, isparavajući, ulaze u atmosferu i ispadaju u obliku oborina, koje prodiru u stijene, uništavajući ih. Dakle, voda je uključena u procese vremenske prilike stijene. Fragmenti stijena se nose tekućim vodama u rijeke, a zatim u mora i oceane ili u zatvorene kontinentalne rezervoare i postupno se talože na dnu. Te se naslage kasnije pretvaraju u sedimentne stijene.
Smatra se da su glavni kationi morske vode - kationi natrija, magnezija, kalija, kalcija - nastali kao rezultat trošenja stijena i kasnijeg uklanjanja produkata trošenja rijekama u more. Najvažniji anioni morske vode - anioni klora, broma, fluora, sulfatni ion i karbonatni ion, vjerojatno dolaze iz atmosfere i povezani su s vulkanskom aktivnošću.
Dio topivih soli sustavno se uklanja iz sastava hidrosfere njihovim taloženjem. Na primjer, kada karbonatni ioni otopljeni u vodi stupaju u interakciju s kationima kalcija i magnezija, nastaju netopljive soli koje tonu na dno u obliku karbonatnih sedimentnih stijena. Organizmi koji nastanjuju hidrosferu igraju važnu ulogu u taloženju nekih soli. Oni izdvajaju pojedinačne katione i anione iz morske vode, koncentrirajući ih u svojim kosturima i ljušturama u obliku karbonata, silikata, fosfata i drugih spojeva. Nakon smrti organizama, njihove se tvrde ljuske nakupljaju na morskom dnu i tvore debele naslage vapnenaca, fosforita i raznih silikatnih stijena. Velika većina sedimentnih stijena i tako vrijednih minerala kao što su nafta, ugljen, boksiti, razne soli itd., Nastali su u prošlim geološkim razdobljima u različitim rezervoarima hidrosfere. Utvrđeno je da su i najstarije stijene, čija apsolutna starost doseže oko 1,8 milijardi godina, visoko promijenjeni sedimenti nastali u vodenom okolišu. Voda se također koristi u procesu fotosinteze, pri čemu nastaju organske tvari i kisik.
Prije otprilike 3500 milijuna godina život na Zemlji nastao je u hidrosferi. Evolucija organizama nastavila se isključivo u vodenom okolišu sve do početka paleozoika, kada je prije oko 400 milijuna godina započela postupna migracija životinjskih i biljnih organizama na kopno. U tom smislu, hidrosfera se smatra sastavnim dijelom biosfere. (biosfera - sfera života, područje naseljeno živim organizmima).
Živi organizmi su izrazito neravnomjerno raspoređeni u hidrosferi. Brojnost i raznolikost živih organizama u pojedinim područjima površinskih voda određena je mnogim čimbenicima, uključujući kompleks okolišnih čimbenika: temperaturu, slanost vode, osvijetljenost i tlak. S povećanjem dubine povećava se ograničavajući učinak osvjetljenja i pritiska: količina dolazne svjetlosti naglo se smanjuje, a pritisak, naprotiv, postaje vrlo visok. Dakle, u morima i oceanima uglavnom su naseljena litoralna područja, odnosno područja ne dublja od 200 m, najviše zagrijana sunčevim zrakama.
Opisujući funkcije hidrosfere na našem planetu, V. I. Vernadsky je primijetio: „Voda određuje i stvara cijelu biosferu. Ona stvara glavne značajke zemljine kore, sve do magmatske ljuske.
Atmosfera
Atmosfera(od grčkog. atmosfera- para, isparavanje i sphaira- lopta) - Zemljina ljuska koja se sastoji od zraka.
Dio zrak uključuje niz plinova i čestica krutih i tekućih nečistoća suspendiranih u njima – aerosola. Masa atmosfere procjenjuje se na 5,157 x 10 15 tona Stup zraka vrši pritisak na Zemljinu površinu: prosječni atmosferski tlak na razini mora iznosi 1013,25 hPa, odnosno 760 mm Hg. Umjetnost. Tlak od 760 mm Hg. Umjetnost. izjednačeno s izvansustavnom jedinicom tlaka - 1 atmosfera (1 atm.). Prosječna temperatura zraka na Zemljinoj površini je 15°C, dok temperatura varira od oko 57°C u suptropskim pustinjama do 89°C na Antarktici.
Atmosfera nije ujednačena. Postoje sljedeći slojevi atmosfere: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera I egzosfera, koji se razlikuju u značajkama raspodjele temperature, gustoće zraka i nekih drugih parametara. Područja atmosfere koja zauzimaju međupoložaj između ovih slojeva nazivaju se redom tropopauza, stratopauza I mezopauza.
troposfera - donji sloj atmosfere s visinom od 8-10 km u polarnim širinama i do 16-18 km u tropima. Troposferu karakterizira pad temperature zraka s visinom – s udaljavanjem od Zemljine površine za svaki kilometar temperatura opada za oko 6°C. Gustoća zraka se brzo smanjuje. Oko 80% ukupne mase atmosfere koncentrirano je u troposferi.
Stratosfera nalaze se na visinama u prosjeku od 10-15 km do 50-55 km od površine Zemlje. Stratosferu karakterizira porast temperature s visinom. Porast temperature nastaje zbog apsorpcije kratkovalnog zračenja Sunca, prvenstveno UV (ultraljubičastih) zraka, od strane ozona u ovom sloju atmosfere. Istodobno, u donjem dijelu stratosfere, do razine od oko 20 km, temperatura se malo mijenja s visinom, a može čak i lagano pasti. Više, temperatura počinje rasti - u početku polako, ali od razine od 34-36 km mnogo brže. U gornjem dijelu stratosfere na visini od 50-55 km temperatura doseže 260-270 K.
Mezosfera- sloj atmosfere, koji se nalazi na visinama od 55-85 km. U mezosferi temperatura zraka opada s povećanjem nadmorske visine – od približno 270 K na donjoj granici do 200 K na gornjoj granici.
Termosfera prostire se na visinama od oko 85 km do 250 km od Zemljine površine i karakterizira ga brzi porast temperature zraka, dosežući 800-1200 K na visini od 250 km. meteori ovdje usporavaju i izgaraju. Dakle, termosfera obavlja funkciju zaštitnog sloja Zemlje.
Iznad troposfere je egzosfera,čija je gornja granica uvjetna i obilježena je visinom od oko 1000 km iznad Zemljine površine. Iz egzosfere se atmosferski plinovi raspršuju u svjetski prostor. Dakle, dolazi do postupnog prijelaza iz atmosfere u međuplanetarni prostor.
Atmosferski zrak u blizini Zemljine površine sastoji se od raznih plinova, uglavnom dušika (78,1% volumena) i kisika (20,9% volumena). U sastav zraka u malim količinama ulaze i sljedeći plinovi: argon, ugljikov dioksid, helij, ozon, radon, vodena para. Osim toga, zrak može sadržavati različite varijabilne komponente: dušikove okside, amonijak itd.
Osim plinova, zrak sadrži atmosferski aerosol, koji su vrlo fine čvrste i tekuće čestice lebdeće u zraku. Aerosol nastaje u procesu vitalne aktivnosti organizama, ljudske gospodarske aktivnosti, vulkanskih erupcija, dizanja prašine s površine planeta i iz kozmičke prašine koja ulazi u gornju atmosferu.
Sastav atmosferskog zraka do visine od oko 100 km općenito je konstantan tijekom vremena i homogen u različitim dijelovima Zemlje. Pritom sadržaj promjenjivih plinovitih komponenti i aerosola nije isti. Iznad 100-110 km dolazi do djelomičnog raspada molekula kisika, ugljičnog dioksida i vode. Na visini od oko 1000 km počinju prevladavati laki plinovi - helij i vodik, a još više se Zemljina atmosfera postupno pretvara u međuplanetarni plin.
vodena para važan je sastojak zraka. U atmosferu ulazi isparavanjem s površine, vode i vlažnog tla, kao i transpiracijom putem biljaka. Relativni sadržaj vodene pare u zraku varira u blizini zemljine površine od 2,6% u tropima do 0,2% u polarnim širinama. S udaljenošću od Zemljine površine količina vodene pare u atmosferskom zraku brzo opada, a već na visini od 1,5-2 km smanjuje se za polovinu. U troposferi, s padom temperature dolazi do kondenzacije vodene pare. Pri kondenzaciji vodene pare nastaju oblaci iz kojih padaju oborine u obliku kiše, snijega, tuče. Količina padalina koja padne na Zemlju jednaka je količini koja ispari s površine. Zemlje vode. Višak vodene pare iznad oceana zračne struje prenose na kontinente. Količina vodene pare koja se u atmosferi prenosi od oceana do kontinenata jednaka je volumenu riječnog toka koji se ulijeva u oceane.
Ozon 90% je koncentrirano u stratosferi, ostatak je u troposferi. Ozon apsorbira UV zračenje Sunca koje negativno djeluje na žive organizme. Područja s niskom razinom ozona u atmosferi nazivaju se ozonske rupe.
Najveće fluktuacije u debljini ozonskog omotača opažene su na visokim geografskim širinama, pa je vjerojatnost ozonskih rupa u područjima blizu polova veća nego na ekvatoru.
Ugljični dioksid ulazi u atmosferu u velikim količinama. Stalno se oslobađa kao rezultat disanja organizama, izgaranja, vulkanskih erupcija i drugih procesa koji se odvijaju na Zemlji. Međutim, sadržaj ugljičnog dioksida u zraku je nizak, budući da je većina otopljena u vodama hidrosfere. Ipak, primjećuje se da je u posljednjih 200 godina sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferi porastao za 35%. Razlog za tako značajan porast je aktivna gospodarska aktivnost čovjeka.
Glavni izvor topline za atmosferu je Zemljina površina. Atmosferski zrak dosta dobro propušta sunčeve zrake do zemljine površine. Sunčevo zračenje koje ulazi u Zemlju djelomično se apsorbira u atmosferi - uglavnom vodenom parom i ozonom, ali velika većina dospijeva do Zemljine površine.
Ukupno Sunčevo zračenje koje dopire do površine Zemlje djelomično se odbija od nje. Količina refleksije ovisi o refleksiji pojedinog područja zemljine površine, tzv albedo. Prosječni albedo Zemlje je oko 30%, dok je razlika između vrijednosti albeda od 7-9% za černozem do 90% za svježe napadali snijeg. Zagrijavanjem zemljina površina ispušta toplinske zrake u atmosferu i zagrijava svoje donje slojeve. Osim glavnog izvora toplinske energije atmosfere – topline zemljine površine; Toplina ulazi u atmosferu kao rezultat kondenzacije vodene pare, kao i apsorpcijom izravnog sunčevog zračenja.
Nejednako zagrijavanje atmosfere u različitim dijelovima Zemlje uzrokuje nejednaku raspodjelu tlaka, što dovodi do kretanja zračnih masa duž površine Zemlje. Zračne mase se kreću iz područja visokog tlaka u područja niskog tlaka. Ovo kretanje zračnih masa naziva se vjetar. Pod određenim uvjetima, brzina vjetra može biti vrlo velika, do 30 m/s ili više (više od 30 m/s - već Uragan).
Stanje donjeg sloja atmosfere na određenom mjestu i u određeno vrijeme naziva se vrijeme. Vrijeme karakteriziraju temperatura zraka, količina padalina, jačina i smjer vjetra, naoblaka, vlažnost zraka i atmosferski tlak. Vrijeme je određeno uvjetima atmosferske cirkulacije i geografskim položajem područja. Najstabilniji je u tropima, a najvarijabilniji u srednjim i visokim geografskim širinama. Priroda vremena, njegova sezonska dinamika ovise o tome klima na ovom teritoriju.
Pod, ispod, klima shvaćaju se kao najčešće ponavljane vremenske značajke za određeno područje koje traju dulje vrijeme. Riječ je o karakteristikama prosječnim tijekom 100 godina - temperatura, tlak, oborine itd. Pojam klime (od grčki, klima- nagib) nastao je u staroj Grčkoj. Već tada se shvatilo da vremenske prilike ovise o kutu pod kojim sunčeve zrake padaju na površinu Zemlje. Vodeći uvjet za uspostavljanje određene klime na određenom području je količina energije po jedinici površine. Ovisi o ukupnom sunčevom zračenju koje pada na površinu zemlje io albedu te površine. Tako se u području ekvatora i blizu polova temperatura tijekom godine malo mijenja, au suptropskim područjima i srednjim geografskim širinama godišnja amplituda temperature može doseći 65 °C. Glavni procesi koji stvaraju klimu su izmjena topline, izmjena vlage i atmosferska cirkulacija. Svi ti procesi imaju jedan izvor energije – Sunce.
Atmosfera je sine qua non za sve oblike života. Za život organizama najvažniji su sljedeći plinovi koji ulaze u sastav zraka: kisik, dušik, vodena para, ugljikov dioksid, ozon. Kisik je neophodan za disanje velike većine živih organizama. Dušik, koji neki mikroorganizmi asimiliraju iz zraka, neophodan je za mineralnu ishranu biljaka. Vodena para, koja se kondenzira i ispada kao oborina, izvor je vode na kopnu. Ugljični dioksid je početni materijal za proces fotosinteze. Ozon apsorbira jako UV zračenje štetno za organizam.
Pretpostavlja se da je moderna atmosfera sekundarnog podrijetla: nastala je nakon završetka formiranja planeta prije otprilike 4,5 milijardi godina od plinova koje oslobađaju čvrste ljuske Zemlje. Tijekom geološke povijesti Zemlje atmosfera je pod utjecajem različitih čimbenika doživjela značajne promjene u svom sastavu.
Razvoj atmosfere ovisi o geološkim i geokemijskim procesima koji se odvijaju na Zemlji. Nakon pojave života na našem planetu, dakle prije otprilike 3,5 milijarde godina, živi organizmi počeli su značajno utjecati na razvoj atmosfere. Značajan dio plinova - dušik, ugljični dioksid, vodena para - nastao je kao rezultat vulkanskih erupcija. Kisik se pojavio prije otprilike 2 milijarde godina kao rezultat aktivnosti fotosintetskih organizama koji su prvobitno nastali u površinskim vodama oceana.
Posljednjih godina vidljive su promjene u atmosferi povezane s aktivnom gospodarskom aktivnošću čovjeka. Tako je, prema promatranjima, tijekom posljednjih 200 godina došlo do značajnog povećanja koncentracije stakleničkih plinova: sadržaj ugljičnog dioksida porastao je za 1,35 puta, metana - za 2,5 puta. Sadržaj mnogih drugih promjenjivih komponenti u sastavu zraka znatno je porastao.
Stalne promjene u stanju atmosfere - povećanje koncentracije stakleničkih plinova, ozonske rupe, onečišćenje zraka - globalni su ekološki problem našeg vremena.
65. EKOLOŠKE FUNKCIJE LITOSFERE: RESURNSKE, GEODINAMIČKE, GEOFIZIČKE I GEOKEMIJSKE
Od davnina su ljudi naučili koristiti za svoje potrebe neke resurse litosfere i drugih ljuski Zemlje, što se odražava u nazivima povijesnih razdoblja u razvoju čovječanstva: "kameno doba", "brončano doba" , "Željezno doba". Danas se koristi više od 200 različitih vrsta resursa. Sve prirodne resurse treba jasno razlikovati od prirodnih uvjeta.
Prirodni resursi- to su tijela i sile prirode, koje se na određenom stupnju razvoja proizvodnih snaga i znanja mogu koristiti za zadovoljenje potreba ljudskog društva u obliku neposrednog sudjelovanja u materijalnoj djelatnosti.
Pod, ispod minerali odnosi se na mineralne formacije zemljine kore, koje se mogu učinkovito koristiti u ljudskoj gospodarskoj djelatnosti. Raspored minerala u zemljinoj kori podložan je geološkim zakonitostima. Resursi litosfere uključuju gorivo, rude i nemetalne minerale, kao i energiju unutarnje topline Zemlje. Dakle, litosfera obavlja jednu od najvažnijih funkcija za čovječanstvo - resurs - opskrbljujući osobu gotovo svim vrstama poznatih resursa.
Osim resursne funkcije, litosfera obavlja i drugu važnu funkciju - geodinamičku. Na Zemlji se kontinuirano odvijaju geološki procesi. Svi geološki procesi temelje se na različitim izvorima energije. Izvor unutarnjih procesa je toplina koja nastaje tijekom radioaktivnog raspada i gravitacijske diferencijacije tvari unutar Zemlje.
Razni tektonski pokreti zemljine kore povezani su s unutarnjim procesima, stvarajući glavne oblike reljefa - planine i ravnice, magmatizam, potrese. Tektonski pokreti očituju se u sporim vertikalnim oscilacijama zemljine kore, u stvaranju nabora stijena i tektonskih rasjeda. Vanjski izgled zemljine površine neprestano se mijenja pod utjecajem litosferskih i unutarzemaljskih procesa. Svojim očima možemo vidjeti samo neke od tih procesa. To posebno uključuje takve prijeteće pojave kao što su potresi i vulkanizam uzrokovane seizmičkom aktivnošću unutarzemaljskih procesa.
Raznolikost kemijskog sastava i fizikalno-kemijskih svojstava zemljine kore sljedeća je funkcija litosfere - geofizička i geokemijska. Prema geološkim i geokemijskim podacima, prosječni kemijski sastav stijena zemljine kore izračunat je do dubine od 16 km: kisik - 47%, silicij - 27,5%, aluminij - 8,6%, željezo - 5%, kalcij, natrij , magnezij i kalij - 10,5%, svi ostali elementi čine oko 1,5%, uključujući titan - 0,6%, ugljik - 0,1%, bakar -0,01%, olovo - 0,0016%, zlato - 0,0000005%. Očito je da prvih osam elemenata čini gotovo 99% zemljine kore. Ispunjavanje litosfere ove funkcije, koja nije manje važna od prethodnih, dovodi do najučinkovitijeg ekonomskog korištenja gotovo svih slojeva litosfere. Konkretno, najvrjedniji po svom sastavu i fizikalno-kemijskim svojstvima je gornji tanki sloj zemljine kore, koji ima prirodnu plodnost i naziva se tlo.
65. EKOLOŠKE FUNKCIJE LITOSFERE: RESURNSKE, GEODINAMIČKE, GEOFIZIČKE I GEOKEMIJSKE
Od davnina su ljudi naučili koristiti za svoje potrebe neke resurse litosfere i drugih ljuski Zemlje, što se odražava u nazivima povijesnih razdoblja u razvoju čovječanstva: "kameno doba", "brončano doba" , "Željezno doba". Danas se koristi više od 200 različitih vrsta resursa. Sve prirodne resurse treba jasno razlikovati od prirodnih uvjeta.
Prirodni resursi- to su tijela i sile prirode, koje se na određenom stupnju razvoja proizvodnih snaga i znanja mogu koristiti za zadovoljenje potreba ljudskog društva u obliku neposrednog sudjelovanja u materijalnoj djelatnosti.
Pod, ispod minerali odnosi se na mineralne formacije zemljine kore, koje se mogu učinkovito koristiti u ljudskoj gospodarskoj djelatnosti. Raspored minerala u zemljinoj kori podložan je geološkim zakonitostima. Resursi litosfere uključuju gorivo, rude i nemetalne minerale, kao i energiju unutarnje topline Zemlje. Dakle, litosfera obavlja jednu od najvažnijih funkcija za čovječanstvo - resurs - opskrbljujući osobu gotovo svim vrstama poznatih resursa.
Osim resursne funkcije, litosfera obavlja i drugu važnu funkciju - geodinamičku. Na Zemlji se kontinuirano odvijaju geološki procesi. Svi geološki procesi temelje se na različitim izvorima energije. Izvor unutarnjih procesa je toplina koja nastaje tijekom radioaktivnog raspada i gravitacijske diferencijacije tvari unutar Zemlje.
Razni tektonski pokreti zemljine kore povezani su s unutarnjim procesima, stvarajući glavne oblike reljefa - planine i ravnice, magmatizam, potrese. Tektonski pokreti očituju se u sporim vertikalnim oscilacijama zemljine kore, u stvaranju nabora stijena i tektonskih rasjeda. Vanjski izgled zemljine površine neprestano se mijenja pod utjecajem litosferskih i unutarzemaljskih procesa. Svojim očima možemo vidjeti samo neke od tih procesa. To posebno uključuje takve prijeteće pojave kao što su potresi i vulkanizam uzrokovane seizmičkom aktivnošću unutarzemaljskih procesa.
Raznolikost kemijskog sastava i fizikalno-kemijskih svojstava zemljine kore sljedeća je funkcija litosfere - geofizička i geokemijska. Prema geološkim i geokemijskim podacima, prosječni kemijski sastav stijena zemljine kore izračunat je do dubine od 16 km: kisik - 47%, silicij - 27,5%, aluminij - 8,6%, željezo - 5%, kalcij, natrij , magnezij i kalij - 10,5%, svi ostali elementi čine oko 1,5%, uključujući titan - 0,6%, ugljik - 0,1%, bakar -0,01%, olovo - 0,0016%, zlato - 0,0000005%. Očito je da prvih osam elemenata čini gotovo 99% zemljine kore. Ispunjavanje litosfere ove funkcije, koja nije manje važna od prethodnih, dovodi do najučinkovitijeg ekonomskog korištenja gotovo svih slojeva litosfere. Konkretno, najvrjedniji po svom sastavu i fizikalno-kemijskim svojstvima je gornji tanki sloj zemljine kore, koji ima prirodnu plodnost i naziva se tlo.
