A litoszféra ásványkincsei. Ásványvízellátás a volt Szovjetunió területén
Környezetgeológia
2. téma.Ökológiai funkciók
litoszféra (1. rész)
A litoszféra erőforrásökológiai funkciója és átalakulása a technogenezis hatására
1. részERŐFORRÁS ÖKOLÓGIAI FUNKCIÓ
LITOSZFÉRA ÉS ÁTALAKULÁSA ALATT
A TECHNOGENÉZIS HATÁSA
A litoszféra erőforrásökológiai funkciójának meghatározása, jelentése és szerkezete
A litoszféra erőforrásökológiai funkcióján értjük, hogyanmár
Látható
korábban,
szerep
ásványi,
organikus,
a litoszféra szerves ásványi erőforrásai, valamint geológiai
a bióta életének és tevékenységének terei mind minőségben
biocenosis, valamint az emberi közösség, mint társadalmi
szerkezetek.
A vizsgálat tárgya ezzel a megközelítéssel a kompozíció jellemzői és
a litoszféra struktúrái minden befolyásoló összetevőivel együtt
a bióta létezésének lehetősége és minősége, a tárgy pedig a tudás
a litoszféra nyersanyagpotenciálja, terének alkalmassága
a bióta (beleértve az embert mint biológiai fajt) tartózkodási helye és
az emberiség mint társadalmi struktúra fejlődése.
A litoszféra erőforrás-ökológiai funkciója átveszi a vezető szerepet,
helyzete a geodinamikai, geokémiai és
geofizikai függvények. Nem csak a kényelmet határozza meg
„élő biótát”, hanem magát a létezésének lehetőségét és
fejlesztés.
A biota életéhez szükséges litoszféra erőforrások
A biota életéhez szükséges litoszféra erőforrásokbeleértve
személy
Hogyan
biológiai
Kilátás,
négy komponens képviseli:
elemeket tartalmazó kőzetek
biofil sorozat - oldható elemek, létfontosságú
az élőlények számára szükséges és biogénnek nevezik
elemek;
kudyuritok - a kudyurok ásványi anyaga,
állatok ásványi tápláléka - litofágok;
asztali só;
felszín alatti vizek.
A litoszféra biofil elemei
A bióta által igényelt elemek és vegyületeik nagy mennyiségbena mennyiségeket makrobiogénnek nevezzük (szén, oxigén,
nitrogén, hidrogén, kalcium, foszfor, kén), és kis mennyiségben -
mikrobiogén.
A növények esetében ezek a Fe, Mg, Cu, Zn, B, Si, Mo, CI, V, Ca, amelyek
ellátják a fotoszintézis, a nitrogén anyagcsere és a
anyagcsere funkció.
Állatok esetében mindkét felsorolt elem kötelező (kivéve
bór), továbbá szelén, króm, nikkel, fluor, jód és
ón.
A kis mennyiségek ellenére mindezekre az elemekre szükség van
Mert
létfontosságú tevékenység
biorendszerek,
Mert
végrehajtás
az élő anyag biogeokémiai funkciói
A fehérjék, zsírok és szénhidrátok átlagos kémiai összetétele, %
Növények és emberek átlagos kémiai összetétele, szárazanyag %
Ásványi biogén komplexek-kuduritok
Litofág, vagy kőevő („lithos” – kő, „phagos” –felfaló), régóta ismert. Az állatvilágban ez a jelenség így van
ugyanaz, mint a hagyományos ételek.
A természetben található élelmiszerek és gyógyászati sók mellett nagy
alumínium-szilikát és szilikát ásványok csoportja, amelyek táplálkoznak
madarak, állatok és emberek.
-A dombok lejtőin. Szumátra hajtogatott zeolitozott és
3,5 × 7,5 m méretű tufákat, barlangokat írnak le, amelyeket „kikapartak”
elefántok, fehér habkő kinyerése (a tufa mállásának terméke,
gazdagodott
ásványok
Val vel
magas
szorpció
És
ioncserélő tulajdonságok). Ezekkel az elefánt ásatásokkal
Más állatokat is használtak - orangutánokat, gibbonokat, szarvast és még
fehérjék.
– Afrika sok területén egész iparágak vannak
ásványi ételek elkészítése. Így Anfoeda településen (Ghána)
kétezer munkás agyagot von ki és süteményt készít belőle
eladó, és Uzalla (Nigéria) falusiak minden évben megeszik
400-500 tonna „ehető” agyag.
–Aktív tektonikai töréseken belül, olaj- és gázcsapágyakon ill
széntartalmú területek, ahol viszonylag
intenzív CO2 kiáramlás a felszín alatti, növényzetből jelentősen
különbözik a zonálistól. Ő inkább "buja" és inkább "déli".
A litofagia természete
A litofágia a vadon élő állatok természetes szükségletea szervezet sóösszetételének kiegyensúlyozása, különösen a
szezonális táplálékváltozások időszakai.
A litofágia a litoterápián alapul, amelynek célja
a szervezet sóháztartásának szabályozása. Menüként
az állatok olyan ásványi keverékeket választanak, amelyek rendelkeznek
magas ioncserélő és szorpciós tulajdonságok.
Ez utóbbiak a szóból kapták a kudyurites nevet Altájban
"kudur" - szolonyec talaj, szoloncsak, szolonyec, amely
ősidők óta használták az ősi pásztorok - altájok, mongolok,
mandzhurok stb.
Az elmúlt években a kuduritokat elkezdték használni
adalékanyagok az állateledelben, ami elengedhetetlen
fokozta növekedésüket és javította fizikai állapotukat.
Só
Az asztali só tipikus ásványi képződmény,a bióta és mindenekelőtt az ember fogyasztja. Felé
mindegyik litofág.
A Föld lakói személyenként 8-10 kg mennyiségben fogyasztanak belőle évente.
Erőforrás szempontjából ez az ásványképződmény az
kivétel az általános szabály alól, mivel bizonyos mértékig
a megújuló erőforrások kategóriájába tartozik. Asztali só
vagy sóoldatból nyerik a sólerakódási zónában, vagy gyűjtik össze
olyan helyeken, ahol a sós tengervíz természetesen elpárolog. Viszlát
a konyhasó természetes tartalékai erőforrás szempontjából különlegesek
ne keltsen riadalmat.
Emlékeztetni kell arra, hogy ez az ásványi erőforrás szükséges az emberek számára
mint biológiai faj. Az asztali só egyeseket aktivál
enzimeket, fenntartja a sav-bázis egyensúlyt, azt
szükséges a gyomornedv termeléséhez. Hiány vagy hiány
só a szervezetben különféle rendellenességekhez vezet: csökkent
vérnyomás, izomgörcsök, fokozott pulzusszám
és egyéb negatív következmények.
Meg kell jegyezni, hogy a gyakorlatilag korlátlan tartalékok ellenére
konyhasó, a 80-as évek végén a lakosság igénye rá
Észak-Eurázsia csak 90%-ban volt elégedett. Ugyanaz a helyzet
a mai napig fennmaradt.
A felszín alatti víz, mint a bióta életéhez szükséges litoszféra erőforrás
Ezekből a pozíciókból az édesvíz ökológiai jelentőségea talajvíz nem igényel különösebb magyarázatot.
V. I. Vernadsky megmutatta, hogy az élő anyag során
csak 1 millió év telik át ilyen mennyiségen
víz, amely térfogatában és mennyiségében megegyezik a Világgal
óceán.
Föld alatt
víz,
alkalmas
Mert
ivás
vízellátás, az összes édesvíz 14%-át teszik ki
bolygók. Azonban lényegesen jobbak
a felszíni vizek minősége és azokkal ellentétben
sokkal jobban védettek a szennyeződéstől, tartalmazzák
a szervezet számára szükséges mikro- és makroelemek
emberek, nem igényelnek drága tisztítást. Pontosan
ez határozza meg jelentőségüket, mint a legfontosabbakat
ivóvízellátás forrása, pl. rendelkezés
víz az ember számára, mint biológiai faj.
Talajvíz elérhetősége
Jelenleg az Orosz Föderáció városainak több mint 60% -a rendelkezikközpontosított vízellátási források. Az erőforrások tekintetében
A talajvíz felhasználása jelentősen elmarad a potenciálistól
lehetőségeket, és körülbelül 5%-a (vízellátás) a potenciális erőforrásoknak, becslések szerint 230 km3/év. A becslések azonban készültek
csak Oroszország egészére érvényesek, és jelentősen változnak
átmenet az egyes régiókra.
Az ivóvízhiányt elvileg három fő tényező okozza:
tényezők:
–természetes okok miatti elegendő talajvízkészlet hiánya (permafrost zóna, széles körben elterjedt viszonylag
vízmentes rétegek - Karélia, Murmanszk, Kirov és Asztrahán régiók);
– a fő víztartó rétegek intenzív kiaknázása és kimerítése
(Közép-Urál, nagy városi agglomerációk területei);
– használt víztartó rétegek technogén szennyezése
ivóvízellátás.
Példák talajvízhiányra
Az ilyen katasztrofális technogén hatások leglenyűgözőbb példája a Krím-síkság artézi medence. A talajvíz intenzív kiaknázása öntözésre, valamintaz észak-krími csatorna megépítése és üzembe helyezése az édes talajvíz szikesedéséhez vezetett. 30 felett
A víztartó rétegek éves kiaknázása során mintegy 10 km3 édesvíz vált sóssá.
Ennek következtében a talajvíz háztartási és ivóvízellátásra történő felhasználásának ellehetetlenülése
szennyezés figyelhető meg a szilárdhulladék-tároló területeken. Például a szemétlerakó területén
Szilárd hulladék Shcherbinkából, Moszkva régióból, szennyezett talajvíz, amely több komponens esetében meghaladja a megengedett legnagyobb koncentrációt
100-130-szor hatoltak be a Podolszk-Myachkovsky széntelepek vízadójába. Ennek eredményeként
ezt a horizont vizeiben a kloridtartalom 3-7-szeresére, a szulfátok több mint duplájára nőtt.
króm és kadmium jelenléte.
A szilárd ásványlelőhelyek kialakulása az üzemi készletek kimerüléséhez vezet
felszín alatti víz, amely nemcsak a szivattyúzott víz kiválasztásához kapcsolódik a kiépített mezőn, hanem
meglévő talajvízbevételek meghibásodásával. A legnagyobb tölcsér-depressziók
olyan esetekben alakulnak ki, ahol a víztartó rétegek
regionális eloszlás. Így a vízcsökkentő rendszer hosszú távú (1956 óta) működése kb
A KMA lelőhelyek a Lebedinsky kőbánya és a róla elnevezett bánya körüli mélyedési kráterek bezárásához vezettek.
Gubkina. A kréta vízadó szintjei 20-25 m-rel csökkentek, aminek köszönhetően az építkezés
A következő Stoilensky kőbányát az első szakaszban gyakorlatilag kiszáradt kőzetekben hajtották végre. BAN BEN
Jelenleg a bányaterület felszín alatti vízjárása a felső kréta horizont mentén egy körön belül megszakadt.
40 km-re, a prekambrium szerint pedig 80 km-es körzetben, ami gazdaságosan kivitelezhetetlenné teszi a használatát.
talajvíz ezen a területen a lakosság vízellátása érdekében.
Az ásványkincsek, szerkezetük és az emberi társadalom
Az ásványkincseket a felszín alatt azonosítottak összessége képviselikülönféle ásványok felhalmozódásai (lerakódásai), melyekben
kémiai elemek és az általuk képzett ásványok éles
megnövekedett koncentráció a clarke-tartalomhoz képest
a földkéreg, ami lehetővé teszi
ipari
használat.
Minden természeti erőforrás természetes testeket és anyagokat (vagy azok
teljesség), valamint az energiafajták, amelyek egy adott fejlődési szakaszban vannak
termelőerőket alkalmaznak vagy technikailag felhasználhatók
Mert
hatékony
elégedettség
különféle
igények
emberi társadalom.
Az ásványkincsek szerkezetét felhasználásuk rendeltetése határozza meg.
Az ásványkincseknek öt fő kategóriája van:
– üzemanyag és energia (olaj, kondenzátum, éghető gáz, kemény- és barnaszén, urán,
bitumenes pala, tőzeg stb.),
– vas- és ötvözőfémek (vas-, mangán-, króm-, titán-, vanádium-, volfrám- és
molibdén),
– színesfémek (réz-, kobalt-, ólom-, cink-, ón-, alumínium-, antimon- és higanyérc),
– nemfémes ásványok (különféle ásványi sók (foszfát,
kálium, nátrium), építőipari (zúzott kő, gránit és homok) és egyéb anyagok (natív
kén, fluorit, kaolin, barit, grafit, azbeszt-krizotil, magnezit, tűzi agyag)),
- A talajvíz.
A litoszféra természeti erőforrásainak felhasználásának sematikus diagramja a gömbben
Az ásványkincsek szerepe és helye a modern társadalom anyagi bázisának fejlesztésének társadalmi-gazdasági és környezeti kérdéseiben
Az ásványkincsek szerepe és helye a társadalmi-gazdasági és környezetfejlesztési kérdésekbena modern társadalom anyagi bázisa
A litoszféra felső horizontjának ásványkincs-készleteiről
Az üzemanyag- és energiaforrás-ellátás megítélésének elemzése azt mutatja, hogy a leginkábbAz olaj szűkös tüzelőanyag, bizonyított készletei különböző források szerint elegendőek.
források, 25-48 évre. Aztán 35-64 év múlva kimerülnek az éghető gáz és az urán készletei. Jobb
A szén esetében ez a helyzet, készletei a világban nagyok, az ellátási élettartama 218-330 év.
Figyelembe kell venni, hogy a folyékony energiahordozók globális kínálata az
jelentős készletek a termelési olaj- és gázlelőhelyekhez kapcsolódnak a világpolcon
óceán. Oroszország kilátásai a sarkvidéki tengerek talapzatának fejlődéséhez kapcsolódnak, ahol a becslések szerint
A szakértők több mint 100 milliárd tonna szénhidrogént tartalmaznak olajegyenértékben.
A vastartalmú és ötvözőfémek közül a titánércek a legalacsonyabb készlettel rendelkeznek (65
év) és volfrám (különböző források szerint 10-től 84 évig).
A színesfémek globális kínálata általában lényegesen alacsonyabb, mint a vas- és
ötvöző. A kobalt-, ólom-, cink-, ón-, antimon- és higanytartalékok 10-35 évre elegendőek.
Oroszország réz-, nikkel- és ólomkészlete 58-89%, az antimon pedig csak 17-18%.
a világátlagtól. Ennek fényében az alumínium tartalékok kivételek: modernnel
fogyasztási és termelési szintje, tartalékai további 350 évre kitartanak.
A nemfémes ásványok globális erőforrás-ellátása átlagok
50-100 év felett. A legszegényebb a krizotil-azbeszt (a világ kínálata 54
év) és fluorit (világszerte 42 év).
Az emberi társadalom ásványkincsekkel való ellátása a világban
Friss talajvízkivétel Oroszország fő gazdasági régiói szerint km3/év-ben 1992. január 1-től.
1 – teljes mennyiség;2 – háztartási és ivóvíz
vízellátás;
3 – bánya és kőbánya
vízelvezetés;
4 – vízleeresztés nélkül
használat (veszteség
víz at
szállítás, lerakás
kutakból származó víz,
önkibocsátás a kutakból,
vízelvezető kiömlőnyílás
víz);
5 – műszaki
vízellátás;
6 – földöntözés és
legelők öntözése
A talajvíz, mint a litoszféra erőforrása
A felszín alatti vízkészletek rendelkezésre állása Oroszország egészében meglehetősen magas. KövetkeztébenKülönösen fontos, hogy vegyük részletesebben az édesvízellátást,
ásvány-, termál- és ipari vizek.
Friss talajvíz. A GOST 2874-82 szerint ezek közé tartozik a talajvíz
legfeljebb 1 g/dm3 (egyes esetekben – 1,5 g/dm3) száraz maradékanyaggal.
A felszín alatti vízkészletek rendelkezésre állásának kiszámításakor nem igényelt
50 éven belül felhasználható felszín alatti vízkészletek. Így ha azt feltételezzük
az elkövetkező 50 évben a talajvíz teljes kivonása megduplázódik és eléri
hozzávetőlegesen 35-40 km3/év, akkor feltételezhetjük, hogy a teljes működési erőforrás
Oroszországban a talajvíz mennyisége mintegy 230 km3/év, a szelekció eredményeként
a nem megújuló készletek megközelítőleg 15-20 km3/évvel csökkennek.
Kétségtelen, hogy a friss talajvíz nagy részét ivásra fordítják
vízellátás. Az édes talajvíz bizonyos részét azonban műszaki célokra fordítják
szükségletek, a szántók öntözése és a legelők öntözése.
Ásványvízellátás a volt Szovjetunió területén
Termálvizek
A termálvizek közé tartoznak azok a felszín alatti vizek, amelyekre korlátozódiktermészetes geotermikus energia tározókat és bemutatott
természetes hőhordozók (víz, gőz és gőz-víz keverékek).
Gyakorlati használatra termálvizek
több osztályra oszthatók:
– alacsony potenciál (20-100°C fűtési hőmérséklet mellett)
fűtési igény,
– közepes potenciál – hőellátáshoz,
– nagy potenciál (alkalmasabb villamosenergia-termelésre.
használt
Mert
A magasabb hőmérsékletű (150-350°C) termálvizek miatt
kezelésük során felmerülő technikai nehézségek még nem találták meg alkalmazásukat.
Oroszország termálvízkészlete igen magas. A tábornoktól
hőforrások által kibocsátott mély hő mennyisége
légkörben, 86% esik a Kuril-Kamcsatka régióra, körülbelül 7% -ra
a Bajkál-hasadék területe, és csak 8% - az összes többi mobil területre
kontinentális kéreg.
A geotermikus erőforrások fejlesztésének környezeti vonatkozásaihoz kapcsolódnak
a felületi rétegek termikus és kémiai szennyeződésének valószínűsége
litoszféra, mivel a termálvizek a magas hőmérséklet mellett,
fokozott mineralizáció is jellemzi. Ennek elkerülése érdekében
szennyezés, a víztartó rétegek kiaknázására szolgáló technológiát fejlesztettek ki
használt termálvizek visszafecskendezésével.
Ipari vizek
Az ipari vizek közé tartoznak a mély (15 000-3 000 m) víztartó rétegekből származó erősen mineralizált talajvizek. Tőlük olyan elemek, mint plnátrium, klór, bór, jód, bróm, lítium vagy ezek vegyületei (például konyhasó).
Érdeklődés a mély víztartó vizek ipari felhasználása iránt, mint
az ásványi nyersanyagokat a különféle ritka elemek iránti növekvő igény határozza meg
gazdasági tevékenységi ágazatok és a hagyományos érc nyersanyagok kimerülése. A világban
ipari vizekből nyerik ki a teljes brómtermelés 90%-a, jód 85%-a, asztali víz 30%-a
só, nátrium-szulfid, lítium, 25% magnézium, bróm stb.
Oroszország felszín alatti ipari vízkészlete meglehetősen magas. Olyanok, mint
Általában a nagy artézi medencék mélyebb részeire korlátozódnak, stb.
jód és bróm szempontjából ígéretes területek a kelet-európai, nyugat-szibériai és
Szibériai platform régiók.
Az ipari vízfejlesztés környezeti vonatkozásai az ártalmatlanítás problémájához kapcsolódnak
szennyvíz, valamint a befogadó kőzetek és a nappali felszín szennyeződésének valószínűsége
kitermelésük és feldolgozásuk folyamata.
Földtani térforrások meghatározása és szerkezete
A geológiai tér erőforrása alatt ezt értjüktelepüléshez szükséges földtani tér és
a bióta létezése, beleértve az életet és a tevékenységet
személy.
A litoszféra ökológiai funkcióinak általános taxonómiájában a szerkezet
a geológiai tér erőforrásai közé tartozik: a bióta élőhelye,
emberi letelepedés helye, föld feletti és földalatti befogadója
építmények, hulladéklerakó és tárolóhelyek, beleértve
erősen mérgező és radioaktív.
A geológiai tér erőforrásainak strukturálásának más megközelítése
olyan megközelítésen alapul, amely lehetővé teszi számunkra, hogy a litoszférát úgy tekintsük
a növényvilág különböző képviselőinek élőhelyei és települései és
fauna, beleértve az embert mint biológiai fajt, és mint
az emberiség, mint társadalmi tér aktívan fejleszti
szerkezet.
A geológiai térforrások általános szerkezete
A geológiai tér erőforrásai és az emberiség mérnöki és gazdasági tevékenységének bővülése
Ha a litoszférát mérnöki és gazdasági környezetnek tekintjükemberi tevékenység, az erőforrások értékelésének két módja világosan megkülönböztethető
földtani tér: a „területi” felszíni erőforrás felmérése
litoszféra tér és a földalatti geológiai erőforrás felmérése
teret ad a különféle fejlesztéseknek. Minden esetben előfordulhat
számos értékelési lehetőség a különböző típusú mérnöki tevékenységekkel kapcsolatban.
Ezek közül az első az, hogy a geológiai tér „területi” erőforrásai már lettek
hatalmas hiány. Jelenleg az emberiség mintegy 56%-át sajátította el
földfelszínt, és ez a folyamat tovább fokozódik. És ha
Számos nagy földkészlettel rendelkező ország esetében az elhelyezés problémája
az ipari, mezőgazdasági és lakossági létesítmények még nem váltak kiélessé
releváns, akkor a nagy lakosságú kis államok számára
népesség, a társadalmi élet legfontosabb környezeti tényezőjévé vált
fejlesztés.
A legszembetűnőbb példa Japán, amely kénytelen volt alkalmazkodni
ipari létesítmények és rekreációs területek töltik fel a tenger part menti részeit
vízterületeken, és ömlesztett talajokon építkezni.
Geológiai térerőforrások és urbanizáció
Különösen akut, még az általános területi szempontból viszonylag virágzó országokban isaz országok biztonsága, az urbanizált területeken helyhiány van. Hogyan
Ez általában a fővárosokra és a nagy ipari központokra vonatkozik.
Az urbanizáció üteméről a következő számok beszélnek beszédesen: a XIX. a világ városaiban
29,3 millió ember élt (a világ népességének 3%-a), 1900-ra - 224,4 millió (13,6%), 1950-re - 729 millió
(28,8%), 1980-ra - 1821 millió (41,1%), 1990-re - 2261 millió (41%).
Az Orosz Föderáció városi lakossága 1990 elejére körülbelül 74% volt.
A városi lakosság aránya Európában több mint 73%, Ázsiában - 31, Afrikában - 32, Észak
Amerika – 75, Latin-Amerika – 72, Ausztrália és Óceánia – 71%.
Összesen mintegy 220 milliomos város van a világon (több mint 1 millió lakos), amelyek közül a legnagyobb
ebből - Mexikóváros (9,8 millió). Nagy-Londonban 6,8 millió ember él
A több mint 1800 km2-es területtel mintegy 9 millió ember él Moszkvában 1000 km2-es területen.
Ilyen népsűrűség mellett sajátos erőforráskép jön létre, amelyben
A komplex mérnöki, geológiai és környezeti adottságokkal rendelkező területek (egykori hulladéklerakók, salak- és hamulerakók stb. területei) kezdenek fejlesztésre alkalmasnak lenni.
A geológiai tér erőforrásai és komplex civil és ipari objektumok
A geológiai tér erőforrásai a legösszetettebbek elhelyezéséheza talajra nagy nyomást kifejtő műtárgyak (0,5 MPa
és még sok más, különösen olyan objektumok, mint a hőerőművek (TPP),
kohászati üzemek, televízió tornyok, felhőkarcolók, meghatározott
kedvező mérnöki és geológiai adottságok jelenléte a területen
tervezett építkezés. Ezek a szerkezetek sajátosságuk miatt, mint
Általában jól fejlett területeken találhatók, gyakran belül
városban vagy annak közvetlen közelében. Ez különleges
stabilitásukra és biztonságukra vonatkozó követelmények nemcsak a mérnöki, hanem a
környezeti pozíciók.
A fő erőforrás (valamint geokémiai környezeti) probléma,
hőerőművekkel kapcsolatos - hamutárolók elhelyezése, ami közel áll a problémához
bányászati, feldolgozó és bányászati hulladékok ártalmatlanítása
alább tárgyalt iparág.
A fő korlátozások az atomerőművek helyszínének kiválasztásakor
erőművek (Atomerőmű):
– magas szeizmicitás (több mint 8 pont az MSK-64 skálán);
– vastag (45 m-nél nagyobb) süllyedésrétegek jelenléte, vízoldható ill
cseppfolyósító talajok;
– aktív törések, karszt és egyéb potenciálisan veszélyes helyek jelenléte
exogén geológiai folyamatok;
–magas talajvízszint (3 m-nél kisebb);
– jól szűrő talajok és alacsony szorpciós talajok jelenléte
10 m-nél nagyobb kapacitással.
Az atomerőművek legfőbb környezeti veszélye a lehetőség
nagy területek radioaktív szennyezése vészhelyzetekben.
Ezek a területek százak, sőt ezrek számára kiesnek a használatból
évek.
A geológiai tér és a vízépítés erőforrásai
Kifejezett sajátosság a szempontbólszükséges
forrás
geológiai
hely
van
hidraulikus
Építkezés. Először az űrforrás
a sort a vízfolyások jelenléte határozza meg és
kedvező mérnöki és geológiai adottságokkal rendelkező területek.
Nagy vízépítési építmény be
jelentős
legkevésbé
kimerült
forrás
alkalmas földtani tér
ezek a célok még Oroszországban is gazdag vízben és
területi erőforrások.
Számos nagy folyó áramlása hazánkban
szabályozott
Az egykori Szovjetunió egyes nagy tározóihoz elköltözött árterületek és épületek száma
A bányavidékek földtani terének erőforrásai
A bányavidékek földtani terének erőforrásaiA fejlesztési területeken akut probléma a geológiai térhiány
bányászat és bányaipar.
A természetföldtani elidegenedéssel kapcsolatban a legterjedelmesebb
tér szénipari vállalkozások: termelés 1 millió tonna
az üzemanyag átlagosan mintegy 8 hektárnyi terület elidegenítésével jár együtt.
A bányászati területeken a terület jelentős megsértése
erőforrás a földfelszín föld alatti süllyedése miatt következik be
működik. A moszkvai szénmedencében a süllyedés mértéke eléri a 3-at
m km2-es területen, Donbassban – 7 m 20 km2-nél nagyobb területen. Csapadék lehet
20 évig folytatódik, és néha kudarcot vallanak.
A területek erőforráspotenciáljában jelentős károkat okoznak a változások
határvízsüllyedés következtében kialakuló hidrogeológiai viszonyok, bányászat
és a kőbánya vízelvezetése. Nagy depressziós kráterek kialakulása
300 km2-ig terjedő területtel nemcsak az elfogadott rendszert sérthetik
a terület vízellátását és a földfelszín süllyedését, hanem azt is
karszt-, szuffúziós és tönkremeneteli folyamatok aktiválódását idézik elő.
A geológiai tér erőforrásai és az emberi társadalomból származó hulladékok elhelyezése
Az emberi tevékenységből származó hulladékok sokfélesége óriásiterület. Csak Oroszországban összterületük (1997) több mint 500 ezer hektár, ill
a hulladék környezetre gyakorolt negatív hatása a területen 10 alkalommal jelentkezik
meghaladja a meghatározott területet.
A legtöbb hulladék aktívan kölcsönhatásba lép a környezettel (litoszféra,
légkör, hidroszféra és bioszféra). Az "agresszív" (aktív) időtartama
a hulladék megléte annak összetételétől függ. A raktározás során minden hulladék átmegy
mind belső fizikai, mind kémiai folyamatok által okozott változások és
külső körülmények hatása. Ennek eredményeként a hulladéktároló és -lerakó helyek
új, környezetre veszélyes anyagok képződhetnek, amelyek behatolva a
A litoszféra komoly veszélyt jelent majd a biótára.
A városok a legnagyobb hulladéktermelők. A statisztikák azt mutatják, hogy in
a modern technológia feltételei a gazdasági fejlettség magasabb szintjén
A határain belüli országban egy főre jutva nagyobb mennyiségű hulladék keletkezik.
A hulladék felhalmozódásának átlagos aránya a fejlett országokban 150-170 (Lengyelország) és
700-1100 kg/fő. évente (USA). Moszkvában évente 2,5 millió tonna szilárd háztartási hulladék keletkezik
hulladék (MSW), és az egy főre jutó szilárd hulladék átlagos évi „termelési” aránya eléri
körülbelül 1 m3 térfogatú és 200 kg tömegű (nagyvárosok esetén az ajánlott szabvány
1,07 m3/fő évben).
A hulladék eredet szerinti osztályozása
A szilárd hulladéklerakók negatív hatásának sugara
A szilárd hulladéklerakók hatásának fő szempontjai a környezeti és az emberi összetevők
A bányászatból és bányászatból származó hulladék tárolására szolgáló hulladéklerakók negatív hatásának sugara
A hulladéklerakók negatív hatásának sugarabányászatból és feldolgozóiparból származó hulladék tárolása
Még az ókorban is megtanulták az emberek ezeket az erőforrásokat szükségleteik kielégítésére használni, ami az emberi fejlődés történelmi időszakainak elnevezésében fejeződött ki: „kőkorszak”, „bronzkor”, „vaskor”. Napjainkban több mint 200 különböző típusú ásványkincset használnak fel. A.E. Fersman akadémikus (1883–1945) képletes megnyilvánulása szerint most Mengyelejev teljes periódusos rendszere az emberiség lábai elé van rakva.
Az ásványok a földkéreg olyan ásványi képződményei, amelyek a gazdaságban hatékonyan hasznosíthatók, az ásványok felhalmozódása lerakódásokat, nagy elterjedési területeken pedig medencéket képez.
Az ásványok földkéregben való eloszlása geológiai (tektonikai) törvények függvénye (7.4. táblázat).
A tüzelőanyag-ásványok üledékes eredetűek, és általában az ősi platformok fedelét, valamint azok belső és szélső vályúit kísérik. Tehát a „medence” név egészen pontosan tükrözi eredetüket – „tengeri medence”.
Több mint 3,6 ezren ismertek a földkerekségen. szén medencék és lerakódások, amelyek együttesen a Föld szárazföldi területének 15%-át foglalják el. A szénkészletek nagy része Ázsiában, Észak-Amerikában és Európában található, és Kína, az USA, Oroszország, India és Németország tíz legnagyobb medencéjében összpontosul.
Olaj és gáz csapágy Több mint 600 medencét tártak fel, 450-et fejlesztenek ki. Az olajmezők teljes száma eléri a 35 ezret. A fő készletek az északi féltekén találhatók, és a mezozoikum lelőhelyei. E készletek nagy része Szaúd-Arábia, az USA, Oroszország és Irán néhány legnagyobb medencéjében is koncentrálódik.
Érc az ásványok általában az ősi emelvények alapjaira (pajzsaira), valamint a gyűrött területekre korlátozódnak. Az ilyen területeken gyakran hatalmas érces (metallogén) öveket alkotnak, amelyek eredetüknél fogva a földkéreg mély töréseivel társulnak. A geotermikus energiaforrások különösen nagyok a fokozott szeizmikus és vulkáni aktivitású országokban és területeken (Izland, Olaszország, Új-Zéland, Fülöp-szigetek, Mexikó, Kamcsatka és Észak-Kaukázus Oroszországban, Kalifornia az USA-ban).
A gazdaságfejlesztés szempontjából a legelőnyösebbek az ásványkincsek területi kombinációi (klaszterei), amelyek elősegítik az alapanyagok komplex feldolgozását.
Ásványi erőforrások kitermelése zárva(bányászat) módszert globális léptékben külföldön, Európában, Oroszország európai részén, az USA-ban hajtják végre, ahol már számos, a földkéreg felső rétegeiben elhelyezkedő lelőhely és medence erősen kifejlődött.
Ha az ásványok 20-30 m mélységben hevernek, akkor jövedelmezőbb a kőzet felső rétegét buldózerrel eltávolítani és bányászni. nyisd kiút. Például a vasércet külszíni módszerrel bányászják a Kurszk régióban, és szenet Szibéria egyes lelőhelyein.
A készletek és számos ásványkincs termelése tekintetében Oroszország az elsők között van a világon (gáz, szén, olaj, vasérc, gyémánt).
táblázatban A 7.4. ábra mutatja a kapcsolatot a földkéreg szerkezete, a domborzat és az ásványok eloszlása között.
7.4. táblázat
Ásványi lerakódások a földkéreg egy részének szerkezetétől és visszatérésétől és a felszínformáktól függően
Hidroszféra
Hidroszféra(görögből víz– víz és sphaira- labda) - a Föld vízhéja, amely óceánok, tengerek és kontinentális vízgyűjtők - folyók, tavak, mocsarak stb., talajvíz, gleccserek és hótakarók gyűjteménye.
Úgy tartják, hogy a Föld vízhéja az archean korai szakaszában alakult ki, azaz körülbelül 3800 millió évvel ezelőtt. A Föld történetének ebben az időszakában olyan hőmérséklet alakult ki bolygónkon, amelyen a víz nagyrészt folyékony halmazállapotú lehet.
A víz, mint anyag egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek a következőket foglalják magukban:
♦ sok anyag feloldásának képessége;
♦ nagy hőkapacitás;
♦ 0 és 100 °C közötti hőmérséklet-tartományban folyékony halmazállapotú;
♦ szilárd halmazállapotban (jég) nagyobb a víz világossága, mint folyékony állapotban.
A víz egyedülálló tulajdonságai lehetővé tették, hogy a földkéreg felszíni rétegeiben lezajló evolúciós folyamatokban, a természetben az anyag körforgásában fontos szerepet töltsön be, és feltétele legyen a földi élet kialakulásának és fejlődésének. A víz a hidroszféra megjelenése után kezdi betölteni geológiai és biológiai funkcióit a Föld történetében.
A hidroszféra felszíni és talajvízből áll. Felszíni víz A hidroszférák a Föld felszínének 70,8%-át borítják. Össztérfogatuk eléri az 1370,3 millió km 3-t, ami a bolygó össztérfogatának 1/800-a, tömegüket pedig 1,4 óra 1018 tonnára becsülik.A felszíni vizek, vagyis a szárazföldet borító vizek közé tartozik a Világóceán és a kontinentális vizek medencék és a kontinentális jég.
Világ-óceán magában foglalja a Föld összes tengerét és óceánját.
Tengerek és óceánok borítják a szárazföld felszínének 3/4-ét, vagyis 361,1 millió km 2 -t. A felszíni víz nagy része a Világóceánban koncentrálódik - 98%. A világ óceánja hagyományosan négy óceánra oszlik: Atlanti-óceánra, Csendes-óceánra, Indiai- és Jeges-tengerre. Úgy tartják, hogy a jelenlegi tengerszint körülbelül 7000 évvel ezelőtt alakult ki. Geológiai tanulmányok szerint az elmúlt 200 millió év során az óceánok szintjének ingadozása nem haladta meg a 100 métert.
A világóceán vize sós. Az átlagos sótartalom körülbelül 3,5 tömeg%, azaz 35 g/l. Minőségi összetételük a következő: a kationokban a Na +, Mg 2+, K +, Ca 2+ dominál, az anionok a Cl -, SO 4 2-, Br -, CO 3 2-, F -. Úgy gondolják, hogy a világóceán sóösszetétele változatlan maradt a paleozoikum korszak óta, amikor is az élet kezdett kifejlődni a szárazföldön, azaz körülbelül 400 millió évig.
Kontinentális vízmedencék Ezek folyók, tavak, mocsarak és tározók. Vizeik a hidroszféra felszíni vizeinek teljes tömegének 0,35%-át teszik ki. Egyes kontinentális víztestek - tavak - sós vizet tartalmaznak. Ezek a tavak vagy vulkáni eredetűek, az ősi tengerek elszigetelt maradványai, vagy az oldható sók vastag lerakódásaiban képződtek. A kontinentális víztestek azonban többnyire frissek.
A nyílt tározókból származó édesvíz is tartalmaz oldható sókat, de kis mennyiségben. Az oldott sók mennyiségétől függően az édesvizet lágyra és keményre osztják. Minél kevesebb só oldódik vízben, annál lágyabb. A legkeményebb édesvíz legfeljebb 0,005 tömegszázalékban, azaz 0,5 g/l sókat tartalmaz.
Kontinentális jég A hidroszféra felszíni vizeinek teljes tömegének 1,65%-át teszik ki; a jég 99%-a az Antarktiszon és Grönlandon található. A Földön található hó és jég teljes tömege a becslések szerint bolygónk tömegének 0,0004%-a. Ez elegendő ahhoz, hogy a bolygó teljes felszínét 53 m vastag jégréteg borítsa be, a számítások szerint, ha ez a tömeg elolvad, az óceán szintje 64 méterrel emelkedik.
A hidroszféra felszíni vizeinek kémiai összetétele megközelítőleg megegyezik a tengervíz átlagos összetételével. A túlsúlyban lévő kémiai elemek az oxigén (85,8%) és a hidrogén (10,7%). A felszíni vizek jelentős mennyiségben tartalmaznak klórt (1,9%) és nátriumot (1,1%). A kén- és brómtartalom lényegesen magasabb, mint a földkéregben.
A hidroszféra talajvizei tartalmazzák a fő édesvízkészletet. Feltételezzük, hogy a talajvíz teljes térfogata körülbelül 28,5 milliárd km 3 . Ez csaknem 15-ször több, mint a Világóceánban. Úgy tartják, hogy a felszín alatti víz a fő tározó, amely minden felszíni víztestet feltölt. A földalatti hidroszféra öt zónára osztható.
Kriozon. Jégterület. A zóna a sarki régiókat fedi le. Vastagságát 1 km-en belülre becsülik.
Folyékony víz zóna. Szinte a teljes földkérget lefedi.
Gőzvíz zóna 160 km mélységig korlátozva. Úgy gondolják, hogy ebben a zónában a víz hőmérséklete 450 °C és 700 °C között van, és 5 GPa nyomás alatt van.
Alul, akár 270 km mélységben található monomer vízmolekulák zónája. 700 °C és 1000 °C közötti hőmérsékletű és 10 GPa nyomású vízrétegeket fed le.
Sűrű vizű zónaállítólag 3000 km mélységig terjed, és körülveszi a Föld teljes köpenyét. A víz hőmérséklete ebben a zónában a becslések szerint 1000 °C és 4000 °C között mozog, a nyomás pedig akár 120 GPa. A víz ilyen körülmények között teljesen ionizált.
A Föld hidroszférája fontos funkciókat lát el: szabályozza a bolygó hőmérsékletét, biztosítja az anyagok keringését, szerves része a bioszférának.
Közvetlen hatás rá hőmérséklet szabályozás A hidroszféra a víz egyik fontos tulajdonsága - a nagy hőkapacitás - miatt fejti ki hatását a Föld felszíni rétegeire. Emiatt a felszíni vizek felhalmozzák a napenergiát, majd lassan kiengedik a környező térbe. A hőmérséklet kiegyenlítése a Föld felszínén kizárólag a víz körforgása miatt következik be. Ezenkívül a hó és a jég nagyon magas visszaverő képességgel rendelkezik: 30%-kal haladja meg a földfelszín átlagát. Ezért a pólusokon az elnyelt és a kibocsátott energia közötti különbség mindig negatív, vagyis a felület által elnyelt energia kisebb, mint a kibocsátott. Így megy végbe a bolygó hőszabályozása.
Biztonság anyagok körforgása- a hidroszféra másik fontos funkciója.
A hidroszféra állandó kölcsönhatásban van a légkörrel, a földkéreggel és a bioszférával. A hidroszféra vize feloldja magában a levegőt, koncentrálja az oxigént, amelyet ezt követően a vízi élőlények hasznosítanak. A levegőben található szén-dioxid, amely főként az élő szervezetek légzése, az üzemanyagok égése és a vulkánkitörések eredményeként keletkezik, vízben jól oldódik, és a hidroszférában halmozódik fel. A hidroszféra a nehéz inert gázokat is feloldja - xenon és kripton, amelyek tartalma a vízben magasabb, mint a levegőben.
A hidroszféra vizei elpárologva belépnek a légkörbe, és csapadék formájában lehullanak, amely áthatol a sziklákon, és elpusztítja azokat. A víz így vesz részt a folyamatokban mállás sziklák. A kőzetdarabok az áramló vizek által folyókba, majd tengerekbe és óceánokba vagy zárt kontinentális tározókba kerülnek, és fokozatosan lerakódnak a fenékre. Ezek a lerakódások később üledékes kőzetekké alakulnak.
Úgy gondolják, hogy a tengervíz fő kationjai - nátrium-, magnézium-, kálium-, kalciumkationok - a kőzetek mállása és az ezt követő mállási termékek folyók által a tengerbe történő eltávolítása következtében keletkeztek. A tengervíz legfontosabb anionjai - klór, bróm, fluor, szulfátion és karbonátion - valószínűleg a légkörből származnak, és vulkáni tevékenységhez kapcsolódnak.
Az oldható sók egy része szisztematikusan kicsapódik a hidroszférából. Például amikor a vízben oldott karbonát ionok kölcsönhatásba lépnek kalcium- és magnéziumkationokkal, oldhatatlan sók képződnek, amelyek karbonátos üledékes kőzetek formájában a fenékre süllyednek. A hidroszférában élő szervezetek fontos szerepet játszanak bizonyos sók lerakódásában. Egyedi kationokat és anionokat vonnak ki a tengervízből, karbonátok, szilikátok, foszfátok és más vegyületek formájában vázaikban és héjaikban koncentrálják. Az élőlények halála után kemény héjaik felhalmozódnak a tengerfenéken, és vastag mészkőrétegeket, foszforitokat és különféle kovasavas kőzeteket képeznek. Az üledékes kőzetek túlnyomó többsége és olyan értékes ásványok, mint az olaj, szén, bauxit, különféle sók stb., az elmúlt geológiai időszakokban keletkeztek a hidroszféra különböző tározóiban. Megállapítást nyert, hogy még a legősibb kőzetek is, amelyek abszolút kora eléri az 1,8 milliárd évet, erősen megváltozott, vízi környezetben keletkezett üledékeket képviselnek. A vizet a fotoszintézis folyamatában is felhasználják, amely szerves anyagokat és oxigént termel.
Az élet a Földön körülbelül 3500 millió évvel ezelőtt kezdődött a hidroszférában. Az élőlények evolúciója kizárólag a vízi környezetben folytatódott egészen a paleozoikum korszak kezdetéig, amikor is körülbelül 400 millió évvel ezelőtt megkezdődött az állati és növényi szervezetek fokozatos migrációja a szárazföld felé. Ebben a tekintetben a hidroszférát a bioszféra alkotóelemének tekintik (bioszféra- életszféra, élő szervezetek élőhelyének területe).
Az élő szervezetek rendkívül egyenlőtlenül oszlanak el a hidroszférában. Az élő szervezetek számát és sokféleségét a felszíni vizek egyes területein számos ok határozza meg, beleértve a környezeti tényezők együttesét: hőmérséklet, víz sótartalma, fény, nyomás. A mélység növekedésével a megvilágítás és a nyomás korlátozó hatása növekszik: a bejövő fény mennyisége meredeken csökken, és a nyomás éppen ellenkezőleg, nagyon magas lesz. Így a tengereket és óceánokat főként part menti zónák, azaz 200 m-nél nem mélyebb zónák lakják, amelyeket leginkább a napsugárzás melegít fel.
V. I. Vernadsky a bolygónkon a hidroszféra funkcióit jellemezve megjegyezte: „A víz meghatározza és létrehozza az egész bioszférát. Ez hozza létre a földkéreg fő jellemzőit, egészen a magmahéjig.”
Légkör
Légkör(görögből légkör– gőz, párolgás és sphaira– golyó) – a Föld levegőből álló héja.
Rész levegő számos gázt és szilárd és folyékony szennyeződés részecskéket tartalmaz bennük szuszpendált - aeroszolokat. A légkör tömegét 5,157 × 10 15 tonnára becsülik A levegőoszlop nyomást gyakorol a Föld felszínére: az átlagos légköri nyomás tengerszinten 1013,25 hPa, azaz 760 Hgmm. Művészet. A nyomás 760 Hgmm. Művészet. rendszeren kívüli nyomásegységnek felel meg - 1 atmoszféra (1 atm.). Az átlagos levegőhőmérséklet a Föld felszínén 15 °C, a hőmérséklet a szubtrópusi sivatagokban körülbelül 57 °C és az Antarktiszon -89 °C között változik.
A légkör heterogén. A légkör következő rétegeit különböztetjük meg: troposzféra, sztratoszféra, mezoszféra, termoszféraÉs exoszféra, amelyek különböznek a hőmérséklet-eloszlás, a levegő sűrűsége és néhány egyéb paraméter jellemzőiben. A légkör ezen rétegei között köztes helyzetet elfoglaló részeit ún tropopauza, sztratopausaÉs mezopauza.
Troposzféra– a légkör alsó rétege poláris szélességeken 8-10 km, a trópusokon 16-18 km magasságig. A troposzférát a levegő hőmérsékletének magassági csökkenése jellemzi, a Föld felszínétől való minden kilométerrel a hőmérséklet körülbelül 6 °C-kal csökken. A levegő sűrűsége gyorsan csökken. A légkör teljes tömegének körülbelül 80%-a a troposzférában koncentrálódik.
Sztratoszféra a Föld felszínétől átlagosan 10-15 km-től 50-55 km-ig terjedő magasságban találhatók. A sztratoszférát a magassággal növekvő hőmérséklet jellemzi. A hőmérséklet-emelkedés a Nap rövidhullámú sugárzásának, elsősorban az UV (ultraibolya) sugarának a légkör ezen rétegében található ózon általi elnyelése miatt következik be. Ugyanakkor a sztratoszféra alsó részén körülbelül 20 km-es szintig a hőmérséklet alig változik a magassággal, sőt enyhén csökkenhet is. Feljebb a hőmérséklet emelkedni kezd - eleinte lassan, de 34-36 km-es szintről sokkal gyorsabban. A sztratoszféra felső részén 50-55 km magasságban a hőmérséklet eléri a 260270 K-t.
Mezoszféra– 55–85 km magasságban elhelyezkedő légköri réteg. A mezoszférában a levegő hőmérséklete a magasság növekedésével csökken - körülbelül 270 K-ről az alsó határon 200 K-ra a felső határon.
Termoszféra a Föld felszínétől megközelítőleg 85 km-től 250 km-ig terjedő magasságban nyúlik el, és a levegő hőmérsékletének gyors emelkedése jellemzi, 250 km magasságban eléri a 800-1200 K. A hőmérséklet emelkedés a korpuszkuláris és X abszorpciója miatt következik be. -a Nap sugárzása a légkör ezen rétege által; Itt a meteorok lelassulnak és kiégnek. Így a termoszféra a Föld védőrétegeként szolgál.
A troposzféra felett van exoszféra, amelynek felső határa tetszőleges és a Föld felszíne felett körülbelül 1000 km-es magasságban van jelölve. Az exoszférából a légköri gázok szétszóródnak az űrben. Így történik a fokozatos átmenet a légkörből a bolygóközi térbe.
A Föld felszínéhez közeli légköri levegő különböző gázokból áll, főleg nitrogénből (78,1 térfogatszázalék) és oxigénből (20,9 térfogatszázalék). A levegő kis mennyiségben a következő gázokat is tartalmazza: argon, szén-dioxid, hélium, ózon, radon, vízgőz. Ezenkívül a levegő különféle változó összetevőket tartalmazhat: nitrogén-oxidokat, ammóniát stb.
A levegő a gázokon kívül tartalmaz légköri aeroszol, amely a levegőben szuszpendált nagyon kicsi szilárd és folyékony részecskék. Az aeroszol az élőlények élete, az emberi gazdasági tevékenység, a vulkánkitörések, a bolygó felszínéről felszálló por és a légkör felső rétegeibe hulló kozmikus por során keletkezik.
A légköri levegő összetétele körülbelül 100 km magasságig általában állandó az időben és homogén a Föld különböző területein. Ugyanakkor a változó gáznemű komponensek és aeroszolok tartalma nem azonos. 100-110 km felett az oxigén, a szén-dioxid és a vízmolekulák részleges bomlása megy végbe. Körülbelül 1000 km-es magasságban a könnyű gázok - hélium és hidrogén - kezdenek uralkodni, és még magasabban a Föld légköre fokozatosan bolygóközi gázzá alakul.
vízpára- a levegő fontos összetevője. A légkörbe a víz felszínéről és a nedves talajról történő párolgás, valamint a növények kipárolgása révén kerül. A levegő relatív vízgőztartalma a földfelszínen a trópusi 2,6%-tól a poláris szélességi körök 0,2%-áig változik. A Föld felszínétől való távolság növekedésével a légköri levegőben lévő vízgőz mennyisége gyorsan csökken, és már 1,5-2 km-es magasságban a felére csökken. A troposzférában a hőmérséklet csökkenése miatt a vízgőz lecsapódik. Amikor a vízgőz lecsapódik, felhők képződnek, amelyekből csapadék hullik eső, hó és jégeső formájában. A Földre lehullott csapadék mennyisége megegyezik a Föld felszínéről elpárolgott víz mennyiségével. Az óceánok feletti vízgőzfelesleget légáramlatok szállítják a kontinensekre. A légkörben az óceánból a kontinensek felé szállított vízgőz mennyisége megegyezik az óceánokba áramló folyóvíz mennyiségével.
Ózon 90%-a a sztratoszférában koncentrálódik, a többi része a troposzférában van. Az ózon elnyeli a Nap UV-sugárzását, ami negatívan hat az élő szervezetekre. Azokat a területeket, ahol a légkör alacsony ózonszintje van, ún ózonlyukak.
Az ózonréteg vastagságában a legnagyobb eltérések a magas szélességi fokokon figyelhetők meg, így a sarkokhoz közeli területeken nagyobb az ózonlyukak kialakulásának valószínűsége, mint az Egyenlítő közelében.
Szén-dioxid jelentős mennyiségben kerül a légkörbe. Folyamatosan szabadul fel az élőlények légzése, égés, vulkánkitörések és egyéb, a Földön lezajló folyamatok következtében. A levegő szén-dioxid-tartalma azonban alacsony, mivel nagy része a hidroszféra vizeiben oldódik. Megjegyzendő azonban, hogy az elmúlt 200 évben a légkör szén-dioxid-tartalma 35%-kal nőtt. A jelentős növekedés oka az aktív emberi gazdasági tevékenység.
A légkör fő hőforrása a Föld felszíne. A légköri levegő elég jól átereszti a napsugarakat a földfelszín felé. A Földet érő napsugárzást részben elnyeli a légkör - elsősorban a vízgőz és az ózon, de túlnyomó többsége eléri a földfelszínt.
A Föld felszínét elérő teljes napsugárzás részben visszaverődik róla. A visszaverődés nagysága a földfelszín egy adott területének, az ún albedó. A Föld átlagos albedója körülbelül 30%, míg az albedóértékek közötti különbség fekete talajnál 7-9% és frissen hullott hó 90%-a. Melegítéskor a földfelszín hősugarakat bocsát ki a légkörbe, és felmelegíti alsó rétegeit. A légkör fő hőenergia-forrása - a földfelszín hője mellett - a hő a vízgőz kondenzációja, valamint a közvetlen napsugárzás elnyelése következtében kerül a légkörbe.
A légkör egyenetlen felmelegedése a Föld különböző régióiban egyenlőtlen nyomáseloszlást okoz, ami légtömegek mozgásához vezet a Föld felszínén. A légtömegek a magas nyomású területekről az alacsony nyomású területekre mozognak. A légtömegek ezen mozgását ún a szél által. Bizonyos körülmények között a szél sebessége nagyon nagy lehet, akár 30 m/s vagy több is (30 m/s-nál több már Hurrikán).
A légkör alsó rétegének adott helyen és időpontban fennálló állapotát ún időjárás. Az időjárást a levegő hőmérséklete, a csapadék, a szél erőssége és iránya, a felhőzet, a levegő páratartalma és a légköri nyomás jellemzi. Az időjárást a légköri keringési viszonyok és a terület földrajzi elhelyezkedése határozzák meg. Legstabilabb a trópusokon, és a legváltozatosabb a középső és magas szélességeken. Az időjárás jellege és szezonális dinamikája attól függ éghajlat ezen a területen.
Alatt éghajlat az adott terület leggyakrabban ismétlődő, hosszú ideig fennmaradó időjárási jellemzőit értjük. Ezek 100 évre átlagolt jellemzők - hőmérséklet, nyomás, csapadék stb. Az éghajlat fogalma (görögül. éghajlat– tilt) az ókori Görögországból származik. Már akkor is megértették, hogy az időjárási viszonyok attól függnek, hogy a napsugarak milyen szögben érik a Föld felszínét. Egy adott területen egy adott éghajlat kialakításának vezető feltétele az egységnyi területre jutó energiamennyiség. Ez a Föld felszínére eső teljes napsugárzástól és a felszín albedójától függ. Így az Egyenlítő vidékén és a sarkokon egész évben alig változik a hőmérséklet, a szubtrópusi vidékeken és a középső szélességeken az éves hőmérsékleti tartomány elérheti a 65 °C-ot is. A fő klímaképző folyamatok a hőcsere, a nedvességcsere és a légköri keringés. Mindezen folyamatok egyetlen energiaforrással rendelkeznek - a Nap.
A légkör minden életforma elengedhetetlen feltétele. Az élőlények életében a levegőt alkotó következő gázok a legnagyobb jelentőséggel bírnak: oxigén, nitrogén, vízgőz, szén-dioxid, ózon. Az élő szervezetek túlnyomó többsége számára oxigén szükséges a légzéshez. A levegőből egyes mikroorganizmusok által felszívott nitrogén szükséges a növények ásványi táplálkozásához. A szárazföldön a lecsapódó és csapadékként kihulló vízgőz a víz forrása. A fotoszintézis folyamatának kiindulási anyaga a szén-dioxid. Az ózon elnyeli a szervezetre káros kemény UV-sugárzást.
Úgy gondolják, hogy a modern légkör másodlagos eredetű: a bolygó kialakulásának befejeződése után, mintegy 4,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki a Föld szilárd héjai által kibocsátott gázokból. A Föld geológiai története során a légkör különböző tényezők hatására jelentős változásokon ment keresztül összetételében.
A légkör fejlődése a Földön végbemenő geológiai és geokémiai folyamatoktól függ. Az élet megjelenése után bolygónkon, azaz hozzávetőleg 3,5 milliárd évvel ezelőtt az élő szervezetek jelentős befolyást kezdtek gyakorolni a légkör fejlődésére. A gázok jelentős része - nitrogén, szén-dioxid, vízgőz - vulkánkitörések következtében keletkezett. Az oxigén körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt jelent meg a kezdetben az óceán felszíni vizeiben keletkezett fotoszintetikus organizmusok tevékenységének eredményeként.
A közelmúltban az aktív emberi gazdasági tevékenységgel összefüggésben észrevehető változások következtek be a légkörben. Így a megfigyelések szerint az elmúlt 200 évben jelentősen megnőtt az üvegházhatású gázok koncentrációja: a szén-dioxid-tartalom 1,35-szeresére, a metáné 2,5-szeresére nőtt. A levegőben számos egyéb változó komponens tartalma jelentősen megnőtt.
A légkör állapotának folyamatos változásai - az üvegházhatású gázok koncentrációjának növekedése, ózonlyukak, légszennyezés - korunk globális környezeti problémái.
Még az ókorban is megtanulták az emberek ezeket az erőforrásokat szükségleteik kielégítésére használni, ami az emberi fejlődés történelmi időszakainak elnevezésében fejeződött ki: „kőkorszak”, „bronzkor”, „vaskor”. Napjainkban több mint 200 különböző típusú ásványkincset használnak fel. A.E. Fersman akadémikus (1883-1945) képletes kifejezése szerint most Mengyelejev teljes periódusos rendszere az emberiség lábai elé van fektetve.
Az ásványok a földkéreg olyan ásványi képződményei, amelyek a gazdaságban hatékonyan hasznosíthatók, az ásványok felhalmozódása lerakódásokat, nagy elterjedési területeken pedig medencéket képez.
Az ásványok földkéregben való eloszlása geológiai (tektonikai) törvények függvénye (7.4. táblázat).
A tüzelőanyag-ásványok üledékes eredetűek, és általában az ősi platformok fedelét, valamint azok belső és szélső vályúit kísérik. Tehát a „medence” név meglehetősen pontosan tükrözi eredetüket - „tengeri medence”.
Több mint 3,6 ezren ismertek a földkerekségen. szén medencék és lerakódások, amelyek együttesen a Föld szárazföldi területének 15%-át foglalják el. A szénkészletek nagy része Ázsiában, Észak-Amerikában és Európában található, és Kína, az USA, Oroszország, India és Németország tíz legnagyobb medencéjében összpontosul.
Olaj és gáz csapágy Több mint 600 medencét tártak fel, 450-et fejlesztenek ki. Az olajmezők teljes száma eléri a 35 ezret. A fő készletek az északi féltekén találhatók, és a mezozoikum lelőhelyei. E készletek nagy része Szaúd-Arábia, az USA, Oroszország és Irán néhány legnagyobb medencéjében is koncentrálódik.
Érc az ásványok általában az ősi emelvények alapjaira (pajzsaira), valamint a gyűrött területekre korlátozódnak. Az ilyen területeken gyakran hatalmas érces (metallogén) öveket alkotnak, amelyek eredetüknél fogva a földkéreg mély töréseivel társulnak. A geotermikus energiaforrások különösen nagyok a fokozott szeizmikus és vulkáni aktivitású országokban és területeken (Izland, Olaszország, Új-Zéland, Fülöp-szigetek, Mexikó, Kamcsatka és Észak-Kaukázus Oroszországban, Kalifornia az USA-ban).
A gazdaságfejlesztés szempontjából a legelőnyösebbek az ásványkincsek területi kombinációi (klaszterei), amelyek elősegítik az alapanyagok komplex feldolgozását.
Ásványi erőforrások kitermelése zárva(bányászat) módszert globális léptékben külföldön, Európában, Oroszország európai részén, az USA-ban hajtják végre, ahol már számos, a földkéreg felső rétegeiben elhelyezkedő lelőhely és medence erősen kifejlődött.
Ha az ásványok 20-30 m mélységben hevernek, akkor jövedelmezőbb a kőzet felső rétegét buldózerrel eltávolítani és bányászni. nyisd kiút. Például a vasércet külszíni módszerrel bányászják a Kurszk régióban, és szenet Szibéria egyes lelőhelyein.
A készletek és számos ásványkincs termelése tekintetében Oroszország az elsők között van a világon (gáz, szén, olaj, vasérc, gyémánt).
táblázatban A 7.4. ábra mutatja a kapcsolatot a földkéreg szerkezete, a domborzat és az ásványok eloszlása között.
7.4. táblázat
Ásványi lerakódások a földkéreg egy részének szerkezetétől és visszatérésétől és a felszínformáktól függően
| Terepformák | A földkéreg egy szakaszának szerkezete és kora | Jellegzetes ásványok | Példák |
| Síkság | Archeai-proterozoikus platformok pajzsai | Bőséges vasérc lelőhelyek | Ukrán pajzs, az orosz platform balti pajzsa |
| Ősi emelvények lemezei, amelyek fedele a paleozoikum és a mezozoikum idején alakult ki | Olaj, gáz, szén, építőanyagok | Nyugat-Szibériai Alföld, Orosz-síkság | |
| Hegyek | Alpesi kor fiatal fold hegyei | Polifémes ércek, építőanyagok | Kaukázus, Alpok |
| A mezozoikum, a hercini és a kaledóniai redők elpusztult redőtömb hegyei | Ásványokban leggazdagabb szerkezetek: vas (vas, mangán) és színesfémek (króm, réz, nikkel, urán, higany) ércek, arany, platina, gyémántok | Kazah kis domb | |
| Megfiatalodott mezozoikum és paleozoikum hajtogatás hegyei | Vas- és színesfémércek, arany, platina és gyémánt elsődleges és lerakódásai | Urál, Appalache-ok, Közép-Európa hegyei | |
| Kontinentális sekély (shelf) | Élelhajlások | Olaj-gáz | Mexikói-öböl |
| Födémek, peronok elöntött része | Olaj-gáz | Perzsa-öböl | |
| tengerfenék | Abyssal síkság | Vas-mangán csomók | Az Északi-tenger feneke |
Hidroszféra
Hidroszféra(görögből víz- víz és sphaira- labda) - a Föld vízhéja, amely óceánok, tengerek és kontinentális vízgyűjtők - folyók, tavak, mocsarak stb., talajvíz, gleccserek és hótakarók gyűjteménye.
Úgy tartják, hogy a Föld vízhéja az archean korai szakaszában alakult ki, azaz körülbelül 3800 millió évvel ezelőtt. A Föld történetének ebben az időszakában olyan hőmérséklet alakult ki bolygónkon, amelyen a víz nagyrészt folyékony halmazállapotú lehet.
A víz, mint anyag egyedülálló tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek a következőket foglalják magukban:
♦ sok anyag feloldásának képessége;
♦ nagy hőkapacitás;
♦ 0 és 100 °C közötti hőmérséklet-tartományban folyékony halmazállapotú;
♦ szilárd halmazállapotban (jég) nagyobb a víz világossága, mint folyékony állapotban.
A víz egyedülálló tulajdonságai lehetővé tették, hogy a földkéreg felszíni rétegeiben lezajló evolúciós folyamatokban, a természetben az anyag körforgásában fontos szerepet töltsön be, és feltétele legyen a földi élet kialakulásának és fejlődésének. A víz a hidroszféra megjelenése után kezdi betölteni geológiai és biológiai funkcióit a Föld történetében.
A hidroszféra felszíni és talajvízből áll. Felszíni víz A hidroszférák a Föld felszínének 70,8%-át borítják. Össztérfogatuk eléri az 1370,3 millió km 3-t, ami a bolygó össztérfogatának 1/800-a, tömegét pedig 1,4 x 1018 tonnára becsülik.A felszíni vizek, vagyis a szárazföldet borító vizek közé tartozik a Világóceán és a kontinentális vizek medencék és a kontinentális jég. Világ-óceán magában foglalja a Föld összes tengerét és óceánját.
Tengerek és óceánok borítják a szárazföld felszínének 3/4-ét, vagyis 361,1 millió km 2 -t. A felszíni víz nagy része a Világóceánban koncentrálódik - 98%. A világ óceánja hagyományosan négy óceánra oszlik: Atlanti-óceánra, Csendes-óceánra, Indiai- és Jeges-tengerre. Úgy tartják, hogy a jelenlegi tengerszint körülbelül 7000 évvel ezelőtt alakult ki. Geológiai tanulmányok szerint az elmúlt 200 millió év során az óceánok szintjének ingadozása nem haladta meg a 100 métert.
A világóceán vize sós. Az átlagos sótartalom körülbelül 3,5 tömeg%, azaz 35 g/l. Minőségi összetételük a következő: a kationokban a Na +, Mg 2+, K +, Ca 2+ dominál, az anionok a Cl-, SO 4 2-, Br -, CO3 2-, F -. Úgy gondolják, hogy a világóceán sóösszetétele változatlan maradt a paleozoikum korszaka óta, amikor az élet kezdett kifejlődni a szárazföldön, azaz körülbelül 400 millió évig.
Kontinentális vízmedencék Ezek folyók, tavak, mocsarak és tározók. Vizeik a hidroszféra felszíni vizeinek teljes tömegének 0,35%-át teszik ki. Egyes kontinentális víztestek - tavak - sós vizet tartalmaznak. Ezek a tavak vagy vulkáni eredetűek, az ősi tengerek elszigetelt maradványai, vagy az oldható sók vastag lerakódásaiban képződtek. A kontinentális víztestek azonban többnyire frissek.
A nyílt tározókból származó édesvíz is tartalmaz oldható sókat, de kis mennyiségben. Az oldott sók mennyiségétől függően az édesvizet lágyra és keményre osztják. Minél kevesebb só oldódik vízben, annál lágyabb. A legkeményebb édesvíz legfeljebb 0,005 tömegszázalékban, azaz 0,5 g/l sókat tartalmaz.
Kontinentális jég A hidroszféra felszíni vizeinek teljes tömegének 1,65%-át teszik ki; a jég 99%-a az Antarktiszon és Grönlandon található. A Földön található hó és jég teljes tömege a becslések szerint bolygónk tömegének 0,0004%-a. Ez elegendő ahhoz, hogy a bolygó teljes felszínét 53 m vastag jégréteg borítsa be, a számítások szerint, ha ez a tömeg elolvad, az óceán szintje 64 méterrel emelkedik.
A hidroszféra felszíni vizeinek kémiai összetétele megközelítőleg megegyezik a tengervíz átlagos összetételével. A túlsúlyban lévő kémiai elemek az oxigén (85,8%) és a hidrogén (10,7%). A felszíni vizek jelentős mennyiségben tartalmaznak klórt (1,9%) és nátriumot (1,1%). A kén- és brómtartalom lényegesen magasabb, mint a földkéregben.
A hidroszféra talajvizei tartalmazzák a fő édesvízkészletet: Feltételezzük, hogy a talajvíz teljes térfogata körülbelül 28,5 milliárd km 3. Ez csaknem 15-ször több, mint a Világóceánban. Úgy tartják, hogy a felszín alatti víz a fő tározó, amely minden felszíni víztestet feltölt. A földalatti hidroszféra öt zónára osztható.
Kriozon. Jégterület. A zóna a sarki régiókat fedi le. Vastagságát 1 km-en belülre becsülik.
Folyékony víz zóna. Szinte a teljes földkérget lefedi.
Gőzvíz zóna 160 km mélységig korlátozva. Úgy gondolják, hogy ebben a zónában a víz hőmérséklete 450 °C és 700 °C között van, és legfeljebb 5 GPa 1 nyomás alatt van.
Alul, akár 270 km mélységben található monomer vízmolekulák zónája. 700 °C és 1000 °C közötti hőmérsékletű és 10 GPa nyomású vízrétegeket fed le.
Sűrű vizű zónaállítólag 3000 km mélységig terjed, és körülveszi a Föld teljes köpenyét. A víz hőmérséklete ebben a zónában a becslések szerint 1000 °C és 4000 °C között mozog, a nyomás pedig akár 120 GPa. A víz ilyen körülmények között teljesen ionizált.
A Föld hidroszférája fontos funkciókat lát el: szabályozza a bolygó hőmérsékletét, biztosítja az anyagok keringését, szerves része a bioszférának.
Közvetlen hatás rá hőmérséklet szabályozás A hidroszféra biztosítja a Föld felszíni rétegeit a víz egyik fontos tulajdonsága - a nagy hőkapacitás - miatt. Emiatt a felszíni vizek felhalmozzák a napenergiát, majd lassan kiengedik a környező térbe. A hőmérséklet kiegyenlítése a Föld felszínén kizárólag a víz körforgása miatt következik be. Ezenkívül a hó és a jég nagyon tükröződik
képesség: 30%-kal meghaladja a földfelszínre vonatkozó átlagot, ezért a pólusokon az elnyelt és a kibocsátott energia különbsége mindig negatív, vagyis a felszín által elnyelt energia kisebb, mint a kibocsátott. Így megy végbe a bolygó hőszabályozása.
Biztonság anyagok körforgása- a hidroszféra másik fontos funkciója.
A hidroszféra állandó kölcsönhatásban van a légkörrel, a földkéreggel és a bioszférával. A hidroszféra vize feloldja magában a levegőt, koncentrálja az oxigént, amelyet ezt követően a vízi élőlények hasznosítanak. A levegőben található szén-dioxid, amely főként az élő szervezetek légzése, az üzemanyagok égése és a vulkánkitörések eredményeként keletkezik, vízben jól oldódik, és a hidroszférában halmozódik fel. A hidroszféra a nehéz inert gázokat is feloldja - xenon és kripton, amelyek tartalma a vízben magasabb, mint a levegőben.
A hidroszféra vizei elpárologva belépnek a légkörbe, és csapadék formájában lehullanak, amely áthatol a sziklákon, és elpusztítja azokat. A víz így vesz részt a folyamatokban mállás sziklák. A kőzetdarabok az áramló vizek által folyókba, majd tengerekbe és óceánokba vagy zárt kontinentális tározókba kerülnek, és fokozatosan lerakódnak a fenékre. Ezek a lerakódások később üledékes kőzetekké alakulnak.
Úgy gondolják, hogy a tengervíz fő kationjai - nátrium-, magnézium-, kálium-, kalciumkationok - a kőzetek mállása és az ezt követő mállási termékek folyók által a tengerbe történő eltávolítása következtében keletkeztek. A tengervíz legfontosabb anionjai - a klór-, bróm-, fluor-, szulfátion- és karbonátion-anionok - valószínűleg a légkörből származnak, és vulkáni tevékenységhez kapcsolódnak.
Az oldható sók egy része szisztematikusan kicsapódik a hidroszférából. Például amikor a vízben oldott karbonát ionok kölcsönhatásba lépnek kalcium- és magnéziumkationokkal, oldhatatlan sók képződnek, amelyek karbonátos üledékes kőzetek formájában a fenékre süllyednek. A hidroszférában élő szervezetek fontos szerepet játszanak bizonyos sók lerakódásában. Egyedi kationokat és anionokat vonnak ki a tengervízből, karbonátok, szilikátok, foszfátok és más vegyületek formájában vázaikban és héjaikban koncentrálják. Az élőlények halála után kemény héjaik felhalmozódnak a tengerfenéken, és vastag mészkőrétegeket, foszforitokat és különféle kovasavas kőzeteket képeznek. Az üledékes kőzetek és az olyan értékes ásványok, mint az olaj, szén, bauxit, különféle sók stb. túlnyomó többsége az elmúlt geológiai időszakokban keletkezett a hidroszféra különböző tározóiban. Megállapítást nyert, hogy még a legősibb kőzetek is, amelyek abszolút kora eléri az 1,8 milliárd évet, erősen megváltozott, vízi környezetben keletkezett üledékeket képviselnek. A vizet a fotoszintézis folyamatában is felhasználják, amely szerves anyagokat és oxigént termel.
Az élet a Földön körülbelül 3500 millió évvel ezelőtt kezdődött a hidroszférában. Az élőlények evolúciója kizárólag a vízi környezetben folytatódott egészen a paleozoikum korszak kezdetéig, amikor is körülbelül 400 millió évvel ezelőtt megkezdődött az állati és növényi szervezetek fokozatos migrációja a szárazföld felé. Ebben a tekintetben a hidroszférát a bioszféra alkotóelemének tekintik (bioszféra -életszféra, élő szervezetek élőhelyének területe).
Az élő szervezetek rendkívül egyenlőtlenül oszlanak el a hidroszférában. Az élő szervezetek számát és sokféleségét a felszíni vizek egyes területein számos ok határozza meg, beleértve a környezeti tényezők együttesét: hőmérséklet, víz sótartalma, fény, nyomás. A mélység növekedésével a megvilágítás és a nyomás korlátozó hatása növekszik: a bejövő fény mennyisége meredeken csökken, és a nyomás éppen ellenkezőleg, nagyon magas lesz. Így a tengereket és óceánokat főként part menti zónák, azaz 200 m-nél nem mélyebb zónák lakják, amelyeket leginkább a napsugárzás melegít fel.
V. I. Vernadsky a bolygónkon a hidroszféra funkcióit jellemezve megjegyezte: „A víz meghatározza és létrehozza az egész bioszférát. Ez hozza létre a földkéreg fő jellemzőit, egészen a magmahéjig.”
Légkör
Légkör(görögből légkör- gőz, párolgás és sphaira- labda) - a Föld levegőből álló héja.
Rész levegő számos gázt és szilárd és folyékony szennyeződés részecskéket tartalmaz bennük szuszpendált - aeroszolokat. A légkör tömegét 5,157 x 10 15 tonnára becsülik A levegőoszlop nyomást gyakorol a Föld felszínére: az átlagos légköri nyomás tengerszinten 1013,25 hPa, azaz 760 Hgmm. Művészet. A nyomás 760 Hgmm. Művészet. rendszeren kívüli nyomásegységnek felel meg - 1 atmoszféra (1 atm.). Az átlagos levegőhőmérséklet a Föld felszínén 15 °C, a hőmérséklet a szubtrópusi sivatagokban körülbelül 57 °C-tól az Antarktiszon 89 °C-ig változik.
A légkör heterogén. A légkör következő rétegeit különböztetjük meg: troposzféra, sztratoszféra, mezoszféra, termoszféraÉs exoszféra, amelyek különböznek a hőmérséklet-eloszlás, a levegő sűrűsége és néhány egyéb paraméter jellemzőiben. A légkör ezen rétegei között köztes helyzetet elfoglaló részeit ún tropopauza, sztratopausaÉs mezopauza.
troposzféra - a légkör alsó rétege poláris szélességi körökben 8-10 km, a trópusokon 16-18 km magasságban. A troposzférát a levegő hőmérsékletének magassági csökkenése jellemzi – a Föld felszínétől minden kilométerrel a hőmérséklet körülbelül 6°C-kal csökken. A levegő sűrűsége gyorsan csökken. A légkör teljes tömegének körülbelül 80%-a a troposzférában koncentrálódik.
Sztratoszféra a Föld felszínétől átlagosan 10-15 km-től 50-55 km-ig terjedő magasságban találhatók. A sztratoszférát a magassággal növekvő hőmérséklet jellemzi. A hőmérséklet-emelkedés a Nap rövidhullámú sugárzásának, elsősorban az UV (ultraibolya) sugarának a légkör ezen rétegében található ózon általi elnyelése miatt következik be. Ugyanakkor a sztratoszféra alsó részén körülbelül 20 km-es szintig a hőmérséklet alig változik a magassággal, sőt enyhén csökkenhet is. Feljebb a hőmérséklet emelkedni kezd - eleinte lassan, de 34-36 km-es szintről sokkal gyorsabban. A sztratoszféra felső részén 50-55 km magasságban a hőmérséklet eléri a 260-270 K-t.
Mezoszféra- 55-85 km magasságban elhelyezkedő légköri réteg. A mezoszférában a levegő hőmérséklete a magasság növekedésével csökken - körülbelül 270 K-ről az alsó határon 200 K-ra a felső határon.
Termoszféra a Föld felszínétől megközelítőleg 85 km-től 250 km-ig terjedő magasságban nyúlik el, és a levegő hőmérsékletének gyors emelkedése jellemzi, 250 km magasságban eléri a 800-1200 K. A hőmérséklet emelkedés a korpuszkuláris és X abszorpciója miatt következik be. -a Nap sugárzása a légkör ezen rétege által; Itt a meteorok lelassulnak és kiégnek. Így a termoszféra a Föld védőrétegeként szolgál.
A troposzféra felett van exoszféra, amelynek felső határa tetszőleges és a Föld felszíne felett körülbelül 1000 km-es magasságban van jelölve. Az exoszférából a légköri gázok szétszóródnak az űrben. Így történik a fokozatos átmenet a légkörből a bolygóközi térbe.
A Föld felszínéhez közeli légköri levegő különböző gázokból áll, főleg nitrogénből (78,1 térfogatszázalék) és oxigénből (20,9 térfogatszázalék). A levegő kis mennyiségben a következő gázokat is tartalmazza: argon, szén-dioxid, hélium, ózon, radon, vízgőz. Ezenkívül a levegő különféle változó összetevőket tartalmazhat: nitrogén-oxidokat, ammóniát stb.
A levegő a gázokon kívül tartalmaz légköri aeroszol, amely a levegőben szuszpendált nagyon kicsi szilárd és folyékony részecskék. Az aeroszol az élőlények élete, az emberi gazdasági tevékenység, a vulkánkitörések, a bolygó felszínéről felszálló por és a légkör felső rétegeibe hulló kozmikus por során keletkezik.
A légköri levegő összetétele körülbelül 100 km magasságig általában állandó az időben és homogén a Föld különböző területein. Ugyanakkor a változó gáznemű komponensek és aeroszolok tartalma nem azonos. 100-110 km felett az oxigén, a szén-dioxid és a vízmolekulák részleges bomlása megy végbe. Körülbelül 1000 km-es magasságban a könnyű gázok - hélium és hidrogén - kezdenek uralkodni, és még magasabban a Föld légköre fokozatosan bolygóközi gázzá alakul.
vízpára- a levegő fontos összetevője. A felszínről, a vízből és a nedves talajból párolgás útján, valamint a növények párologtatásával jut a légkörbe. A levegő relatív vízgőztartalma a földfelszínen a trópusi 2,6%-tól a poláris szélességi körök 0,2%-áig változik. A Föld felszínétől való távolsággal a légköri levegőben lévő vízgőz mennyisége gyorsan csökken, és már 1,5-2 km-es magasságban a felére csökken. A troposzférában a hőmérséklet csökkenése miatt a vízgőz lecsapódik. Amikor a vízgőz lecsapódik, felhők képződnek, amelyekből csapadék hullik eső, hó és jégeső formájában. A Földre lehullott csapadék mennyisége megegyezik a felszínről elpárolgott mennyiséggel. Víz földjei. Az óceánok feletti vízgőzfelesleget légáramlatok szállítják a kontinensekre. A légkörben az óceánból a kontinensek felé szállított vízgőz mennyisége megegyezik az óceánokba áramló folyóvíz mennyiségével.
Ózon 90%-a a sztratoszférában koncentrálódik, a többi része a troposzférában van. Az ózon elnyeli a Nap UV-sugárzását, ami negatívan hat az élő szervezetekre. Azokat a területeket, ahol a légkör alacsony ózonszintje van, ún ózonlyukak.
Az ózonréteg vastagságában a legnagyobb eltérések a magas szélességi fokokon figyelhetők meg, így a sarkokhoz közeli területeken nagyobb az ózonlyukak kialakulásának valószínűsége, mint az Egyenlítő közelében.
Szén-dioxid jelentős mennyiségben kerül a légkörbe. Folyamatosan szabadul fel az élőlények légzése, égés, vulkánkitörések és egyéb, a Földön lezajló folyamatok következtében. A levegő szén-dioxid-tartalma azonban alacsony, mivel nagy része a hidroszféra vizeiben oldódik. Megjegyzendő azonban, hogy az elmúlt 200 évben a légkör szén-dioxid-tartalma 35%-kal nőtt. A jelentős növekedés oka az aktív emberi gazdasági tevékenység.
A légkör fő hőforrása a Föld felszíne. A légköri levegő elég jól átereszti a napsugarakat a földfelszín felé. A Földet érő napsugárzást részben elnyeli a légkör - elsősorban a vízgőz és az ózon, de túlnyomó többsége eléri a földfelszínt.
A Föld felszínét elérő teljes napsugárzás részben visszaverődik róla. A visszaverődés nagysága a földfelszín egy adott területének, az ún albedó. A Föld átlagos albedója körülbelül 30%, míg az albedóértékek közötti különbség fekete talajnál 7-9%, frissen hullott hónál 90%. Melegítéskor a földfelszín hősugarakat bocsát ki a légkörbe, és felmelegíti alsó rétegeit. A légkör hőenergia fő forrása mellett - a földfelszín hője; hő kerül a légkörbe a vízgőz kondenzációja, valamint a közvetlen napsugárzás elnyelése következtében.
A légkör egyenetlen felmelegedése a Föld különböző régióiban egyenlőtlen nyomáseloszlást okoz, ami légtömegek mozgásához vezet a Föld felszínén. A légtömegek a magas nyomású területekről az alacsony nyomású területekre mozognak. A légtömegek ezen mozgását ún a szél által. Bizonyos körülmények között a szél sebessége nagyon nagy lehet, akár 30 m/s vagy több is (30 m/s-nál több már Hurrikán).
A légkör alsó rétegének adott helyen és időpontban fennálló állapotát ún időjárás. Az időjárást a levegő hőmérséklete, a csapadék, a szél erőssége és iránya, a felhőzet, a levegő páratartalma és a légköri nyomás jellemzi. Az időjárást a légköri keringési viszonyok és a terület földrajzi elhelyezkedése határozzák meg. Legstabilabb a trópusokon, és a legváltozatosabb a középső és magas szélességeken. Az időjárás jellege és szezonális dinamikája attól függ éghajlat ezen a területen.
Alatt, éghajlat az adott terület leggyakrabban ismétlődő, hosszú ideig fennmaradó időjárási jellemzőit értjük. Ezek 100 évre átlagolt jellemzők - hőmérséklet, nyomás, csapadék, stb. Az éghajlat fogalma (tól görög, klima- tilt) az ókori Görögországból származik. Már akkor is megértették, hogy az időjárási viszonyok attól függnek, hogy a napsugarak milyen szögben érik a Föld felszínét. Egy adott területen egy adott éghajlat kialakításának vezető feltétele az egységnyi területre jutó energiamennyiség. Ez a Föld felszínére eső teljes napsugárzástól és a felszín albedójától függ. Így az Egyenlítő vidékén és a sarkokon egész évben alig változik a hőmérséklet, a szubtrópusi vidékeken és a középső szélességeken az éves hőmérsékleti tartomány elérheti a 65 °C-ot is. A fő klímaképző folyamatok a hőcsere, a nedvességcsere és a légköri keringés. Mindezen folyamatok egyetlen energiaforrással rendelkeznek - a Nap.
A légkör minden életforma elengedhetetlen feltétele. Az élőlények életében a levegőt alkotó következő gázok a legnagyobb jelentőséggel bírnak: oxigén, nitrogén, vízgőz, szén-dioxid, ózon. Az élő szervezetek túlnyomó többsége számára oxigén szükséges a légzéshez. A levegőből egyes mikroorganizmusok által felszívott nitrogén szükséges a növények ásványi táplálkozásához. A szárazföldön a lecsapódó és csapadékként kihulló vízgőz a víz forrása. A fotoszintézis folyamatának kiindulási anyaga a szén-dioxid. Az ózon elnyeli a szervezetre káros kemény UV-sugárzást.
Úgy gondolják, hogy a modern légkör másodlagos eredetű: a bolygó kialakulásának befejeződése után, mintegy 4,5 milliárd évvel ezelőtt alakult ki a Föld szilárd héjai által kibocsátott gázokból. A Föld geológiai története során a légkör különböző tényezők hatására jelentős változásokon ment keresztül összetételében.
A légkör fejlődése a Földön végbemenő geológiai és geokémiai folyamatoktól függ. Az élet megjelenése után bolygónkon, azaz hozzávetőleg 3,5 milliárd évvel ezelőtt az élő szervezetek jelentős befolyást kezdtek gyakorolni a légkör fejlődésére. A gázok jelentős része - nitrogén, szén-dioxid, vízgőz - vulkánkitörések következtében keletkezett. Az oxigén körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt jelent meg a kezdetben az óceán felszíni vizeiben keletkezett fotoszintetikus organizmusok tevékenységének eredményeként.
A közelmúltban az aktív emberi gazdasági tevékenységgel összefüggésben észrevehető változások következtek be a légkörben. Így a megfigyelések szerint az elmúlt 200 évben jelentősen megnőtt az üvegházhatású gázok koncentrációja: a szén-dioxid-tartalom 1,35-szeresére, a metáné 2,5-szeresére nőtt. A levegőben számos egyéb változó komponens tartalma jelentősen megnőtt.
A légkör állapotának folyamatos változásai - az üvegházhatású gázok koncentrációjának növekedése, ózonlyukak, légszennyezés - korunk globális környezeti problémái.
65. A LITOSZFÉRA ÖKOLÓGIAI FUNKCIÓI: ERŐFORRÁS, GEODINAMIKAI, GEOFIZIKAI-GEOKÉMIAI
Még az ókorban is megtanulták az emberek szükségleteikre felhasználni a litoszféra és a Föld más héjainak erőforrásait, ami tükröződött az emberi fejlődés történelmi időszakainak elnevezésében: „Kőkorszak”, „Bronzkor”, „ Vaskor". Napjainkban több mint 200 különböző típusú erőforrást használnak. Minden természeti erőforrást egyértelműen meg kell különböztetni a természeti feltételektől.
Természetes erőforrások- ezek olyan testek és természeti erők, amelyek a termelőerők és a tudás adott fejlettségi szintjén az anyagi tevékenységben való közvetlen részvétel formájában felhasználhatók az emberi társadalom szükségleteinek kielégítésére.
Alatt ásványok a földkéreg emberi gazdasági tevékenységében hatékonyan hasznosítható ásványi képződményekre utal. Az ásványok földkéregben való eloszlását geológiai törvények szabályozzák. A litoszféra erőforrásai közé tartozik az üzemanyag, az érc és a nemfémes ásványok, valamint a Föld belső hőjének energiája. Így a litoszféra az emberiség számára az egyik legfontosabb funkciót - erőforrást - látja el, szinte minden ismert erőforrással ellátva az embert.
Az erőforrás-funkció mellett a litoszféra egy másik fontos funkciót is ellát - a geodinamikait. A Földön folyamatosan zajlanak geológiai folyamatok. Minden geológiai folyamat különböző energiaforrásokon alapul. A belső folyamatok forrása a Föld belsejében lévő anyagok radioaktív bomlása és gravitációs differenciálódása során keletkező hő.
A földkéreg különböző tektonikus mozgásai belső folyamatokhoz kapcsolódnak, létrehozva a megkönnyebbülés fő formáit - hegyeket és síkságokat, magmatizmust, földrengéseket. A tektonikus mozgások a földkéreg lassú függőleges rezgéseiben, kőzetgyűrődések és tektonikus vetések kialakulásában nyilvánulnak meg. A földfelszín megjelenése a litoszférikus és a földön belüli folyamatok hatására folyamatosan változik. E folyamatok közül csak néhányat láthatunk saját szemünkkel. Ide tartoznak különösen az olyan veszélyes jelenségek, mint a földrengések és a földön belüli folyamatok szeizmikus aktivitása által okozott vulkanizmus.
A földkéreg kémiai összetételének és fizikai-kémiai tulajdonságainak sokfélesége a litoszféra következő – geofizikai és geokémiai – funkciója. Geológiai és geokémiai adatok alapján 16 km mélységig kiszámították a földkéreg kőzeteinek átlagos kémiai összetételét: oxigén - 47%, szilícium - 27,5%, alumínium - 8,6%, vas - 5%, kalcium, nátrium, magnézium és kálium - 10,5%, az összes többi elem körülbelül 1,5%, beleértve a titánt - 0,6%, szén - 0,1%, réz -0,01%, ólom - 0,0016%, arany - 0,0000005%. Nyilvánvaló, hogy az első nyolc elem a földkéreg csaknem 99%-át teszi ki. Ennek a funkciónak a litoszféra általi betöltése, amely nem kevésbé fontos, mint az előzőekben, a litoszféra szinte valamennyi rétegének leghatékonyabb gazdasági felhasználásához vezet. Különösen összetételében és fizikai és kémiai tulajdonságaiban a legértékesebb a földkéreg felső vékony rétege, amely természetes termékenységgel rendelkezik, és amelyet talajnak neveznek.
65. A LITOSZFÉRA ÖKOLÓGIAI FUNKCIÓI: ERŐFORRÁS, GEODINAMIKAI, GEOFIZIKAI-GEOKÉMIAI
Még az ókorban is megtanulták az emberek szükségleteikre felhasználni a litoszféra és a Föld más héjainak erőforrásait, ami tükröződött az emberi fejlődés történelmi időszakainak elnevezésében: „Kőkorszak”, „Bronzkor”, „ Vaskor". Napjainkban több mint 200 különböző típusú erőforrást használnak. Minden természeti erőforrást egyértelműen meg kell különböztetni a természeti feltételektől.
Természetes erőforrások- ezek olyan testek és természeti erők, amelyek a termelőerők és a tudás adott fejlettségi szintjén az anyagi tevékenységben való közvetlen részvétel formájában felhasználhatók az emberi társadalom szükségleteinek kielégítésére.
Alatt ásványok a földkéreg emberi gazdasági tevékenységében hatékonyan hasznosítható ásványi képződményekre utal. Az ásványok földkéregben való eloszlását geológiai törvények szabályozzák. A litoszféra erőforrásai közé tartozik az üzemanyag, az érc és a nemfémes ásványok, valamint a Föld belső hőjének energiája. Így a litoszféra az emberiség számára az egyik legfontosabb funkciót - erőforrást - látja el, szinte minden ismert erőforrással ellátva az embert.
Az erőforrás-funkció mellett a litoszféra egy másik fontos funkciót is ellát - a geodinamikait. A Földön folyamatosan zajlanak geológiai folyamatok. Minden geológiai folyamat különböző energiaforrásokon alapul. A belső folyamatok forrása a Föld belsejében lévő anyagok radioaktív bomlása és gravitációs differenciálódása során keletkező hő.
A földkéreg különböző tektonikus mozgásai belső folyamatokhoz kapcsolódnak, létrehozva a megkönnyebbülés fő formáit - hegyeket és síkságokat, magmatizmust, földrengéseket. A tektonikus mozgások a földkéreg lassú függőleges rezgéseiben, kőzetgyűrődések és tektonikus vetések kialakulásában nyilvánulnak meg. A földfelszín megjelenése a litoszférikus és a földön belüli folyamatok hatására folyamatosan változik. E folyamatok közül csak néhányat láthatunk saját szemünkkel. Ide tartoznak különösen az olyan veszélyes jelenségek, mint a földrengések és a földön belüli folyamatok szeizmikus aktivitása által okozott vulkanizmus.
A földkéreg kémiai összetételének és fizikai-kémiai tulajdonságainak sokfélesége a litoszféra következő – geofizikai és geokémiai – funkciója. Geológiai és geokémiai adatok alapján 16 km mélységig kiszámították a földkéreg kőzeteinek átlagos kémiai összetételét: oxigén - 47%, szilícium - 27,5%, alumínium - 8,6%, vas - 5%, kalcium, nátrium, magnézium és kálium - 10,5%, az összes többi elem körülbelül 1,5%, beleértve a titánt - 0,6%, szén - 0,1%, réz -0,01%, ólom - 0,0016%, arany - 0,0000005%. Nyilvánvaló, hogy az első nyolc elem a földkéreg csaknem 99%-át teszi ki. Ennek a funkciónak a litoszféra általi betöltése, amely nem kevésbé fontos, mint az előzőekben, a litoszféra szinte valamennyi rétegének leghatékonyabb gazdasági felhasználásához vezet. Különösen összetételében és fizikai és kémiai tulajdonságaiban a legértékesebb a földkéreg felső vékony rétege, amely természetes termékenységgel rendelkezik, és amelyet talajnak neveznek.
