23. Воздействие человека на природные процессы, примеры, состояние и прогноз на будущее

1)Физическое воздействие определяется горно-технической, инженерно-строительной, сельхоз и военной деятельностью. Гигантские горно обогатительные комбинаты (ГОК) или топливно-энергетические комплексы (ТЭК) способны в короткое время изменить геологическую среду так, что восстановлению она уже не подлежит. Большое воздействие на геологическую среду оказывали подземные и наземные ядерные взрывы, проводившиеся в различных местах земного шара. В настоящее время около 15% суши, т.е. 1/6 всей ее площади покрыта инженерными сооружениями – дорогами, каналами, водохранилищами, промышленными комплексами, зданиями и др., что соответствует 2-х кратному увеличению за последние 15 лет. Благодаря этой деятельности изменяется рельеф; происходит изменение свойств пород – уплотнение – разуплотнение; разрушение; изменяется режим и уровень грунтовых вод и т.д.

2)3)Физико-химическое и химическое воздействие на земную кору оказывает организация свалок твердых бытовых отходов, промышленные и коммунальные стоки вод, в результате которых оказываются загрязненными запасы питьевых вод. В настоящее время 1 человек обеспечивает в год около 1 тонны коммунальных отходов. Большие площади отводятся под складирование разнообразных отходов, в России ежегодно образуется больше 20 млн. т неутилиз отходов. Это разрушает верхнюю часть земной коры – геологическую среду и приводит к ее необратимым изменениям. Техногенное воздействие сейчас проникает и в более глубокие горизонты земной коры, из-за огромного количества нефтяных и газовых скважин, подземного строительства в городах, прокладки глубокопогруженных трубопроводов, тоннелей и др. Одних только железных дорог на Земле 1 млн. 400 тыс. км, а автомобильных намного больше. Каждый км дорог нарушает 2 гектара почвы и растительности. Геологическая среда, ландшафты быстро изменяются из-за большого количества крупных водохранилищ, Эти берега усиленно перерабатываются, изменяя рельеф, вызывая оползни, обвалы, подтопление, заболачивание. Техногенные землетрясения. Почвы загрязняются тяжелыми металлами.

4) Существуют научно обоснованные климатический, биологический и экологический пределы энергопотребления человека. Дело в том, что современная биота приспособлена к тем особенностям природной среды, включая и климат, которые сегодня существуют на Земле. А человек стремится потреблять все больше энергии. Только одни США потребляют 40% всей энергии и производят 60% всех мировых отходов. В конце 20-го века антропогенное возмущение парникового эффекта уже в 10 раз превысило пороговое значение по сравнению с биологическим. В первой половине 21-го века человечество приблизится к опасной черте возмущения биосферы, если уровень потребления не изменится, а численность населения не уменьшится до такого уровня, при котором может сохраняться устойчивое, сбалансированное развитие.

23. Основные закономерности развития земной коры

Формирование планеты Земля путем аккреции составивших ее частиц - планетезималей - должно было протекать в течение сотни миллионов лет. Существуют разные мнения по вопросу о том, являлась ли эта аккреция гомогенной, т.е. не сопровождалась разделением исходного материала по составу, или гетерогенной, с образованием сначала железного ядра из материала типа железных метеоритов. Наиболее вероятной представляется промежуточная точка зрения - первоначально образовалось внутреннее ядро, а внешнее возникло уже позднее, в ходе глубинной дифференциации мантийного материала на железо, вероятно, с примесью никеля, стекающее в ядро, и силикаты, поднимающиеся в мантию. Слой D" на границе ядра и мантии может представлять современную зону такого разделения. Еще до 4,0 млрд. лет назад за счет выплавления из верхней мантии начала формироваться первичная базальтовая кора, а в интервале 4,0-3,0 млрд. лет ее стала замещать протоконтинентальная тоналитовая кора; к 2,5 млрд. лет ее в свою очередь в значительной степени заместила зрелая континентальная кора, почти тотчас же разделившаяся на гранитогнейсовый и гранулито-базитовый слои. Интенсивный рост континентальной коры продолжался до 1,7 млрд. лет; к этому рубежу могло возникнуть от 60 до 80% современной континентальной коры. Наращивание континентальной коры должно было идти за счет истощения верхней мантии; нижняя мантия подпитывала верхнюю главным образом флюидами.

К концу раннего докембрия завершилось разделение твердой Земли на оболочки, из которых каждая более верхняя отличается от подстилающей более сложным химическим и минералогическим составом. Ядро состоит из железа с примесью никеля и, возможно, кремния, серы или кислорода. Нижняя мантия сложена уже силикатами очень простого состава и окислами, верхняя мантия - также силикатами, но более сложными (пироксены, гранаты). Но наиболее сложным составом обладает земная кора, обогащенная литофильными элементами и их соединениями. В позднем докембрии и фанерозое рост континентальной коры продолжался, но уже в более замедленном темпе, прерываясь ее деструкцией, первая фаза которой приходится еще на ранний протерозой. Рост континентальной коры происходил за счет более просто построенной более примитивной океанской, в результате ее субдукции, скучивания в аккреционных клиньях, островодужного и коллизионного магматизма, метаморфизма, гранитизации. Но все же разрушение континентальной коры идет, причем двояким: 1денудация континентов (основной объем сносимого с континентов материала оседает в пределах континентальных склонов и подножий) и 2тектоническая эрозия краев континентов в зонах субдукции(ее продукты наращивают континент снизу и вместе с частью осадочного слоя океанской коры уносятся на большую, а затем могут вовлекаться в мантийные струи и обогащать магму вулканических островов). Т.о., континентальный материал в конечном счете возвращается в состав континентов, пройдя круговорот - рицайклинг.

Структура континентальной коры систематически усложняется в связи с появлением все новых генераций подвижных поясов и систем и несмотря на определенную унаследованность последних от более древних. В итоге современная структура континентов отличается крайней сложностью, особенно в их верхних горизонтах, чему способствуют расслоенность литосферы и земной коры, дисгармоничные деформации отдельных слоев и пластин, изменение ориентировки напряжений вследствие перемещений литосферных плит.

В ходе развития земной коры и литосферы менялся и общий стиль деформаций и создаваемых ими структурных форм. В архее деформации проявлялись повсеместно примерно с одинаковой интенсивностью и были в основном пластичными. В конце архея верхняя кора стала хрупкой, в ней появилась сеть разломов. Также в конце архея, но главным образом в протерозое получил распространение особый вид подвижных поясов - гранулито-гнейсовые пояса, продукты энергичного столкновения протоплатформ. С позднего протерозоя стиль деформаций приобрел уже характер, близкий современному. Появление эвапоритовых формаций способствовало широкому развитию галокинеза - соляного диапиризма, к которому в позднем кайнозое присоединились глиняный диапиризм и грязевой вулканизм (не исключено, что последние проявлялись и раньше, но их следы стерты в геологической летописи).

Менялись в истории Земли и формы проявления, и состав продуктов магматической деятельности. Эффузивные покровы и силлы основной и ультраосновной магмы и пластовые интрузии гранитоидов - диапировые интрузии гранитоидов, внедряющиеся в зеленокаменные пояса - дайковые рои - комплексы параллельных даек в офиолитах. Тогда же, в раннем протерозое, возникают первые крупные дифференцированные пластообразные плутоны габбро-анортозитов, гранит-рапакиви, кольцевые плутоны ультраосновных щелочных пород и кимберлитовых трубок. Несколько позднее- глаукофановые сланцы. Параллельно с развитием литосферы и земной коры шло развитие астеносферы. Удаление выделявшегося в недрах Земли тепла на всем протяжении ее истории должно было обеспечиваться конвекцией, но тип конвекции сам изменялся в течение этой истории. Хаотическая конвекция двух наиболее ранних этапов сменилась более упорядоченной в архее. Наблюдалась диссимметрия Земли с ее разделением на материковое и океанское полушария: Пангее постоянно должна была противостоять Панталасса. Не успев образоваться, они уже начинали подвергаться раскалыванию, рифтогенезу, что логично объясняется накоплением под их мощной и слаботеплопроводной литосферой эндогенного тепла. Последнее могло приводить к частичному плавлению верхней мантии и накоплению в основании коры базальтовой магмы, в особенности в зонах рифтинга и под трапповыми полями. Имеются серьезные основания предполагать, что в истории Земли, по крайней мере с протерозоя, наблюдалась периодическая смена общемантийной конвекции двухъярусной, раздельной в нижней и верхней мантии. Это могло происходить с периодичностью в 500 млн лет. Представляется, что общемантийная конвекция могла возникать в период существования Пангей и приводить к их распаду, после чего она сменялась двухъярусной.