10.2. Водная миграция химических элементов

ВОДНАЯ МИГРАЦИЯ – миграция химических элементов и веществ в водной среде в виде ионов, молекулярных или коллоидных растворов. Важнейшими компонентами воды являются газы, особенно кислород, углекислый газ и сероводород. Значительная часть растворенных веществ находится в форме ионов, среди которых преобладают Ca2, Mg²⁺, Na⁺, HCO₃^-, SO₄^-, Cl^-. Все воды содержат также ионы водорода ОН^-, роль которых, несмотря на низкое содержание, велика, особенно для живых организмов. В воде мало содержание распространенных в литосфере элементов, колеблющееся обычно в пределах 10^-5 - 10^-7 г/л. Кроме ионов, растворенные органические вещества в воде находятся в форме молекул и коллоидных частиц. В коллоидной форме миграция происходит при значительных скоростях течения в поверхн. водах и высоких скоростях фильтрации в подземных. Размер частиц 10^-6 – 10^-9. Роль растворенного органического вещества очень велика для поддержания жизненных процессов в воде.

Вещества в воде мигрируют также в виде тонкой мути (взвеси, суспензий). Размер частиц<10^-6.

Миграция веществ характеризуется коэффициентом В. м., равным отношению содержания элементов в минеральном остатке воды к его содержанию в горных породах или почвах, дренируемых этими водами. Чем выше коэффициент, тем интенсивнее идет выщелачивание элементов из почв и пород. Роль миграции элементов в кислородных водах биосферы приведена в табл. Все большую роль вВ. м. играют антропогенные сбросы сточных вод в водные объекты.

10.3 Когерентная связь, гипноны, флуктуации? ФЛУКТУАЦИИ (от латинского колебание) — обусловленные случайными факторами небольшие колебания физических и иных величин вокруг средних значений, которые при некоторых условиях могут служить "спусковым механизмом" для изменения направления развития системы. Гипноны – эл-ты в системе, которые не реагируют др. на др.

Когерентность в синергетике трактуется как синоним макроскопического "порядка", возникающего благодаря самоорганизационным процессам. Однако в состоянии равновесия этот порядок возникнуть не может. "В равновесном состоянии, - пишут И.Пригожин и И.Стенгерс, - молекулы ведут независимо: каждая из них игнорирует остальные. Такие независимые частицы можно было бы назвать гипнонами ("сомнамбулами"). Каждая из них может быть сколь угодно сложной, но при этом "не замечать" присутствия остальных молекул". "Гипноны", как далее указывают авторы, ведут себя некогерентно, несогласованно, ибо в состоянии равновесия они движутся как во сне, "не замечая" друг друга. Каждая из них может обладать сколь угодно сложной структурой, но в состоянии равновесия их сложность обращена "внутрь" и не как не проявляется "снаружи". "Переход в неравновесное со-стояние пробуждает гипноны и устанавливает когерентность, совершенно чуждую их поведению в равновесных условиях" .

Таким образом, основным условием возникновения когерентности является неравновесность и нелинейность самоорганизующихся систем. Для иллюстрации данного положения воспользуемся примером, приводимым Г.Николисом и И.Пригожиным , возникновения ячеек Бенара, как перехода от простого поведения к сложному, результатом которого является макроскопическая упорядоченность и согласованность элементов системы.

флуктуациям ("нарушениям" или "возмущениям") того или иного параметра (условия) процесса.

Флуктуация - случайное отклонение системы от ее закономерного состояния. Флуктуации в самоорганизации выступают основным моментом, фактором в становлении, функционировании, развитии и неминуемой гибели (или в переходе к иному социальному порождению) любой организации. Именно эти флуктуации порождают фракталы, аттракторы и другие синергетические феномены в социальных процессах.

10.4 Природа напряженного состояния массивов г.п. Ест-е напряженное состояние г п определяет прочность и деформируемость, водопроницаемость, влияет на развитие таких процессов как обвалы, оползни, горно геологические процессы г п , особенно на больших глубинах испытывают всестороннее сжатие, давление, формирующие определение величины напряжения. Естест-е напр-е г.п. выражается велич-ой внутренней силы, действ-щей в массиве г.п. на един-цу S различ-го сечения массива. Бывает:1) гравит-ое(вес пород),2) тектон-е,3) темпер-ое(на больших глуб-х),4) гидродинам-ое(фильтр-я, напор п.в.), 5)Кристаллиз-ое(литогенет-е проц-сы). Напряж-е сост-е г.п. в условиях естеств-го залег-я имеет геолог. природу и связано с существ-ем глобального поля напряжений, обусловлен-го преимущ-но современным сжатием Земли. Это поле напряжений неоднородно по природе сил, его вызыв-х (грав-ые, тект-ие и др) и по ориентировке в пространстве его составляющих. Распред-е гор-х напр-й в г.п. показ-ет, что они связаны с областями активных нов-их и совр-х тект-х движ-й. Распред-е напр-й в г.п. осад-го чехла древних и мол-х платформ иное, чем в твердых (скальных) пор-х фундамента. Вертик-ая составляющая в породах опред-ся нагрузкой вышележ-х пор-д. Ее значение возрастает с глуб-й и соотв-ет гравит-м напр-ям, расчит-ым по данным средней плотности вышележ-х п. При проектир-ии сооруж-й в областях соврем-х тект-х движ-й можно ожидать избыточное напряженное сост-е твердых г.п. Это напр-е рассчитать нельзя, его надо измерять. В др. группах г.п. напр-ое сост-е определ-ся гравит-ми силами.Полевые м-ды исслед-я напр-го сост-я г.п.: 1)структурно-геолог-й (изуч-е направлений тект-х сжим-щих и растяг-их напр-й в г.п.),2)геофиз-ий(изуч-е ориентир-ки напр-й в разных точках геол-ой струк-ры и их велич-не),3)непосредст-е измерения(спец. приборы). Факторы: - глубина погружения бассейна седиментации; –литологический состав пород и их физ мех св ва; -тектонические структуры и трещеноватость создают неоднородное напряжение; -рельеф- вблизи склонов напряжение больше, чем на равнинах; -процессы выветривания; -обводненность пород; -техногенные факторы-создание плотин, водохранилищ, взрывы обвалы пород. Величина естественного напряжения в массиве весьма изменчива и м б довольно большой Естеств напр-е г п изучаеться и оцениваеться для6 – обоснования подземного строительства, г/техн С., разработки м р п и с точки зрения горно геол-х процессов (горных ударов, стреляние); - для оценки устойчивостивысоких склонов, бортов карьеров, прогноза возникновения на них оползней, обвалов и других процессов; - для прогноза землетрясений.

.