Экологическая геология

ней геологические процессы в жизнеобеспечении биоты и, главным образом, человеческого общества (Трофимов, Зилинг, 2000, 2002).

Все виды функциональных зависимостей между природной

итехногенно преобразованной литосферой и биотой как биологическим видом, так и общественной социальной структурой – человеческим обществом, сводится В. Т. Трофимовым и Д. Г. Зилингом (2000, 2002) к четырем функциям: ресурсной, геодинамической, геофизической и геохимической.

Ресурсная функция верхних горизонтов литосферы заключается в ее потенциальной способности обеспечения потребностей биоты (экосистем) абиотическими ресурсами, в том числе и потребностей человека (Королев, 1996; Трофимов, Зилинг, 2000, 2002). Ресурсная функция является базовой в системе «литосфера–биота», так как с ней связаны не только условия жизни и эволюции биоты, но и саму возможность ее существования. Данная функция определяет роль ресурсов (минеральных, органических, и органо-минеральных) для жизни

идеятельности биоты как в качестве биогеоценоза, так и социальной структуры. Ресурсная функция литосферы обусловливает значение минерального, органического и ее органоминерального сырья, составляющего основу для жизнедеятельности биоты как в качестве биогеоценозов, так и антропогеоценоза (Ясаманов, 2003). По мнению В. Т. Трофимова

идр. (2000), она включает следующие аспекты: ресурсы, необходимые для жизни и деятельности биоты, ресурсы, необходимые для жизни и деятельности человеческого общества, ресурсы, как геологическое пространство, необходимое для расселения и существования биоты, в том числе и человеческого общества. Первые два аспекта связаны с минерально-сырьевыми ресурсами, а последний, – с экологической емкостью геологического пространства, в пределах которого происходит жизнедеятельность организма.

Геодинамическая функция литосферы в экологическом аспекте проявляется в ходе геологических процессов, причем эколого-геодинамические свойства литосферы обусловлены как энергетической составляющей литосферы, так и динамикой ее вещественного состава, включая рельефообразующие факторы.

31

Геохимическая экологическая функция отражает свойство геохимических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты в целом и человеческое общество, в частности.

Аналогично, геофизическую функцию литосферы В. Т. Трофимов и Д. Г. Зилинг (2000) рассматривают как свойство геофизических полей (неоднородностей) литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты и здоровье человека. Развивая представления этих ученых, составлена графическая модель, демонстрирующая характер взаимодействия литосферы с другими природными сферами и обществом (рис.

2.2.1.).

ЛД

Рис. 2.2.1. Эколого-геологическая система

Сферы пространственно-временного экологического взаимодействия: ЛД – литодинамическая, БК – биоклиматическая, СХ – социально-хозяйственная (общество).

Чистые классы: 1 – минералы, горные породы, фации и формации, геологические тела и структуры, подземные воды, геодинамические, геохимические и геофизические процессы, явления, поля и структуры, геотекстуры; 2 – живые организмы, их происхождение и жизнеобеспечение (тепло, влага, питание); 3 – социум (население) и хозяйство.

32

Классы двойного взаимодействия: 4 – биотопы, местообитания видов, стации, почвы, биогеохимические процессы и образования, рельеф, ландшафты; 5 – биотические и гидроклиматические ресурсы и условия; 6 – минеральные, топливно-энергетические, геодинамические, геофизические и пространственные ресурсы и условия.

Классы тройного взаимодействия: 7 – литосфера как экологический ресурс, среда обитания живых организмов и жизнедеятельности человека – ядро эколого-геологической системы

33

Эколого-геологическая система складывается из сфер пространственно-временного экологического взаимодействия: литодинамической, биоклиматической и общественной, при этом чистые классы взаимодействия отражают структуру этих сфер. В области взаимопроникновения и взаимодействия двух сфер образуются классы двойного взаимодействия. На последнем уровне образуется класс тройного взаимодействия всех трех сфер – литосфера, как экологический ресурс, среда обитания живых организмов и жизнедеятельности человека, которая и составляет ядро эколого-геологической системы.

2.3. Классификация экологических функций литосферы

На основе данной модели предложена классификация экологических функций литосферы (табл. 2.3.1), основанная на представлениях В. Т. Трофимова и Д. Г. Зилинга (2000, 2002). Экологические функции могут выступать как условия и факторы, так и природные ресурсы. Они определяют развитие природных геосистем и социально-хозяйственных комплексов. Природные ресурсы подразделяются на возобновимые (неисчерпаемые) и невозобномимые (исчерпаемые). В зависимости от вещественно-энергетических и пространственных характеристик экологические функции ландшафтов могут проявляться биотических (живых) и абиотических (косных) средах, протекать в двух – или трехмерном пространстве. В. Т. Трофимов и Д. Г. Зилинг выделяют геодинамические, геохимические, геофизические и ресурсные функции. Нами предложена несколько иная схема их классификации; число функций расширено.

Нижний классификационный уровень, соответственно, может быть разделен на дополнительные ячейки. Например, геодинамические экологические функции литосферы, связанные с внутренней динамикой земли, могут быть обусловлены магматическими, вулканическими, тектоническими и сейсмическими эндогенными геологическими процессами. Экзогенные геологические процессы подразделяются на гравитационные, эрозионные, абразионные, карстовые, суффозионные, мерзлотные, эоловые и др. Они определяют разнообразие гидроклиматических свойств литосферы. В свою

34

очередь, ЭФЛ могут быть ресурсными, удовлетворять материальные и духовные запросы общества.

35

Таблица 2.3.1

Экологические функции литосферы

Экологические функции литосферы Условия, факторы и ресурсы

Классификация экологических функций литосферы определяет состав разделов экологической геологии.

2.4. Структура экологической геологии

Экологическая геология развивается на базе других фундаментальных наук о Земле, тесно взаимосвязана с геоэкологией и инженерной геологией. Таким образом, четко определяется предмет и задачи экологической геологии, ееместо в семействе наук о Земле.

Экологическая геология развивается по принципу «экологизации» основных разделов геологии и включает дисциплины, с экологических позиций изучающие состав и свойства Земли (экологическая петрология, геохимия, гидрогеология, геофизика), геологические процессы (экологическая геодинамика), роль органической жизни в формировании литосферы и месторождений полезных ископаемых (экология литогенеза и экология полезных ископаемых), геологическую среду (инженерная экологическая

36

геология) и дисциплины методического содержания (экологическая картография и геоинформатика).

Основными разделами экологической геологии являются экологическая петрология, экологическая геодинамика, экологическая геоморфология, экологическая геохимия, экологическая геофизика, экологическая гидрогеология, специальная экологическая геология, включающая экологогеологические аспекты проектирования и строительства. В ее состав можно включить рекреационную экологическую геологию

(рис. 2.4.1).

На рисунке 2.4.1 показано положение разделов научных направлений экологической геологии, определяющее ее логическую структуру как науки в целом.

Экологическая геология

Структура экологической геологии некоторым образом повторяет структуру инженерной геологии, и это не случайно. Такая преемственность отражает процесс формирования экологической геологии из основ инженерной геологии.

Экологическая геология состоит из общих (экологическая петрология, геодинамика, геохимия, геофизика, гидрогеология) и специальных (эколого-геологическое картографирование, проектирование и др.) дисциплин. Каждая из них имеет свой предмет, задачи и методы исследований, что и определяет их

37

положение в логической структуре экологической геологии как науки в целом. Все они составляют единую систему экологогеологических знаний и направлены на достижение общих целей.

Экологическая геология рассматривается как синтез геологических и экологических дисциплин, в состав которых входят различные точные, естественные, медицинские и социально-экономические науки, что обеспечивает связь с ними экологической геологии (Трофимов, Зилинг, 2000, 2002). Развивая эти представления, предложена классификационная схема экологической геологии, определенное положение в которой занимает экология нефтегазовых и газовых месторождений (табл. 2.4.1).

В таблице 2.4.1 по горизонтальной оси расположены геологические дисциплины, по вертикальной – экологические. На пересечении осей находятся соответствующие дисциплины экологической геологии.

Геология. Вещественная (науки, изучающие вещественный состав и свойства Земли): ПТ – петрография, минералогия, ГХ – геохимия.

Геодинамическая (науки, изучающие геологические процессы, протекающие в Земле): ДГ – динамическая геология, ГМ – геоморфология.

Историческая (науки, изучающие историю развития Земли и эволюцию органического вещества в ходе геологической истории): ИГ – историческая геология, ФФ – учение о фациях и формациях, литология, ПГ – палеогеография, палеонтология.

Практическая (науки о недропользовании): ПИ – учение о полезных ископаемых, ГР – гидрогеология, РД – рудничная, шахтная и промысловая геология, в том числе геология нефти и газа, поисково-разведочное дело, РС – геологическое ресурсоведение, ИГ – инженерная геология, ГГ – гидрогеология, ГФ – геофизика.

Методическая: АГ – аэрокосмическая геология, ГК – геологическое картирование, ЭИ – геоэкоинформатика.

Экологическая геология. ОЭГ – общая экологическая геология, РЭГ – региональная экологическая геология, ЭГД – экологическая геодинамика, ЭГМ – экологическая геоморфология, ИЭГ – историческая экологическая геология, ЭФ

38

– экология фациальная, ЭПГ – историческая палеогеография, СЭГ – социально-экологическая геология, ЛЭГ – ландшафтноэкологическая геология, ГЭ – геоэкология, ПЭГ – прикладная экологическая

геология, ЭПТ – экологическая петрология, ЭГД – экологическая

39

Таблица 2.4.1

Формирование дисциплин экологической геологии

40