Экологическая геология

ископаемых, а также стихийными явлениями (землетрясениями, извержениями вулканов).

Экзогенные процессы возникают в результате взаимодействия земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой.

Эндогенные процессы меняют состав земной коры и форму Земли за счет магмы и формирования возвышенностей и впадин. Породы, образовавшиеся в недрах и устойчивые в господствующих там условиях, на поверхности быстро разрушаются под действием экзогенных процессов – суточных и сезонных колебаний температуры, механического и химического воздействия воды, воздуха и живых организмов. В результате образуется другое, новое вещество, устойчивое в поверхностных условиях. Возникают новые формы материи, новые горные породы, которые называются вторичными.

Рельеф также сглаживается под действием экзогенных процессов. Возвышенности непрестанно разрушаются, а продукты их разрушения заполняют низины: сползают по склонам под действием силы тяжести, переносятся ветром, стекающими с возвышенностей ручьями и реками, морскими течениями. Таким образом, внешние процессы стремятся выровнять рельеф, привести Землю к форме идеального эллипсоида вращения.

Под действием экзогенных процессов продукты разрушения горных пород перерабатываются и перемешиваются, накапливаются («оседают») в новых местах в виде осадков и осадочных горных пород. В формировании этих пород принимают участие те же физические, химические и биологические факторы, которые одновременно разрушают магматические горные породы. Например, гранит на поверхности Земли разрушается и превращается, в конечном счете, в песок и глину. В дальнейшем из песка может образоваться песчаник, из глины – глинистый сланец.

Перераспределение вещества при образовании осадочных горных пород также может привести к возникновению месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых, которые называют экзогенными. В соответствии с характером природных процессов они образуются разными путями: меха-

62

ническим (россыпи золота, платины, олова, алмазов и др.), химическим (месторождения бокситов, минеральных солей и др.) и органическим (месторождения углей, горючих сланцев, нефти и др.).

Наблюдения показывают, что разрушаются и изменяются не только породы, попавшие из недр на поверхность. Аналогичные преобразования происходят и тогда, когда образовавшиеся на поверхности породы попадают в условия, характерные для более глубоких зон: например, когда осадочные породы соприкасаются с поступающей из недр магмой, т. е. попадают в условия высоких температур и давлений, или когда под действием эндогенных процессов деформируется земная кора (образуются складки, разрывы, перемещаются блоки и пр.) и в связи с этим резко повышается давление и температура. В подобных случаях поверхностные образования (осадочные, а часто и магматические породы) оказываются неустойчивыми. Происходит новое перераспределение материи, в результате которого появляются породы, совершенно не похожие на исходные. Эти породы называют метаморфическими, а процесс их изменения – метаморфизмом. При метаморфизме также могут образоваться месторождения полезных ископаемых, например месторождения асбеста, талька, многих металлов и др.

Таким образом, внешние агенты постоянно разрушают то, что создается эндогенными процессами, и одновременно создают новое вещество, новые формы материи, устойчивые в новой среде, а материя, образованная на поверхности, становится неустойчивой в недрах и, если попадает туда, преобразуется. В этом наглядно проявлен величайший диалектический закон борьбы и единства противоположностей, на котором зиждется все развитие нашей планеты со времени ее зарождения. Благодаря этому происходит непрерывное перераспределение материи с образованием новых ее форм и разновидностей, заставляющее течь реки, двигающее горы и моря, поддерживающее жизнь за счет поступления из недр все новых и новых материалов. В результате взаимодействия эндогенных и экзогенных геологических процессов формируется рельеф, характерными формами которого являются хребты и впадины, относящиеся к категории морфоструктур.

63

Темп и характер развития экзогенных геологических процессов в пределах той или иной местности в значительной степени зависят от климата и тектонического режима, действующего через рельеф. В этом проявляются взаимодействие и противоречие внешних и внутренних сил в развитии геологических процессов и явлений, они являются причинно обусловленными. Однако эти противоречия не единственная движущая сила их развития. Многие эндогенные и экзогенные процессы получают развитие независимо друг от друга, хотя проявляются в одной и той же области – на поверхности земли или в приповерхностных горизонтах земной коры, например морозное пучение и сейсмические явления.

Геологические процессы возникают при наличии определенных несоответствий (противоречий), например: минерального состава горных пород – геохимическим условиям окружающей их среды; напряженного состояния горных пород – их предельному равновесию; плотности и пористости горных пород – величине действующих нагрузок; степени литификации горных пород – величине действующих гравитационных и геохимических сил; размягчаемости и размываемости горных пород – скоростями водного потока и др. Эти несоответствия (противоречия) и предполагают естественную неизбежность возникновения геологических процессов и явлений, они служат движущей силой их развития.

Важнейшей особенностью геологических процессов является неравномерность их проявления по земной поверхности в пределах различных регионов, областей и районов. Геологические процессы тесно связаны и с особенностями рельефа. Геологические процессы парагенетически связаны также с определенными комплексами горных пород, слагающими приповерхностные горизонты земной коры. В соответствии с этим их распространение предопределяется геологической историей той или иной территории. Как видно из приведенного материала, распространение различных геологических процессов, действительно, контролируется климатическими, геоморфологическими, петрографическими и тектоническими факторами. Проявление каждого из геологических процессов на той или иной территории зависит от преобладающего действия

64

какой-либо одной или нескольких основных причин. Эти процессы приводят к необратимым изменениям рельефа поверхности Земли, имеют направленный, непрерывнопрерывистый характер развития во времени (этапы, стадии, фазы), и их распространение подчиняется некоторым общим закономерностям.

В таблице 4.1.1 дана общая классификация геологических процессов и явлений, как природных, так и вызванных человеком. Классификация включает как эндогенные, так и экзогенные

65

66

67

процессы; все процессы рассматриваются без отрыва от массивов горных пород, с выделением факторов, являющихся условием возникновения данного процесса.

В наибольшей степени для решения задач экологической геодинамики соответствует классификация природных и техногенно обусловленных геологических процессов, предложенная Н. С. Красиловой под руководством В. Т. Трофимова (2002). Она

построена с учетом экологических последствий, а также временных и пространственных характеристик того или иного процесса (рис. 4.1.1).

Рис. 4.1.1. Систематика геологических и других природных процессов по интенсивности негативных воздействий на биоту, включая человека (по Трофимову, Зилингу, 2002)

ДД – длительнодействующие (вековые); KB – кратковременные (эпизодические);

БД – быстродействующие (катастрофические)

69

4.2. Геодинамические экологические функции литосферы

Геодинамические экологические функции литосферы раскрываются через взаимодействие биоты и геологических процессов.

Под геодинамической экологической функцией литосферы понимается функция, отражающая способность литосферы влиять на состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека через природные и антропогенные (техногенные) геологические процессы и явления. Их проявление

иразвитие в природных условиях связано как с внешними космическими факторами, так и со сбросом (разрядкой) напряжений в геофизических полях Земли, а воздействие геологических процессов на биоту – с перемещением вещества земной коры и преобразованием рельефа. Следовательно, геодинамические экологические свойства литосферы обусловлены как энергетической составляющей литосферы, так и динамикой ее вещественного состава, включая рельефообразующие факторы. Становление этих свойств литосферы шло параллельно с эволюцией Земли и биосферы и отличалось пульсационным развитием. Эпохи активизации геологических процессов и катастроф сменялись этапами их затухания и стабилизации. На современном этапе особое значение в оценке влияния на биоту имеют антропогенные геологические процессы – порождение эпохи техногенеза, резко усилившей активность и динамику как природных процессов, так

ивызвавших к жизни развитие так называемых антропогенных геологических процессов.

Отличительной чертой геодинамической функции является возможность ее реализации как непосредственно в виде негативного по отношению к биоте явления, так и опосредованно

– через ресурсную, геофизическую или геохимическую функции. Так, оценку площадной эрозии можно рассматривать через интенсивность процесса и площадную пораженность им определенной территории (геодинамический критерий оценки), либо через потерю или сокращение запасов гумуса, земельных ресурсов (ресурсный критерий оценки).

70