Тема: Мінерально-сировинні ресурси, особливості використання, екологічні проблеми

План: Літосфера, її роль в геосистемі Землі. Категорія „природні ресурси”. Мінеральні ресурси світу, України: тенденції їх використання. Ресурсоємність виробництва, основні критерії оцінки. Екологічні проблеми використання ресурсів надр. Формування геохімічних аномалій і їх негативний вплив на довкілля і живі організми. Підходи до виваженого ресурсокористування.

Мета: визначити роль літосфери в геосистемі Землі; знати основні мінеральні ресурси світу, України, тенденції їх використання; знати основні критерії оцінки ресурсоємністі виробництва та екологічні проблеми використання ресурсів надр; вміти співвідносити ресурсоємність різних видів продукції;

вміти наводити приклади екологічних проблем надрокористування; усвідомлювати негативний вплив геохімічних аномалій на живу природу і організм людини; визначити шляхи і напрямки виваженого ресурсокористування.

Літосфера, її роль в геосистемі Землі

Літосфера — зовнішня тверда оболонка Землі, яка включає всю земну кору з частиною верхньої мантії Землі й складається з осадочних, вивержених і метаморфічних порід.

Нижня межа літосфери нечітка й визначається різким зменшенням в'язкості порід, зміною швидкості по­ширення сейсмічних хвиль і збільшенням електропровідно­сті порід. Товщина літосфери на континентах і під океа­нами різниться й становить в середньому відповідно 25—200 і 5—100 км.

Розглянемо в загальному вигляді геологічну будову Зем­лі. Третя за віддаленістю від Сонця планета — Земля має радіус 6370 км, середню густину — 5,5 г/см³ і складається з трьох оболонок — кори, мантії та ядра. Мантія та ядро по­діляються на внутрішні й зовнішні частини.

Земна кора — тонка верхня оболонка Землі, яка має товщину на континентах 40—80 км, під океанами 5— 10 км і становить всього близько 1 % маси Землі: Вісім елементів — кисень, кремній, водень, алюміній, залізо, маг­ній, кальцій, натрій — утворюють 99,5 % земної кори. На континентах кора тришарова: осадочні породи вкривають гранітні, а гранітні залягають на базальтових. Під океа­нами кора «океанічного», двошарового типу; осадочні поро­ди залягають просто на базальтах, гранітного шару немає. Розрізняють також перехідний тип земної кори (острівно-дужні зони на околицях океанів і деякі ділянки на ма­териках, наприклад Чорне море). Найбільшу товщину зем­на кора має в гірських районах (під Гімалаями — понад 75 км), середню — в районах платформ (під Західно-Сибірською низиною — 35—40, в межах Російської платформи — 30—35), а найменшу — в центральних районах океанів (5— 7 км).

Переважна частина земної поверхні — це рівнини кон­тинентів і океанічного дна. Континенти оточені шельфом — мілководною смугою глибиною до 200 м і середньою ши­риною близько 80 км, яка після різкого обривчастого виги­ну дна переходить у континентальний схил (ухил змінюєть­ся від 15—17 до 20—30°). Схили поступово вирівнюються й переходять у абісальні рівнини (глибини 3,7—6,0 км). Найбільші глибини (9—11 км) мають океанічні жолоби, переважна більшість яких розташована на північній і за­хідній околицях Тихого океану.

Основна частина літосфери складається з вивержених магматичних порід (95 %), серед яких на континентах пе­реважають граніти та гранітоїди, а в океанах — базальти. Актуальність екологічного вивчення літосфери зумовле­на тим, що літосфера є середовищем усіх мінеральних ре­сурсів, одним з основних об'єктів антропогенної діяльності (складових природного середовища), через значні зміни якого розвивається глобальна екологічна криза. У верхній частині континентальної земної кори розвинені грунти, зна­чення яких для людини важко переоцінити.

Грунти — органо-мінеральний продукт багаторічної (сотні та тисячі років) спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла та світла є одними з найважливіших при­родних ресурсів. Залежно від кліматичних і геолого-географічних умов грунти мають товщину від 15—25 см до 2—3 м. Грунти виникли разом з живою речовиною і розвивали­ся від впливом діяльності рослин, тварин і мікроорганізмів, поки не стали дуже цінним для людини родючим субстра­том. Основна маса організмів і мікроорганізмів літосфери зосереджена в грунтах, на глибині не більше кількох мет­рів. Сучасні грунти є трифазною системою (різнозернисті тверді частки, вода та гази, розчинені у воді, та порах), яка складається із суміші мінеральних часток (продукти руй­нування гірських порід), органічних речовин (продукти життєдіяльності біоти та мікроорганізмів і грибів).

Грунти відіграють величезну роль у кругообігу води, речовин і вуг­лекислого газу.

З різними породами земної кори, як і з її тектонічними структурами, пов'язані різні корисні копалини: горючі, ме­талічні, будівельні, а також такі, що є сировиною для хі­мічної та харчової промисловості.

У межах літосфери періодично відбувалися й відбува­ються грізні екологічні процеси (зсуви, селі, обвали, еро­зія), які мають величезне значення для формування еко­логічних ситуацій у певному регіоні планети, а іноді при­зводять до глобальних екологічних катастроф.

Глибинні товщі літосфери, які досліджують геофізич­ними методами, мають досить складну й ще недостатньо вивчену будову, так само, як мантія та ядро Землі. Але вже відомо, що з глибиною щільність порід зростає, і якщо на поверхні вона становить у середньому 2,3—2,7 г/см³, то на глибині близько 400 км — 3,5 г/см³, а на глибині 2900 км (межа мантії та зовнішнього ядра) — 5,6 г/см³.

У центрі ядра, де тиск досягає 3,5 тис. т/см², вона збільшується до 13—17 г/см³.

Встановлено також і характер зростання глибинної температури Землі. На глибині 100 км вона становить приблизно 1300 К, на глибині близько 3000 км — 4800, а в центрі земного ядра — 6900 К.

Переважна частина речовини Землі перебуває в твердому стані, але на межі земної кори та верхньої мантії (глибини 100—150 км) залягає товща пом'якшених, тістоподіб­них гірських порід. Ця товща (100—150 км) називаєть­ся астеносферою. Геофізики вважають, що в розріджено­му стані можуть перебувати й інші ділянки Землі (за ра­хунок розущільнення, активного радіорозпаду порід тощо), зокрема — зона зовнішнього ядра. Внутрішнє ядро перебу­ває в металічній фазі, але щодо його речовинного складу єдиної думки на сьогодні немає.