2.2.4. Некоторые эколого-геологические следствия развития современной цивилизации

«С человеком, несомненно, появилась новая огромная геологическая сила на поверхности нашей планеты» - отмечал Владимир Иванович Вернадский. Развитие современной цивилизации проходит ускоряющимися темпами. По мере этого развития увеличивается влияние человека не только на географическую оболочку, но и на геологические процессы, протекающие в земной коре. Это влияние определяется термином «техногенез», под которым подразумевается совокупность геолого-геоморфологических процессов, вызванных производственной деятельностью человека. Влияние производственной деятельности на природу осуществляется в нескольких важнейших направлениях. Первое из них геоморфологическое, связанное с перемещением огромного объема вещества на поверхности планеты. Оно выражено непосредственным изменением рельефа земной поверхности и созданием искусственного рельефа (карьеров, отвалов карьеров, дорог, плотин, водохранилищ, каналов, зданий и сооружений различного назначения, образующих агломерации крупных городов и мелких населенных пунктов). Кроме того, важнейшей составляющей является извлечение широчайшего спектра минеральных ресурсов (руд черных и цветных металлов, угля и торфа, нефти и газа, нерудного сырья и строительных материалов, воды для питьевого водоснабжения и нужд производства). Суммарный итог геоморфологического влияния оценивается техногенной составляющей глобальной денудации.

Второе направление – это глобальное изменение климата путем влияния на химический состав атмосферы и гидросферы (сжигание большого количества разнообразного топлива - угля, торфа, газа, нефти и ее производных; выбросы химических производств), а также путем регулирования водного режима, осушения болот и орошения, создания искусственных водоемов, каналов.

Третье направление определяется непосредственным влиянием на биосферу при обработке почв, использовании химических удобрений, изменяющих круговорот веществ в биосфере. Это и непосредственное изменение растительного покрова и фауны (уничтожение естественного древесного и травянистого покрова, создание искусственных лесопарковых насаждений, возделывание сельскохозяйственных и технических культур, уничтожение и ограничение численности видов животных, в том числе искусственным их отбором, скрещиванием).

Все эти три направления тесно связаны друг с другом. По имеющимся подсчетам различных авторов, например, за последние 2-3 тыс. лет в результате человеческой деятельности общая площадь лесов на планете сократилась с 72-76 млн. км² до 40,7 млн. км² (человек уничтожил почти половину лесов земного шара!). Сведение лесов увеличивает объемы денудации с единицы площади примерно в 4 раза. Общая площадь земель, подверженных ускоренной денудации, обусловленной сведением лесов и распашкой земель, уже сейчас составляет 40,8 млн. км², или почти треть площади суши. Величина ионного стока (растворенных минеральных веществ) с единицы площади облесенного водосбора в 2,5-3 раза меньше, чем с водосбора, не покрытого лесом. Объемы этого стока в еще большей степени усиливаются в результате выбросов агрессивных газов в атмосферу, а также промышленных стоков. С учетом того, что леса это «легкие нашей планеты», изменяется и баланс в химическом составе атмосферы.

Общая величина глобальной денудации составляет 23-25 млрд. т/год. Суммарный денудационный эффект от производственной деятельности человека оценивается примерно в 10 млрд. т/год. Вклад человека в глобальную денудацию, таким образом, составляет около 42%, что позволяет сделать вывод: в пределах внеледниковой суши человек столь же эффективен, как и все экзогенные денудационные процессы вместе взятые.

Важно отметить, что существенное усиление денудации распределено на поверхности суши неравномерно и подчинено неравномерному распределению производственных сил. В зонах повышенной концентрации производства оно возрастает многократно, в то время как на относительно мало заселенных территориях его влияние не так велико. Резкое локальное усиление денудации может приводить (и приводит) к нарушению изостатического равновесия в литосфере, активизации зон разломов в земной коре и, как следствие, к возникновению техногенно обусловленных очагов землетрясений.

В техногенную эру наметились сдвиги в составе атмосферы. Фиксируется непрерывное увеличение поступления «экзогенного» углекислого газа. Оно связано со сведением лесов, с «выгоранием» органики при распашке земель, но главная причина – сжигание топлива. По данным американских ученых (B. Bolin, W. Bischof) за последние сто лет в атмосферу попало около 360 млрд. тонн двуокиси углерода. В настоящее время в атмосферу попадает примерно 10 млрд. тонн углекислого газа ежегодно. Значительная часть его (35-40%) поглощается Мировым океаном. Около 25% усваивается растительностью континентов. Остальная часть (около 1/3) задерживается в атмосфере. С середины XIX века до середины XX века содержание углекислого газа в атмосфере увеличилось на 7%, а еще через 50 лет, к 2000 году, увеличение достигло почти 25%. Необходимо отметить, что эти оценки являются весьма приблизительными, поскольку на количество углекислого газа в атмосфере влияет множество факторов: время суток и время года, состояние погоды и характер местности и др. Увеличение содержания углекислого газа в атмосфере может быть связано также с ослаблением фотосинтеза в океане, вследствие загрязнения поверхности. Нефтяные пятна покрывают уже около четверти его площади.

Дополнительное продуцирование двуокиси углерода может иметь различные следствия. С одной стороны, оно вызывает своеобразную «цепную реакцию»: усиливается объем растворенного в природной воде углекислого газа, повышается агрессивность воды в отношении карбонатов, возрастает их растворение и вынос в океан. На суше активизируются процессы карбонатного карста. С другой стороны, повышенное содержание углекислого газа в атмосфере способствует росту растений, благодаря чему увеличивается биогенная аккумуляция. В последние десятилетия величина годового прироста фитомассы в биосфере по разным оценкам возросла на 7-10%. Наконец, рост содержания углекислого газа в атмосфере приводит к поглощению инфракрасного излучения солнца, вследствие чего возрастает приток тепла к земной поверхности («парниковый эффект»). В количественной оценке изменений термического режима поверхности Земли мнения различных исследователей существенно разнятся, но наличие самой тенденции к повышению температуры в связи с ростом концентрации в атмосфере двуокиси углерода никем не оспаривается.

Парниковый эффект усиливается в связи с увеличением содержания паров воды в атмосфере. Соответствующая тенденция обусловлена расширением орошаемых площадей, строительством водохранилищ, а также повышением температуры, связанным с увеличением содержания углекислого газа.

В атмосферу Земли ежегодно поступает около 380 млн. тонн сернистых соединений. При этом на долю техногенных источников приходится около 147 млн. тонн (40%). Установлено, что рост содержания серы способствует устойчивости облачности и увеличению площади облаков, а образование серной кислоты – это еще одна причина возрастания агрессивности природных вод, стимулирования выветривания и карстовых процессов.

Прогрессирующий рост запыленности атмосферы вызывает устойчивую тенденцию к уменьшению прихода солнечной радиации. Запыленность атмосферы, таким образом, стремится компенсировать парниковый эффект, обусловленный увеличением концентрации углекислого газа.

На энергетический баланс планеты оказывает влияние изменение величины альбедо (отражательной способности). Максимальных значений эта величина достигает на снежной поверхности (до 98% солнечной радиации отбрасывается в космос «снежным зеркалом»). В связи с чем, наблюдающееся сокращение площади многолетних льдов в приполярных областях способствует накоплению тепла и увеличению температуры. Это увеличение, в свою очередь, приводит к уменьшению площади льдов. Таким образом, процесс приобретает лавинообразный характер.

Изменения теплового баланса Земли происходят также в результате непосредственного выделения большого количества тепла промышленными предприятиями. Уже сейчас в крупных городах и промышленных районах количество техногенного тепла сопоставимо с его приходом с солнечным излучением.

Приведенные данные наглядно демонстрируют всю сложность процессов протекающих в атмосфере, а в связи с этим и сложность задач по прогнозу климатических изменений на планете в ближайшем и отдаленном будущем. Неоспоримым, однако, остается факт устойчивой тенденции к потеплению климата в последние десятилетия, что сказывается на атмосферной циркуляции, увеличении нестабильности климатических параметров. Эта нестабильность выражается в увеличении количества природных катастроф – штормовых и ураганных ветров, торнадо, пыльных бурь, аномально низких зимних температур и аномально жарких летних сезонов.

Литература к разделу 2.2: [18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 29, 30].