Тема 1. Основні поняття та визначення екологічної геології

Літосфера, з точки зору геології та екології різні речі. В геології під літосферою розуміють тверду оболонку Землі, яка охоплює земну кору і верхню частину верхньої мантії. В екології літосфера – це геологічне середовище, яке охоплює підземну сферу діяльності людей: від поверхні до найглибших шахт (4 км) і свердловин (10-12 км). Екологія літосфери – це вплив геологічної основи, на діяльність людей, і навпаки.

Екологічна геологія – галузь інженерної (прикладної) екології і практичної геології, яка вивчає екологічні проблеми геологічного середовища.

Геологічне середовище, з точки зору екологічних проблем, є мінеральною основою біосфери, основним постачальником енергетичних ресурсів, геологічним простором для будівництва різномасштабних будівель та геологічних споруд.

Таким чином, об'єктом дослідження екологічної геології є геологічне середовище – верхня частина літосфери, яка знаходиться під прямою або опосередкованою дією людини, вираженою природними та природно-техногенними енергетичними полями, що проявляються геологічними процесами. Геологічне середовище включає в себе також ландшафтну оболонку та техногенні відклади.

Предметом дослідження екологічної геології є умови взаємодії людини з геологічним середовищем.

Основна задача екологічної геології – оптимізація техногенної діяльності людини в межах геологічного середовища.

Геологічне середовище є системою з трьох фаз. Вона складається з твердої мінеральної речовини гірських порід, в тому числі і органічного походження, води та інших рідких компонентів (наприклад, рідких вуглеводнів), газів, які є в порах та тріщинах твердої фази або розчинені в підземних водах.

Системний підхід широко використовується при вирішені різних задач. Без системного підходу до геологічного середовища неможливо розробляти оптимальні підходи для вирішення проблем взаємодії людини та геологічного середовища.

Під системою розуміється об'єкт, який складений з інших об'єктів (підсистем), що знаходяться в заданих відношеннях між собою і мають фіксовані властивості. Сукупність відношень і зв'язків підсистем є структурою системи.

Зовнішні по відношенню до системи взаємодії називаються динамічними, а взаємодії елементів системи – внутрішніми або функціональними. Зовнішні взаємодії, які суттєво впливають на стан системи, називаються вхідними взаємодіями, а елементи системи, до яких прикладені вхідні взаємодії, – входами системи. Якщо структура системи не міняється в часі, то така система називається статичною. Система, структура якої під впливом зовнішніх (динамічних) або внутрішніх взаємодій змінюється в часі, називається динамічною.

За характером взаємодії системи з іншими системами розрізняють відкриті і закриті системи. Система, яка взаємодіє з іншими системами, для якої є характерним масоенергообмін із зовнішнім по відношенню до системи середовищем, називається відкритою. В закритій системі здійснюється тільки енергообмін.

Геологічне середовище в цілому, так само як будь-яка його частина, геологічне тіло, добре розглядати як систему. Системи, елементи яких повністю або в основному представлені твердими, рідкими або газоподібними компонентами геологічного середовища, називаються геологічними системами (геосистемами). Геосистеми розділяються на природні і природно-техногенні. Людина є основним конструктором, користувачем та ліквідатором природно-техногенних систем. В залежності від мети дослідження геосистему завжди ділять на елементи-підсистеми і вивчають її структуру.

Приповерхневі геологічні тіла, які в основному, вивчає екологічна геологія, є активними геосистемами. Вони інтенсивно взаємодіють з іншими середовищами: з атмосферою, космосом (через атмосферу), з поверхневою гідросферою.

Поряд з природними геосистемами, екологічна геологія вивчає і антропогенні природно-технічні системи. Поряд з природними геологічним тілами, в них як елементи входять антропогенні тіла (наземні і підземні споруди, водосховища, водо-, нафто-, газозабори, гірські виробітки, технічні засоби) або елементи геологічного середовища, склад, стан і властивості яких мали значні зміни під впливом діяльності людини.

Суттєва різниця антропогенних природно-технічних геосистем від природних полягає в тому, що вносячи зміни в структуру геологічного середовища і створюючи штучні елементи системи, людина заздалегідь, спираючись на дані досліджень і розрахунків, реалізовує в кінцевому результаті управління системою. Людина може передбачити режим поведінки створеної ПТГ, інтенсивність і характер змін відношень між її елементами, зміну її структури. Отже, основна відмінність ПТГ від природної є в тому, що ПТГ є керованою системою, яка належить до класу систем, що досліджує екологічна геологія.

Контрольні запитання

1. Що вивчає екологічна геологія?

2. Дайте визначення поняттю «геологічне середовище».

3. У чому полягає системний підхід до вирішення екологічних проблем геологічного середовища?