- •Глава 6. Экологическая геофизика
- •6.1. Основные понятия, предмет и методы геолого-геофизических исследований в экологии
- •6.1.1. Экогеофизика и экогеология.
- •6.1.2. Понятийная терминологическая база.
- •6.1.3. Геологическая экология и геофизическая экология.
- •6.1.4. Особенности физико-геологических моделей в экогеофизике.
- •6.2. Эколого-геофизические исследования и мониторинг геодинамических природных и техногенных процессов
- •6.2.1. Геодинамические природно-техногенные процессы и устойчивость геологической среды.
- •6.2.2. Экосейсмология.
- •6.2.3. Экогравитация.
- •6.2.4. Экогидрогеофизика.
- •6.2.5. Экокриология.
- •6.3. Эколого-геофизические исследования и мониторинг вещественного (гео-химического) загрязнения окружающей среды
- •6.3.1. Природа источников загрязнений окружающей среды и особенности геофизических аномалий.
- •6.3.2. Изучение загрязнения геологической среды геофизическими методами.
- •6.3.3. Комплексирование геофизических методов для изучения загрязнений геологической среды.
- •6.4. Изучение техногенного физического загрязнения1
- •6.4.1. Природа техногенного физического загрязнения.
- •6.4.2. Виды техногенного физического загрязнения.
- •6.4.3. Оценка техногенного физического загрязнения геофизическими методами.
6.1.2. Понятийная терминологическая база.
В экологических дисциплинах терминологическая база неоднозначна. Она достаточно четко, по нашему мнению, упорядочена М.К.Бахтеевым в учебнике " Геоэкология " (1997) и в книге " Теория и методология экологической геологии " (1997) под редакцией В.Т.Трофимова.
Экология, возникшая как часть биологии, раньше означала науку о взаимоотношениях биоты с окружающей средой. В настоящее время такое понимание этого термина соответствует " биоэкологии " . Экология в широком значении этого термина - это комплексная наука (или система наук), изучающая общие законы функционирования экосистемы и воздействие человеческой (антропогенно-техногенной) деятельности на них.
Под экосистемой, называемой также геоэкосистемой, биосистемой или биогеоценозом, понимают сообщество живых организмов (растений, животных, микроорганизмов) и окружающей среды обитания. Такое сообщество представляется нам как единое функциональное целое с разными уровнями организации от отдельных особей до всей биосферы - " живой пленки " Земли, где существует жизнь. Биосфера состоит из естественной природной среды, занимая часть атмосферы, гидросферы, литосферы, и создает искусственную антропогенно-техногенную среду, называемую социосферой. Она, в свою очередь, состоит из техносферы, включающей искусственно созданные объекты инженерно-хозяйственной деятельности людей (агломерации, сельхозугодья, а также водохозяйственные, транспортные, энергетические, промышленные и другие сооружения), и ноосферы (сфера разума, по В.И.Вернадскому), связанной с преобразующей ролью человеческой цивилизации. Влияние техносферы на природную среду и биосферу настолько велико, что можно говорить о биотехносфере как окружающей среде обитания человека и биоты.
Таким образом, под окружающей средой (ее называют также географической оболочкой Земли) понимаются взаимосвязанные природная среда (части атмосферы, гидросферы, литосферы), биотехносфера и социосфера. Благодаря возрастающим темпам роста населения Земли, интенсивному использованию природных ресурсов и загрязненности природной среды человечество вступило в противоречие с ней. Судьба цивилизации стоит под угрозой, если не будет преодолено нарушение естественного экологического равновесия. Поэтому экологические исследования и экологическое воспитание населения становятся актуальным видом человеческой деятельности.
6.1.3. Геологическая экология и геофизическая экология.
Наряду с понятием экогеология, в географии, геологии и других науках, связанных с природоохранной деятельностью, используется термин геоэкология, в который разные авторы вкладывают свой смысл. Так, В.Т.Трофимов и др. (1997) считают геологическую экологию (геоэкологию) " междисциплинарной наукой, изучающей состав, структуру, закономерности функционирования и эволюции естественных и антропогенных экосистем высокого уровня организации с целью сохранения жизнеобеспечения человека и жизни на Земле " . В таком понимании геоэкология должна объединять исследования экологических проблем Земли, проводимые в биологии, геологии, географии, почвоведении, т.е. стать " биологией окружающей среды " . В.И.Осипов и др. (1997) считают, что геоэкология - это междисциплинарное направление, объединяющее только науки о Земле, занимающиеся экологией геосфер. В этом случае она подразделяется на экологию атмосферы (метеоэкологию), гидросферы (гидроэкологию), почв (педоэкологию), литосферы (экогеологию). Согласно этим определениям геоэкология - это фундаментальная междисциплинарная наука, находящаяся на стыке ряда наук, занимающихся экологическими проблемами. Поэтому геоэкология должна базироваться на комплексировании биологической, геологической, гидрогеологической, почвенной, геохимической, геофизической информации о состоянии природных систем, а главное - использовать эту информацию для организации мониторинга. Под мониторингом понимается система повторных измерений с прогнозом, анализом, слежением за изменением в пространстве и во времени параметров природной среды с оценкой состояния биосферы и принятием рекомендаций для управленческих решений по защите биоты и человека от антропогенно-техногенного воздействия, а также контроля за их осуществлением. Главные задачи экологического мониторинга - получение объективной, по возможности, количественной информации об изменении биологических, геологических, гидрогеологических, почвенных, геохимических, геофизических параметров природной среды в глобальном, региональном и локальном масштабах. Геофизической информации, получаемой в большом количестве с помощью экспресс-методов и позволяющей создавать простые системы мониторинга, должна принадлежать большая роль, поскольку ее можно использовать во всех перечисленных научных дисциплинах. В результате комплексного геосистемного мониторинга даются оценки территорий с точки зрения их медико-санитарного состояния и возможности нормального функционирования экосистем.
Геоэкологии в геофизике должно соответствовать фундаментальное научное теоретическое направление, которое можно назвать геофизической экологией или геофизикой биотехносферы. Это направление геофизики имеет тот же ранг, что и геофизика атмосферы, гидросферы и литосферы, которые вместе с физикой Земли и составляют геофизику (общую или фундаментальную геофизику).
Предметом исследования геофизической экологии являются физическое состояние и свойства, изменение в пространстве и во времени естественных (космических и земных), искусственных (антропогенно-техногенных) физических полей окружающей человека и биоту среды. В нее с учетом сказанного выше входят:
природная среда (части атмосферы, литосферы, гидросферы);
геологическая среда (почвы, грунты, горные породы и подземные воды);
географическая среда (географические системы или природно-территориальные комплексы разного уровня организации (фации, урочища, наборы урочищ, ландшафты), взаимосвязанные в пространственно-временной организации материи на уровне ландшафтной среды Земли) [Дьяконов К.Н., 1988];
поверхностная гидросфера (акватории рек, озер, шельфы морей и океанов);
биосфера и техносфера (биотехносфера);
социосфера.
Геофизическая экология как фундаментальный раздел геофизики, связанный с изучением экологических проблем физическими методами, находится в стадии формирования. Глобальный характер космических и земных физических полей (гравитационных, магнитных, электромагнитных и др.), их пространственно-временная дифференциация, косморитмичность и космокатастрофичность позволяют нам считать, что они играют главную роль в развитии Земли, литосферы, биосферы [Разработка концепции мониторинга природно-техногенных систем, 1993]. Поэтому правомерность геофизической экологии (геофизики биотехносферы) не вызывает сомнения. Научно-прикладной же раздел геофизической экологии - экологическая геофизика (экогеофизика) активно развивается. В этом разделе настоящей работы рассмотрены три основных направления экогеофизики, связанных со структурными (геодинамическими) нарушениями, вещественными (геохимическими) и энергетическими (полевыми и физическими) видами загрязнения окружающей среды.
