الموارد المعدنية للغلاف الصخري. موارد الغلاف الصخري اللازمة لحياة الكائنات الحية

65. الوظائف البيئية للغلاف الصخري: الموارد، الجيوديناميكية، الجيوفيزيائية والجيوكيميائية

حتى في العصور القديمة، تعلم الناس استخدام بعض موارد الغلاف الصخري والأصداف الأخرى للأرض لتلبية احتياجاتهم، وهو ما انعكس في أسماء الفترات التاريخية للتطور البشري: “العصر الحجري”، “العصر البرونزي”، “العصر الحديدي”. هناك أكثر من 200 نوع مختلف من الموارد المستخدمة هذه الأيام. وينبغي تمييز جميع الموارد الطبيعية بوضوح عن الظروف الطبيعية.

الموارد الطبيعية- هذه هي أجسام وقوى الطبيعة التي يمكن استخدامها عند مستوى معين من تطور القوى الإنتاجية والمعرفة لتلبية احتياجات المجتمع البشري في شكل مشاركة مباشرة في النشاط المادي.

تحت المعادنيشير إلى التكوينات المعدنية لقشرة الأرض التي يمكن استخدامها بفعالية في النشاط الاقتصادي البشري. يخضع توزيع المعادن في القشرة الأرضية للقوانين الجيولوجية. تشمل موارد الغلاف الصخري الوقود والخام والمعادن غير المعدنية، بالإضافة إلى الطاقة الحرارية الداخلية للأرض. وهكذا، يؤدي الغلاف الصخري إحدى أهم الوظائف للإنسانية - الموارد - حيث يزود الإنسان بجميع أنواع الموارد المعروفة تقريبًا.

بالإضافة إلى وظيفة الموارد، يؤدي الغلاف الصخري أيضًا وظيفة مهمة أخرى - الجيوديناميكية. تحدث العمليات الجيولوجية بشكل مستمر على الأرض. تعتمد جميع العمليات الجيولوجية على مصادر مختلفة للطاقة. مصدر العمليات الداخلية هو الحرارة المتولدة أثناء التحلل الإشعاعي والتمايز الجاذبي للمواد داخل الأرض.

ترتبط الحركات التكتونية المختلفة لقشرة الأرض بالعمليات الداخلية، مما يخلق الأشكال الرئيسية للإغاثة - الجبال والسهول والصهارة والزلازل. تتجلى الحركات التكتونية في الاهتزازات الرأسية البطيئة لقشرة الأرض، وفي تكوين طيات الصخور والصدوع التكتونية. يتغير مظهر سطح الأرض باستمرار تحت تأثير العمليات الصخرية وداخل الأرض. يمكننا أن نرى فقط عدد قليل من هذه العمليات بأعيننا. وتشمل هذه، على وجه الخصوص، ظواهر خطيرة مثل الزلازل والبراكين الناجمة عن النشاط الزلزالي للعمليات داخل الأرض.

إن تنوع التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية والكيميائية لقشرة الأرض هو الوظيفة التالية للغلاف الصخري - الجيوفيزيائية والجيوكيميائية. بناءً على البيانات الجيولوجية والجيوكيميائية لعمق 16 كم، تم حساب متوسط ​​التركيب الكيميائي لصخور القشرة الأرضية: الأكسجين - 47%، السيليكون -27.5%، الألومنيوم - 8.6%، الحديد - 5%، الكالسيوم، الصوديوم، المغنيسيوم. والبوتاسيوم - 10.5٪، وجميع العناصر الأخرى تمثل حوالي 1.5٪، بما في ذلك التيتانيوم - 0.6٪، الكربون - 0.1٪، النحاس -0.01٪، الرصاص - 0.0016٪، الذهب - 0.0000005٪. ومن الواضح أن العناصر الثمانية الأولى تشكل ما يقرب من 99% من القشرة الأرضية. يؤدي أداء الغلاف الصخري لهذه الوظيفة، التي لا تقل أهمية عن الوظائف السابقة، إلى الاستخدام الاقتصادي الأكثر فعالية لجميع طبقات الغلاف الصخري تقريبًا. وعلى وجه الخصوص، فإن الأكثر قيمة في تركيبها وخصائصها الفيزيائية والكيميائية هي الطبقة الرقيقة العليا من قشرة الأرض، والتي تتمتع بخصوبة طبيعية وتسمى التربة.

وحتى في العصور القديمة، تعلم الناس استخدام بعض هذه الموارد لتلبية احتياجاتهم، وهو ما تم التعبير عنه بأسماء الفترات التاريخية للتطور البشري: "العصر الحجري"، "العصر البرونزي"، "العصر الحديدي". اليوم، يتم استخدام أكثر من 200 نوع مختلف من الموارد المعدنية. وفقًا للتعبير المجازي للأكاديمي A. E. Fersman (1883-1945) ، فإن النظام الدوري بأكمله لمندليف قد تم وضعه عند أقدام البشرية.

المعادن هي تكوينات معدنية لقشرة الأرض يمكن استخدامها بشكل فعال في الاقتصاد؛ وتشكل تراكمات المعادن رواسب، وفي مناطق التوزيع الكبيرة - برك.

يخضع توزيع المعادن في القشرة الأرضية لأنماط جيولوجية (تكتونية) (الجدول 7.4).

معادن الوقود هي ذات أصل رسوبي وعادة ما تصاحب غطاء المنصات القديمة وأحواضها الداخلية والهامشية. لذا فإن اسم "بركة" يعكس أصلهم بدقة تامة - "بركة البحر".

أكثر من 3.6 ألف معروف في العالم. الفحمالأحواض والترسبات، والتي تشغل مجتمعة 15% من مساحة اليابسة على الأرض. الجزء الأكبر من موارد الفحم موجود في آسيا وأمريكا الشمالية وأوروبا، وتتركز في أكبر عشرة أحواض في الصين والولايات المتحدة وروسيا والهند وألمانيا.

تحمل النفط والغازتم استكشاف أكثر من 600 حوض، ويجري تطوير 450 منها. ويصل إجمالي عدد حقول النفط إلى 35 ألفًا. وتقع الاحتياطيات الرئيسية في نصف الكرة الشمالي وهي رواسب من الدهر الوسيط. كما يتركز الجزء الرئيسي من هذه الاحتياطيات في عدد قليل من أكبر الأحواض في المملكة العربية السعودية والولايات المتحدة الأمريكية وروسيا وإيران.

خامعادة ما تنحصر المعادن في أساسات (دروع) المنصات القديمة، وكذلك في المناطق المطوية. وفي مثل هذه المناطق، غالبًا ما تشكل أحزمة خام ضخمة (معدنية)، مرتبطة بأصلها بأخطاء عميقة في القشرة الأرضية. تعد موارد الطاقة الحرارية الأرضية كبيرة بشكل خاص في البلدان والمناطق ذات النشاط الزلزالي والبركاني المتزايد (أيسلندا وإيطاليا ونيوزيلندا والفلبين والمكسيك وكامشاتكا وشمال القوقاز في روسيا وكاليفورنيا في الولايات المتحدة الأمريكية).

بالنسبة للتنمية الاقتصادية، فإن المجموعات الإقليمية (مجموعات) من الموارد المعدنية هي الأكثر فائدة، مما يسهل المعالجة المعقدة للمواد الخام.

استخراج الموارد المعدنية مغلقيتم تنفيذ الطريقة (الخاصة بي) على نطاق عالمي في أوروبا الأجنبية، والجزء الأوروبي من روسيا، والولايات المتحدة الأمريكية، حيث تم بالفعل تطوير العديد من الرواسب والأحواض الموجودة في الطبقات العليا من القشرة الأرضية.

إذا كانت المعادن تقع على عمق 20-30 مترًا، فمن المربح إزالة الطبقة العليا من الصخور باستخدام جرافة ومنجم. يفتحطريق. على سبيل المثال، يتم استخراج خام الحديد بطريقة الحفرة المفتوحة في منطقة كورسك والفحم في بعض رواسب سيبيريا.

من حيث احتياطيات وإنتاج العديد من الموارد المعدنية، تحتل روسيا المرتبة الأولى في العالم (الغاز والفحم والنفط وخام الحديد والماس).

في الجدول يوضح الشكل 7.4 العلاقة بين بنية القشرة الأرضية وتضاريس المعادن وتوزيعها.

الجدول 7.4

الرواسب المعدنية تعتمد على بنية وعودة قسم من القشرة الأرضية والتضاريس

المحيط المائي

المحيط المائي(من اليونانية هيدرو- الماء و sphaira- الكرة) - القشرة المائية للأرض وهي عبارة عن مجموعة من المحيطات والبحار وأحواض المياه القارية - الأنهار والبحيرات والمستنقعات وغيرها والمياه الجوفية والأنهار الجليدية والأغطية الثلجية.

ويعتقد أن القشرة المائية للأرض تشكلت في العصر الأركي المبكر، أي منذ حوالي 3800 مليون سنة. خلال هذه الفترة من تاريخ الأرض، تم تحديد درجة حرارة على كوكبنا يمكن أن يكون فيها الماء في حالة تجميع سائلة إلى حد كبير.

الماء كمادة له خصائص فريدة من نوعها، والتي تشمل ما يلي:

♦ القدرة على إذابة العديد من المواد.

♦ قدرة حرارية عالية.

♦ أن يكون في حالة سائلة في نطاق درجة الحرارة من 0 إلى 100 درجة مئوية؛

♦ خفة الماء في الحالة الصلبة (الثلج) أكبر منها في الحالة السائلة.

سمحت الخصائص الفريدة للمياه بلعب دور مهم في العمليات التطورية التي تحدث في الطبقات السطحية لقشرة الأرض، وفي دورة المادة في الطبيعة، وأن تكون شرطًا لظهور الحياة وتطورها على الأرض. يبدأ الماء في أداء وظائفه الجيولوجية والبيولوجية في تاريخ الأرض بعد ظهور الغلاف المائي.

يتكون الغلاف المائي من المياه السطحية والمياه الجوفية. المياه السطحيةتغطي المجالات المائية 70.8٪ من سطح الأرض. ويصل حجمها الإجمالي إلى 1370.3 مليون كم3، أي 1/800 من الحجم الإجمالي للكوكب، وتقدر كتلتها بـ 1.4 ح 1018 طنًا. المياه السطحية، أي المياه التي تغطي اليابسة، تشمل المحيط العالمي والمياه القارية الأحواض والجليد القاري.

محيط العالميشمل جميع بحار ومحيطات الأرض.

تغطي البحار والمحيطات 3/4 مساحة اليابسة أو 361.1 مليون كم2. يتركز الجزء الأكبر من المياه السطحية في المحيطات العالمية - 98٪. تنقسم محيطات العالم تقليديًا إلى أربعة محيطات: المحيط الأطلسي والمحيط الهادئ والهندي والقطب الشمالي. ويعتقد أن مستوى سطح البحر الحالي قد تم تحديده منذ حوالي 7000 عام. ووفقا للدراسات الجيولوجية، فإن تقلبات مستوى المحيط خلال الـ 200 مليون سنة الماضية لم تتجاوز 100 متر.

المياه في المحيط العالمي مالحة. ويبلغ متوسط ​​محتوى الملح حوالي 3.5% من الوزن، أو 35 جم/لتر. تكوينها النوعي هو كما يلي: الكاتيونات تهيمن عليها Na +، Mg 2+، K +، Ca 2+، الأنيونات هي Cl -، SO 4 2-، Br -، CO 3 2-، F -. يُعتقد أن التركيبة الملحية للمحيط العالمي ظلت ثابتة منذ عصر حقب الحياة القديمة، وهو الوقت الذي بدأت فيه الحياة بالتطور على الأرض، أي لمدة 400 مليون سنة تقريبًا.

أحواض المياه القاريةوهي الأنهار والبحيرات والمستنقعات والخزانات. تشكل مياهها 0.35% من إجمالي كتلة المياه السطحية للغلاف المائي. تحتوي بعض المسطحات المائية القارية - البحيرات - على مياه مالحة. وهذه البحيرات إما أن تكون بركانية الأصل، أو بقايا معزولة لبحار قديمة، أو تكونت في منطقة بها رواسب سميكة من الأملاح القابلة للذوبان. ومع ذلك، فإن المسطحات المائية القارية معظمها عذبة.

تحتوي المياه العذبة من الخزانات المفتوحة أيضًا على أملاح قابلة للذوبان، ولكن بكميات صغيرة. اعتمادًا على محتوى الأملاح الذائبة، تنقسم المياه العذبة إلى ناعمة وصعبة. كلما قلت الأملاح الذائبة في الماء، كلما كان ليونة. أما المياه العذبة الأكثر صلابة، فلا تحتوي على أملاح تزيد عن 0.005% من وزنها، أو 0.5 جم/لتر.

الجليد القارييشكلون 1.65% من إجمالي كتلة المياه السطحية للغلاف المائي، ويوجد 99% من الجليد في القارة القطبية الجنوبية وغرينلاند. تقدر الكتلة الإجمالية للثلوج والجليد على الأرض بحوالي 0.0004% من كتلة كوكبنا. وهذا يكفي لتغطية كامل سطح الكوكب بطبقة من الجليد يبلغ سمكها 53 مترًا، ووفقًا للحسابات، إذا ذابت هذه الكتلة، سيرتفع مستوى المحيط بمقدار 64 مترًا.

التركيب الكيميائي للمياه السطحية للغلاف المائي يساوي تقريبًا متوسط ​​​​تركيب مياه البحر. العناصر الكيميائية السائدة من حيث الوزن هي الأكسجين (85.8٪) والهيدروجين (10.7٪). تحتوي المياه السطحية على كميات كبيرة من الكلور (1.9%) والصوديوم (1.1%). يوجد محتوى أعلى بكثير من الكبريت والبروم مقارنة بقشرة الأرض.

المياه الجوفية للغلاف المائيتحتوي على الإمدادات الرئيسية من المياه العذبة. ومن المفترض أن يبلغ إجمالي حجم المياه الجوفية حوالي 28.5 مليار كيلومتر مكعب. وهذا ما يقرب من 15 مرة أكثر مما هو عليه في المحيط العالمي. ويعتقد أن المياه الجوفية هي الخزان الرئيسي الذي يغذي جميع المسطحات المائية السطحية. يمكن تقسيم الغلاف المائي تحت الأرض إلى خمس مناطق.

كريوزون.منطقة الجليد. تغطي المنطقة المناطق القطبية. ويقدر سمكها في حدود 1 كم.

منطقة المياه السائلة.يغطي القشرة الأرضية بأكملها تقريبًا.

منطقة بخار الماءيقتصر على عمق 160 كم. ويعتقد أن درجة حرارة الماء في هذه المنطقة تتراوح بين 450 درجة مئوية إلى 700 درجة مئوية، ويتعرض لضغط يصل إلى 5 جيجا باسكال.

يقع أدناه على أعماق تصل إلى 270 كم منطقة جزيئات الماء الأحادية.ويغطي طبقات من الماء تتراوح درجة حرارتها من 700 درجة مئوية إلى 1000 درجة مئوية وضغط يصل إلى 10 جيجا باسكال.

منطقة مائية كثيفةمن المفترض أن يمتد إلى أعماق 3000 كيلومتر ويطوق وشاح الأرض بأكمله. وتقدر درجة حرارة الماء في هذه المنطقة من 1000 درجة إلى 4000 درجة مئوية، ويصل الضغط إلى 120 جيجا باسكال. الماء في مثل هذه الظروف يتأين بالكامل.

يؤدي الغلاف المائي للأرض وظائف مهمة: فهو ينظم درجة حرارة الكوكب، ويضمن تداول المواد، وهو جزء لا يتجزأ من المحيط الحيوي.

التأثير المباشر على تنظيم درجة الحرارةيمارس الغلاف المائي تأثيره على الطبقات السطحية للأرض بسبب إحدى الخصائص المهمة للمياه - السعة الحرارية العالية. ولهذا السبب، تتراكم الطاقة الشمسية في المياه السطحية ثم تطلقها ببطء إلى الفضاء المحيط. يحدث معادلة درجة الحرارة على سطح الأرض فقط بسبب دورة الماء. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع الثلج والجليد بانعكاسية عالية جدًا: فهي تتجاوز متوسط ​​سطح الأرض بنسبة 30%. لذلك، عند القطبين، يكون الفرق بين الطاقة الممتصة والمنبعثة سالبًا دائمًا، أي أن الطاقة التي يمتصها السطح أقل من الطاقة المنبعثة. هذه هي الطريقة التي يحدث بها التنظيم الحراري للكوكب.

حماية تداول المواد- وظيفة أخرى مهمة للغلاف المائي.

يتفاعل الغلاف المائي باستمرار مع الغلاف الجوي وقشرة الأرض والمحيط الحيوي. تعمل مياه الغلاف المائي على إذابة الهواء في حد ذاته، وتركيز الأكسجين، والذي تستخدمه فيما بعد الكائنات الحية المائية. ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء، والذي يتشكل بشكل رئيسي نتيجة لتنفس الكائنات الحية واحتراق الوقود والانفجارات البركانية، له قابلية عالية للذوبان في الماء ويتراكم في الغلاف المائي. يذيب الغلاف المائي أيضًا الغازات الخاملة الثقيلة - الزينون والكريبتون، والتي يكون محتواها في الماء أعلى منه في الهواء.

تتبخر مياه الغلاف المائي وتدخل الغلاف الجوي وتسقط على شكل هطول يخترق الصخور ويدمرها. هذه هي الطريقة التي يشارك بها الماء في العمليات التجويةالصخور. يتم نقل شظايا الصخور عن طريق المياه المتدفقة إلى الأنهار، ثم إلى البحار والمحيطات أو إلى الخزانات القارية المغلقة وتترسب تدريجياً في القاع. وتتحول هذه الرواسب فيما بعد إلى صخور رسوبية.

يُعتقد أن الكاتيونات الرئيسية لمياه البحر - كاتيونات الصوديوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم والكالسيوم - تشكلت نتيجة التجوية للصخور والإزالة اللاحقة لمنتجات التجوية عن طريق الأنهار في البحر. من المحتمل أن تنشأ أهم أنيونات مياه البحر - الكلور والبروم والفلور وأيون الكبريتات وأيون الكربونات - من الغلاف الجوي وترتبط بالنشاط البركاني.

تتم إزالة بعض الأملاح القابلة للذوبان بشكل منهجي من الغلاف المائي من خلال هطول الأمطار. على سبيل المثال، عندما تتفاعل أيونات الكربونات الذائبة في الماء مع كاتيونات الكالسيوم والمغنيسيوم، تتشكل أملاح غير قابلة للذوبان، والتي تغوص إلى القاع على شكل صخور رسوبية كربونية. تلعب الكائنات الحية التي تعيش في الغلاف المائي دورًا مهمًا في ترسب بعض الأملاح. فهي تستخرج الكاتيونات والأنيونات الفردية من مياه البحر، وتركزها في هياكلها وأصدافها على شكل كربونات وسيليكات وفوسفات ومركبات أخرى. بعد موت الكائنات الحية، تتراكم أصدافها الصلبة في قاع البحر وتشكل طبقات سميكة من الحجر الجيري والفوسفوريت والصخور السيليسية المختلفة. تشكلت الغالبية العظمى من الصخور الرسوبية والمعادن الثمينة مثل النفط والفحم والبوكسيت والأملاح المختلفة وما إلى ذلك في الفترات الجيولوجية الماضية في مختلف خزانات الغلاف المائي. لقد ثبت أنه حتى أقدم الصخور، التي يصل عمرها المطلق إلى حوالي 1.8 مليار سنة، تمثل رواسب شديدة التغير تشكلت في بيئة مائية. ويستخدم الماء أيضًا في عملية التمثيل الضوئي، التي تنتج المواد العضوية والأكسجين.

بدأت الحياة على الأرض في الغلاف المائي منذ حوالي 3500 مليون سنة. استمر تطور الكائنات الحية حصريًا في البيئة المائية حتى بداية العصر الحجري القديم، عندما بدأت منذ حوالي 400 مليون سنة الهجرة التدريجية للكائنات الحية الحيوانية والنباتية إلى الأرض. وفي هذا الصدد، يعتبر الغلاف المائي أحد مكونات المحيط الحيوي (المحيط الحيوي- مجال الحياة، منطقة موطن الكائنات الحية).

يتم توزيع الكائنات الحية بشكل غير متساو للغاية في الغلاف المائي. يتم تحديد عدد وتنوع الكائنات الحية في مناطق معينة من المياه السطحية لأسباب عديدة، بما في ذلك مجموعة من العوامل البيئية: درجة الحرارة، وملوحة المياه، والضوء، والضغط. مع زيادة العمق، يزداد التأثير المحدود للإضاءة والضغط: تقل كمية الضوء الوارد بشكل حاد، ويصبح الضغط، على العكس من ذلك، مرتفعًا جدًا. وهكذا، فإن البحار والمحيطات تسكنها بشكل رئيسي المناطق الساحلية، أي المناطق التي لا يزيد عمقها عن 200 متر، وأكثرها دفئًا بواسطة أشعة الشمس.

في وصف وظائف الغلاف المائي على كوكبنا، أشار في. آي. فيرنادسكي إلى أن: “الماء يحدد ويخلق المحيط الحيوي بأكمله. فهو يخلق السمات الرئيسية لقشرة الأرض، وصولا إلى قشرة الصهارة.

أَجواء

أَجواء(من اليونانية أتموس– البخار والتبخر و sphaira- الكرة) - قشرة الأرض المكونة من الهواء.

متضمنة هواءيتضمن عددًا من الغازات وجزيئات الشوائب الصلبة والسائلة العالقة بها - الهباء الجوي. تقدر كتلة الغلاف الجوي بـ 5.157 × 10 15 طنًا. ويمارس عمود الهواء ضغطًا على سطح الأرض: يبلغ متوسط ​​الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر 1013.25 hPa، أو 760 ملم زئبق. فن. الضغط 760 ملم زئبق. فن. تعادل وحدة ضغط خارج النظام - 1 جو (1 ATM). يبلغ متوسط ​​درجة حرارة الهواء على سطح الأرض 15 درجة مئوية، وتتراوح درجات الحرارة من حوالي 57 درجة مئوية في الصحاري شبه الاستوائية إلى -89 درجة مئوية في القارة القطبية الجنوبية.

الجو غير متجانس. تتميز طبقات الغلاف الجوي التالية: التروبوسفير، الستراتوسفير، الميزوسفير، الغلاف الحراريو إكسوسفير,والتي تختلف في خصائص توزيع درجات الحرارة وكثافة الهواء وبعض المعالم الأخرى. وتسمى أجزاء الغلاف الجوي التي تحتل موقعاً وسطاً بين هذه الطبقات، على التوالي، التروبوبوز، الستراتوبوزو انقطاع الطمث.

التروبوسفير- الطبقة السفلى من الغلاف الجوي ويبلغ ارتفاعها 8-10 كم في خطوط العرض القطبية ويصل إلى 16-18 كم في المناطق الاستوائية. وتتميز طبقة التروبوسفير بانخفاض درجة حرارة الهواء مع الارتفاع؛ فكل كيلومتر يرتفع عن سطح الأرض، تنخفض درجة الحرارة بنحو 6 درجات مئوية. تنخفض كثافة الهواء بسرعة. حوالي 80% من كتلة الغلاف الجوي تتركز في طبقة التروبوسفير.

الستراتوسفيرتقع على ارتفاعات تتراوح في المتوسط ​​من 10-15 كم إلى 50-55 كم من سطح الأرض. تتميز طبقة الستراتوسفير بزيادة درجة الحرارة مع الارتفاع. تحدث الزيادة في درجة الحرارة نتيجة لامتصاص إشعاعات الشمس قصيرة الموجة، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية، بواسطة الأوزون الموجود في هذه الطبقة من الغلاف الجوي. في الوقت نفسه، في الجزء السفلي من الستراتوسفير إلى مستوى حوالي 20 كم، تتغير درجة الحرارة قليلاً مع الارتفاع وقد تنخفض قليلاً. في الأعلى، تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع - ببطء في البداية، ولكن من مستوى 34-36 كم بشكل أسرع. وفي الجزء العلوي من طبقة الستراتوسفير على ارتفاع 50-55 كم تصل درجة الحرارة إلى 260270 كلفن.

الميزوسفير- طبقة من الغلاف الجوي تقع على ارتفاعات 55-85 كم. في طبقة الميزوسفير، تنخفض درجة حرارة الهواء مع زيادة الارتفاع - من حوالي 270 كلفن عند الحدود السفلية إلى 200 كلفن عند الحدود العليا.

الغلاف الحراريتمتد على ارتفاعات تتراوح ما بين 85 كيلومتراً تقريباً إلى 250 كيلومتراً من سطح الأرض وتتميز بارتفاع سريع في درجة حرارة الهواء تصل إلى 800-1200 كلفن على ارتفاع 250 كيلومتراً وتحدث الزيادة في درجة الحرارة نتيجة لامتصاص الجسيمات والإكس - إشعاع الشمس الصادر عن هذه الطبقة من الغلاف الجوي؛ هذا هو المكان الذي تتباطأ فيه النيازك وتحترق. وبالتالي، فإن الغلاف الحراري بمثابة الطبقة الواقية للأرض.

يوجد فوق طبقة التروبوسفير إكسوسفير,والحد العلوي منها اعتباطي ومحدد على ارتفاع حوالي 1000 كيلومتر فوق سطح الأرض. ومن الغلاف الخارجي، تنتشر غازات الغلاف الجوي إلى الفضاء. هذه هي الطريقة التي يحدث بها الانتقال التدريجي من الغلاف الجوي إلى الفضاء بين الكواكب.

يتكون الهواء الجوي القريب من سطح الأرض من غازات مختلفة، بشكل أساسي النيتروجين (78.1% من حيث الحجم) والأكسجين (20.9% من حيث الحجم). ويحتوي الهواء أيضًا على الغازات التالية بكميات صغيرة: الأرجون، وثاني أكسيد الكربون، والهيليوم، والأوزون، والرادون، وبخار الماء. بالإضافة إلى ذلك، قد يحتوي الهواء على مكونات متغيرة مختلفة: أكاسيد النيتروجين والأمونيا وما إلى ذلك.

بالإضافة إلى الغازات، يحتوي الهواء الهباء الجوي,وهي عبارة عن جزيئات صلبة وسائلة صغيرة جدًا معلقة في الهواء. يتكون الهباء الجوي أثناء حياة الكائنات الحية والنشاط الاقتصادي للإنسان والثورات البركانية وصعود الغبار من سطح الكوكب ومن الغبار الكوني المتساقط في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.

يكون تكوين الهواء الجوي حتى ارتفاع حوالي 100 كيلومتر ثابتًا بشكل عام مع مرور الوقت ومتجانسًا في مناطق مختلفة من الأرض. وفي الوقت نفسه، فإن محتوى المكونات الغازية المتغيرة والهباء الجوي ليس هو نفسه. فوق 100-110 كم، يحدث التحلل الجزئي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون وجزيئات الماء. على ارتفاع حوالي 1000 كيلومتر، تبدأ الغازات الخفيفة في الهيمنة - الهيليوم والهيدروجين، وحتى أعلى من الغلاف الجوي للأرض يتحول تدريجياً إلى غاز بين الكواكب.

بخار الماء- عنصر مهم للهواء. يدخل الغلاف الجوي عن طريق التبخر من سطح الماء والتربة الرطبة، وكذلك عن طريق النتح بواسطة النباتات. ويتراوح المحتوى النسبي لبخار الماء في الهواء عند سطح الأرض من 2.6% في المناطق الاستوائية إلى 0.2% في خطوط العرض القطبية. مع المسافة من سطح الأرض، تنخفض كمية بخار الماء في الهواء الجوي بسرعة، وعلى ارتفاع 1.5-2 كم، تنخفض بمقدار النصف. في طبقة التروبوسفير، بسبب انخفاض درجة الحرارة، يتكثف بخار الماء. وعندما يتكاثف بخار الماء تتكون السحب التي يتساقط منها المطر على شكل أمطار وثلج وبَرَد. كمية الأمطار التي سقطت على الأرض تساوي كمية الماء الذي تبخر من سطح الأرض. يتم نقل بخار الماء الزائد فوق المحيطات إلى القارات عن طريق التيارات الهوائية. إن كمية بخار الماء المنقولة في الغلاف الجوي من المحيط إلى القارات تساوي حجم جريان الماء في الأنهار المتدفقة إلى المحيطات.

الأوزونيتركز 90% منها في طبقة الستراتوسفير، والباقي في طبقة التروبوسفير. يمتص الأوزون الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس، مما يؤثر سلباً على الكائنات الحية. تسمى المناطق ذات مستويات الأوزون المنخفضة في الغلاف الجوي ثقوب الأوزون.

يتم ملاحظة أكبر الاختلافات في سمك طبقة الأوزون عند خطوط العرض العليا، وبالتالي فإن احتمال حدوث ثقوب الأوزون في المناطق القريبة من القطبين أعلى منه بالقرب من خط الاستواء.

ثاني أكسيد الكربونيدخل الغلاف الجوي بكميات كبيرة. يتم إطلاقه باستمرار نتيجة لتنفس الكائنات الحية والاحتراق والانفجارات البركانية وغيرها من العمليات التي تحدث على الأرض. ومع ذلك، فإن محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء منخفض، لأن معظمه يذوب في مياه الغلاف المائي. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه خلال المائتي عام الماضية، زاد محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي بنسبة 35٪. والسبب في هذه الزيادة الكبيرة هو النشاط الاقتصادي البشري النشط.

المصدر الرئيسي للحرارة في الغلاف الجوي هو سطح الأرض. ينقل الهواء الجوي أشعة الشمس إلى سطح الأرض بشكل جيد. يمتص الغلاف الجوي الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الأرض جزئيًا - بشكل رئيسي عن طريق بخار الماء والأوزون، لكن الغالبية العظمى تصل إلى سطح الأرض.

وينعكس منه إجمالي الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض جزئيا. يعتمد حجم الانعكاس على انعكاس منطقة معينة من سطح الأرض تسمى البياض.يبلغ متوسط ​​بياض الأرض حوالي 30%، بينما يتراوح الفرق بين قيمة البياض من 7-9% للتربة السوداء إلى 90% للثلوج المتساقطة حديثًا. عند تسخينه، يطلق سطح الأرض أشعة حرارية إلى الغلاف الجوي ويسخن طبقاته السفلية. بالإضافة إلى المصدر الرئيسي للطاقة الحرارية للغلاف الجوي - حرارة سطح الأرض، تدخل الحرارة إلى الغلاف الجوي نتيجة تكثيف بخار الماء، وكذلك عن طريق امتصاص الإشعاع الشمسي المباشر.

يؤدي التسخين غير المتساوي للغلاف الجوي في مناطق مختلفة من الأرض إلى توزيع غير متساو للضغط، مما يؤدي إلى حركة الكتل الهوائية على طول سطح الأرض. تنتقل الكتل الهوائية من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض. وتسمى هذه الحركة للكتل الهوائية بواسطة الريح.في ظل ظروف معينة، يمكن أن تكون سرعة الرياح عالية جدًا، وتصل إلى 30 م/ث أو أكثر (أكثر من 30 م/ث بالفعل) إعصار).

تسمى حالة الطبقة السفلى من الغلاف الجوي في مكان معين وفي وقت معين طقس.ويتميز الطقس بدرجة حرارة الهواء، وهطول الأمطار، وقوة الرياح واتجاهها، والغيوم، ورطوبة الهواء، والضغط الجوي. يتم تحديد الطقس حسب ظروف الدورة الجوية والموقع الجغرافي للمنطقة. وهو أكثر استقرارًا في المناطق الاستوائية وأكثر تغيرًا في خطوط العرض المتوسطة والعالية. تعتمد طبيعة الطقس وديناميكياته الموسمية على ذلك مناخفي هذه المنطقة.

تحت مناخيتم فهم ميزات الطقس الأكثر تكرارًا لمنطقة معينة والتي تستمر لفترة طويلة من الزمن. هذه هي الخصائص التي تم حساب متوسطها على مدى 100 عام - درجة الحرارة، والضغط، وهطول الأمطار، وما إلى ذلك. مفهوم المناخ (من اليونانية. مناخ- الميل) نشأت في اليونان القديمة. وحتى ذلك الحين كان من المفهوم أن الظروف الجوية تعتمد على الزاوية التي تضرب بها أشعة الشمس سطح الأرض. الشرط الرئيسي لإنشاء مناخ معين في منطقة معينة هو مقدار الطاقة لكل وحدة مساحة. يعتمد ذلك على إجمالي الإشعاع الشمسي الساقط على سطح الأرض وعلى بياض هذا السطح. وهكذا، في منطقة خط الاستواء وعند القطبين، تتغير درجة الحرارة قليلاً على مدار العام، وفي المناطق شبه الاستوائية وخطوط العرض الوسطى يمكن أن يصل نطاق درجة الحرارة السنوي إلى 65 درجة مئوية. العمليات الرئيسية المكونة للمناخ هي التبادل الحراري وتبادل الرطوبة والدورة الجوية. كل هذه العمليات لها مصدر واحد للطاقة - الشمس.

الغلاف الجوي هو شرط أساسي لجميع أشكال الحياة. تعتبر الغازات التالية التي يتكون منها الهواء ذات أهمية كبرى لحياة الكائنات الحية: الأكسجين، النيتروجين، بخار الماء، ثاني أكسيد الكربون، الأوزون. الأكسجين ضروري للتنفس بالنسبة للغالبية العظمى من الكائنات الحية. النيتروجين، الذي تمتصه بعض الكائنات الحية الدقيقة من الهواء، ضروري للتغذية المعدنية للنباتات. بخار الماء، الذي يتكثف ويتساقط على شكل أمطار، هو مصدر المياه على الأرض. ثاني أكسيد الكربون هو المادة الأولية لعملية التمثيل الضوئي. يمتص الأوزون الأشعة فوق البنفسجية الصلبة الضارة بالكائنات الحية.

يُعتقد أن الغلاف الجوي الحديث ذو أصل ثانوي: فقد تشكل بعد اكتمال تكوين الكوكب منذ حوالي 4.5 مليار سنة من الغازات المنبعثة من الأصداف الصلبة للأرض. خلال التاريخ الجيولوجي للأرض، شهد الغلاف الجوي، تحت تأثير العوامل المختلفة، تغيرات كبيرة في تكوينه.

يعتمد تطور الغلاف الجوي على العمليات الجيولوجية والجيوكيميائية التي تحدث على الأرض. بعد ظهور الحياة على كوكبنا، أي منذ حوالي 3.5 مليار سنة، بدأت الكائنات الحية يكون لها تأثير كبير على تطور الغلاف الجوي. نشأ جزء كبير من الغازات - النيتروجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء - نتيجة للانفجارات البركانية. ظهر الأكسجين منذ حوالي ملياري سنة نتيجة لنشاط كائنات التمثيل الضوئي التي نشأت في البداية في المياه السطحية للمحيطات.

في الآونة الأخيرة، حدثت تغييرات ملحوظة في الغلاف الجوي المرتبط بالنشاط الاقتصادي البشري النشط. وهكذا، وفقا للملاحظات، على مدى 200 عام الماضية، كانت هناك زيادة كبيرة في تركيز غازات الدفيئة: زاد محتوى ثاني أكسيد الكربون بنسبة 1.35 مرة، والميثان بنسبة 2.5 مرة. لقد زاد محتوى العديد من المكونات المتغيرة الأخرى في الهواء بشكل ملحوظ.

إن التغيرات المستمرة في حالة الغلاف الجوي - زيادة تركيز الغازات الدفيئة، وثقوب الأوزون، وتلوث الهواء - تمثل المشاكل البيئية العالمية في عصرنا.

وظيفة الموارد

تكمن وظيفة الموارد في الآفاق العليا للغلاف الصخري في قدرتها المحتملة على توفير احتياجات الكائنات الحية (النظم البيئية) من الموارد غير الحيوية، بما في ذلك احتياجات الإنسان من معادن معينة ضرورية لوجود الحضارة الإنسانية وتطورها. (كوروليف، 1996؛ تروفيموف، زيلينج، 2000، 2002).

تعتبر وظيفة الموارد أساسية في نظام "الغلاف الصخري والكائنات الحية"، لأنها لا ترتبط فقط بالظروف المعيشية وتطور الكائنات الحية، ولكن أيضًا بإمكانية وجودها.

تحدد هذه الوظيفة دور الموارد (المعدنية والعضوية والمعدنية العضوية) لحياة ونشاط الكائنات الحية باعتبارها تكاثرًا حيويًا وبنية اجتماعية. تحدد وظيفة الموارد للغلاف الصخري أهمية المواد الخام المعدنية والعضوية والمواد الخام العضوية، والتي تشكل الأساس لنشاط الحياة للكائنات الحية مثل التكاثر الحيوي والتكاثر البشري (ياسامانوف، 2003).

وفقًا لـ ف.ت. تروفيموفا وآخرون (2000)، ويشمل الجوانب التالية:

· الموارد اللازمة لحياة ونشاط الكائنات الحية،

· الموارد اللازمة لحياة وأنشطة المجتمع البشري،

· الموارد باعتبارها الحيز الجيولوجي اللازم لاستيطان ووجود الكائنات الحية، بما في ذلك المجتمع البشري.

ويتعلق الجانبان الأولان بالموارد المعدنية، ويتعلق الجانب الأخير بالقدرة البيئية للفضاء الجيولوجي الذي تحدث فيه حياة الكائن الحي.

ومن وجهة نظر المركزية الحيوية، لا ينبغي أن تتعارض احتياجات الإنسان مع احتياجات الكائنات الحية ككل. ومن بين الموارد الطبيعية الموجودة على الأرض، تأتي موارد الطاقة في المرتبة الأولى من حيث أهميتها بالنسبة للدول المتقدمة. وفي المستوى الحالي للتطور الصناعي في العالم، فإن الطاقة التكنولوجية تخلق وتحول كمية هائلة من الطاقة، إذا نظرنا إلى الكوكب ككل. حوالي 70% من المعادن المستخرجة في العالم هي موارد طاقة. وبالتالي، يمكننا التحدث عن مدى تناسب إمكانات الطاقة التكنولوجية مع إمكانات الطاقة للأرض ذات الأصل الطبيعي، وخاصة في المناطق الحضرية.

موارد الغلاف الصخري اللازمة لحياة الكائنات الحية

يتم تمثيلها بالصخور والمعادن، والتي تشمل العناصر الكيميائية للسلسلة الحيوية، الحيوية لنمو وتطور الكائنات الحية، الكوديوريت - المادة المعدنية للكوديورس، وهو الغذاء المعدني للليثوفات. والمياه الجوفية. تحتاج الكائنات الحية إلى الكربون والأكسجين والنيتروجين والهيدروجين والكالسيوم والفوسفور والكبريت والبوتاسيوم والصوديوم وعدد من العناصر الأخرى بكميات كبيرة، ولهذا يطلق عليها اسم الماكروبيوجينيك. العناصر الميكروبيوجينية للنباتات هي Fe، Mn، Cu، Zn، B، Si، Mo، C1، V، Ca، مما يضمن عمليات التمثيل الضوئي واستقلاب النيتروجين والوظيفة الأيضية.

تحتاج الحيوانات إلى نفس العناصر، باستثناء البورون. ويحصلون على بعضها باستخدام المنتجين في الغذاء، وبعضها من المركبات المعدنية والمياه الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك، تحتاج الحيوانات (المستهلكة من الدرجة الأولى والثانية) بالإضافة إلى ذلك إلى السيلينيوم والكروم والنيكل والفلور واليود وما إلى ذلك. وهذه العناصر بكميات صغيرة ضرورية للنشاط.

الكائنات الحية وأداء وظائف البيوجيوكيميائية.

بعض العناصر المدرجة تكون في حالة غازية في الغلاف الجوي، والبعض الآخر يذوب في مياه الغلاف المائي أو في حالة مقيدة بغطاء التربة والغلاف الصخري. وتستخرج النباتات (المنتجة) هذه العناصر من التربة مباشرة أثناء عملياتها الحياتية إلى جانب التربة والمياه الجوفية.

المواد المعدنية في kudyurs هي غذاء عرضي للحيوانات العاشبة (المستهلكين من الدرجة الأولى) والحيوانات آكلة اللحوم (المستهلكين من الدرجة الثالثة). يأكلونها مع الطعام مرتين على الأقل في السنة. تم تصميم Kudyurs لتنظيم تكوين الملح في الجسم. هذه هي في الأساس معادن من مجموعة الزيوليت. بالإضافة إلى الزيوليت، فإن المعادن الطينية مثل البنتونيت، الباليجورسكايت، وكذلك الجلوكونيت والدياتوميت تعتبر منبهات لنمو النباتات والحيوانات والأسماك.

المياه الجوفية هي أساس وجود الكائنات الحية وتحدد اتجاه وسرعة العمليات البيوكيميائية للنباتات والحيوانات.

الموارد المعدنية الضرورية لحياة وأنشطة المجتمع البشري

وتشمل هذه جميع المعادن الموجودة المستخدمةالبشرية لإنتاج المواد والطاقة اللازمة. وفي الوقت الحالي يتم استخراج أكثر من 200 نوع من المعادن من الأعماق ويصل الإنتاج السنوي من المواد الخام المعدنية إلى حوالي 20 مليار طن من الكتلة الصخرية سنوياً.

وتظهر في الشكل أهم مجموعات المعادن والمجالات الرئيسية لاستخداماتها. 4.

أرز. 4.

الأهمية البيئية للمياه الجوفية هائلة. فيما يلي الاتجاهات الرئيسية لاستخدامها وحجم استهلاكها (كم / سنة).

الغلاف الصخري هو الغلاف الصلب العلوي للكوكب، الذي يتراوح سمكه من 50 إلى 200 كيلومتر، وله قوة كبيرة ويمر دون حدود حادة محددة في الغلاف الموري الأساسي. من الأعلى، يقتصر الغلاف الصخري على الغلاف المائي والجو الذي يخترقه جزئيًا. الغلاف الصخري هو الأساس الجيولوجي للمناظر الطبيعية والتربة ووسيلة لتبادل المادة والطاقة مع الغلاف الجوي والغلاف المائي السطحي وتحدث دورة المياه في الطبيعة من خلالها. إنه بمثابة خزان للمياه العذبة المدرجة في بنية الكائنات الحية الأرضية، مما يوفر عمليات حياتها. الغلاف الصخري هو بيئة لتركيز الموارد المعدنية الطبيعية اللازمة لعمل وتطور البشرية كبنية اجتماعية عامة. وفي هذا الصدد، تتطلب خصائص الغلاف الصخري دراسة خاصة، في المقام الأول من منظور وظائفه الجيولوجية الإيكولوجية، باعتباره نتاجًا للتطور الطبيعي والتكنولوجي للجزء العلوي من القشرة الأرضية.

تحدد الوظيفة الجيولوجية البيئية للغلاف الصخري دور الموارد المعدنية والعضوية والمعادن العضوية، والفضاء الجيولوجي للغلاف الصخري في حياة الكائنات الحية والمجتمع البشري. وهي تشمل الموارد المعدنية للغلاف الصخري الضرورية لحياة الكائنات الحية؛ الموارد المعدنية اللازمة للمجتمع البشري كبنية اجتماعية؛ موارد الفضاء الجيولوجي - الموارد المساحية والحجمية للغلاف الصخري اللازمة لاستيطان ووجود الكائنات الحية، بما في ذلك البشر كنوع بيولوجي والإنسانية كبنية اجتماعية. ويتعلق الجانبان الأولان بدراسة وتقييم الموارد المعدنية والعضوية والمعادن في الغلاف الصخري، بما في ذلك المياه الجوفية. يتم تحديد النوع الأخير من الموارد من خلال القدرة الجيولوجية البيئية للفضاء الجيولوجي، الذي يغطي الجزء القريب من السطح من الغلاف الصخري في كلا البعدين المساحي والحجمي. يتم تمثيل موارد الغلاف الصخري اللازمة لحياة الكائنات الحية، بما في ذلك البشر كأنواع بيولوجية، بأربعة مكونات: 1) الصخور، والتي تشمل عناصر السلسلة الحيوية - العناصر القابلة للذوبان الحيوية للكائنات الحية وتسمى العناصر الحيوية؛ 2) kudyurites - المواد المعدنية من kudyurs، وهي الغذاء المعدني للحيوانات - lithophages؛ 3) المياه الجوفية. تسمى العناصر ومركباتها التي تشكل أساس السلسلة المحبة للحيوية والتي تحتاجها الكائنات الحية بكميات كبيرة باسم الماكروبيوجينيك (الكربون والأكسجين والنيتروجين والهيدروجين والكالسيوم والفوسفور والكبريت) وبكميات صغيرة - الميكروبيوجينية. بالنسبة للنباتات فهو كذلك الحديد، من، النحاس، الزنك، ب، سي، مو، الكلورين، والتي توفر وظائف التمثيل الضوئي واستقلاب النيتروجين والوظيفة الأيضية. تتطلب الحيوانات كلاً من العناصر المدرجة (باستثناء البورون) بالإضافة إلى السيلينيوم والكروم والنيكل والفلور واليود والقصدير. وعلى الرغم من الكميات الصغيرة، إلا أن كل هذه العناصر ضرورية لحياة النظم البيولوجية وأداء الوظائف البيوجيوكيميائية للكائنات الحية. ويتم حالياً استخراج حوالي 200 نوع من المعادن من باطن الأرض، بما في ذلك جميع عناصر الجدول الدوري، ويصل حجم الإنتاج العالمي السنوي من المواد الخام المعدنية إلى حوالي 17-18 مليار طن من الكتلة الصخرية سنوياً. ووفقا لتوقعات بعض الاقتصاديين، فإن احتياطيات العديد من أنواع المواد الخام المعدنية ستنفد بحلول عام 2050، ولن يستمر الرصاص والزنك إلا حتى بداية القرن الحادي والعشرين.

الخامس، كاليفورنيا،يتزايد تأثير النشاط الاقتصادي البشري على البيئة الجيولوجية كل عام ويصبح خارج نطاق السيطرة بشكل متزايد. اعتمادًا على حجم مظاهر هذه العمليات، هناك عمليات واسعة النطاق (إقليمية)، ومحلية (مساحية، ومحدودة)، وخطية (جانبية) ونقطية.

من بين العوامل الرئيسية للتأثير التكنولوجي، يتم تمييز ما يلي: الزراعية والصناعية والسكنية والتعدين وإدارة المياه والنقل. العوامل الصناعية والسكنية والتعدينية لها تأثير كبير على مسار تطور (ديناميكيات) البيئة الجيولوجية. وينشأ هذا التأثير عن طريق تحويل تضاريس سطح الأرض، وأنواع مختلفة من تشوهات الكتل الصخرية، والتلوث الكيميائي للتربة والمياه الجوفية، وتفعيل العمليات الخارجية والزلازل.

تؤدي عوامل مختلفة من التأثير التكنولوجي على الجزء العلوي من الغلاف الصخري إلى تعطيل الحالة البيئية الطبيعية للبيئة الجيولوجية أو تلوث مكوناتها، وخاصة التربة والمياه الجوفية.

يحدث اضطراب البيئة الجيولوجية بسبب التأثير الفيزيائي (الميكانيكي، الهيدروديناميكي، وما إلى ذلك) على الكتل الصخرية، والتي تتشوه خلالها وتساهم في تطوير ظواهر غير مواتية وخطيرة في كثير من الأحيان. باستخدام مثال أنظمة تطوير الرواسب المعدنية، يمكن الحصول على فكرة عن العمليات والظواهر الرئيسية من هذا النوع (الجدول 6).

ترجع إزالة وحركة كميات كبيرة من الصخور إلى أن أحجام المعادن بالنسبة لكتل ​​الصخور المستخرجة صغيرة. بالنسبة للحديد والألمنيوم 15-30%، والرصاص والنحاس حوالي 1%، والفضة والقصدير 0.01%، وللذهب والبلاتين 0.00001%. وفي هذا الصدد فإن أحجام المقالب مثيرة للإعجاب، حيث تعادل على المستوى العالمي أكثر من 1200 كم3 للمعادن الخام، وحوالي 100 كم3 للمعادن اللافلزية، وحوالي 300 كم3 للوقود. تعدين الحفرة المفتوحة للمواد الخام المعدنية أرخص بـ 3 إلى 4 مرات في المتوسط ​​من تعدين المناجم، وبالتالي فإن حصة التعدين في الحفرة المفتوحة تبلغ 70٪. في المتوسط، تتعمق المحاجر في العالم بمقدار 5-10 أمتار سنويًا، ويبلغ الحد الأقصى لأعماقها 500-700 متر، ويتجاوز ارتفاع مقالب النفايات وأكوام النفايات 100 متر. حاليًا، يوجد في أحواض الفحم الكبيرة ما يصل إلى 1000-1500 نفايات أكوام. وبالتالي، فإن سعة التضاريس التكنولوجية تقترب من كيلومتر واحد. لقد تم إزعاج مئات الآلاف من الهكتارات من الأراضي بسبب تعدين الموارد المعدنية في الحفرة المفتوحة، حيث تشكلت مناظر طبيعية فريدة من نوعها. تقوم الجرافات الحديثة بمعالجة الرواسب الإنتاجية وتحويلها إلى رواسب الغرينية على عمق يصل إلى 50 مترًا. وفي كل عام، تتوسع المناظر الطبيعية التكنولوجية في المناطق الصناعية بمقدار 35-40 ألف هكتار.

يؤدي ضخ المياه من المحاجر، والذي غالبًا ما يكون ضروريًا لتهيئة الظروف للتعدين، إلى حدوث عدد من العمليات المعقدة في قيعان وجدران المحاجر.

هناك طرق مختلفة للتعدين.

يتم استخراج الموارد المعدنية الموجودة على سطح القشرة الأرضية أو الموجودة في باطن الأرض طريقة مفتوحة. طريقة الحفرة المفتوحة للتعدين هي عملية إنشاء حفر في الرواسب، والتي تسمى المناجم أو المحاجر ذات الحفرة المفتوحة. وتعتمد أبعاد هذه القطع والمحاجر على اتساع الرواسب وعمق الرواسب المعدنية. باستخدام طريقة الحفرة المفتوحة، يتم استخراج المواد الخام المستخدمة في البناء بشكل أساسي: الحجر الجيري والرمل والطباشير وما شابه. ويتم أيضًا استخراج الخث وبعض أنواع الفحم وكذلك خامات الحديد والنحاس باستخدام طرق الحفرة المفتوحة.

يتم استخراج المعادن الصلبة الموجودة على أعماق كبيرة في باطن الأرض باستخدام هياكل الألغام تحت الأرض. في أغلب الأحيان، يتم استخراج الفحم بهذه الطريقة. تعتبر طريقة التعدين هي الأكثر خطورة على حياة العاملين في هذه المؤسسات.

يتم استخراج المعادن السائلة والغازية من الأرض عن طريق حفر الآبار الخاصةحيث يتم جلب المعادن إلى السطح عبر الأنابيب. يتم استخدام طرق إضافية لاستخراج أنواع معينة من المعادن. على سبيل المثال، لاستخراج الملح، يتم إذابته تحت الأرض عن طريق ضخ الماء في البئر. ويتم صهر المواد الخام مثل الكبريت بشكل مبدئي تحت تأثير البخار الساخن الذي يتم توفيره عبر البئر.

وحتى عند استخراج بعض المعادن غير الحديدية، فإن التعدين يستخدم الماء، أو بالأحرى الشوائب من المياه الجوفية. هكذا يتم استخراج الليثيوم، فهو يوجد في المياه الجوفية، حيث يذوب ويوجد في المياه المعدنية على شكل مركبات. يمكنك أيضًا العثور على رواسب المياه الجوفية التي يترسب منها النحاس. وخير مثال على ذلك هو منجم Degtyarsky في جبال الأورال. يذوب النحاس في المياه الجوفية تحت تأثير البكتيريا التي يمكنها إذابة مركبات كبريت النحاس وتحولها إلى كبريتات النحاس.

يمكن استخلاص المواد الخام مثل الجرمانيوم، وفقًا للعديد من الخبراء، بشكل مربح من معالجة محطات الطاقة الحرارية، أو بشكل أكثر دقة من رمادها.

يتم تطوير طرق جديدة للتعدين كل عام. يساهم تطوير التقنيات الحديثة في ظهور طرق ومعدات جديدة لاستخراج بعض المعادن.

الجيولوجيا البيئية

الموضوع 2.
الوظائف البيئية
الغلاف الصخري (الجزء الأول)

الوظيفة البيئية للموارد للغلاف الصخري وتحوله تحت تأثير التولد التكنولوجي

الجزء 1
الوظيفة البيئية للموارد
الغلاف الصخري وتحوله تحت
تأثير التكنلوجيا

تعريف ومعنى وهيكل الوظيفة البيئية للموارد في الغلاف الصخري

من خلال الوظيفة البيئية للموارد للغلاف الصخري، نفهم كيف
بالفعل
هو مبين
سابقًا،
دور
معدنية,
عضوي،
الموارد المعدنية العضوية للغلاف الصخري ، وكذلك الجيولوجية
مساحات للحياة ونشاط الكائنات الحية سواء من حيث الجودة
التكاثر الحيوي ، وكذلك المجتمع البشري كمجتمع اجتماعي
الهياكل.
الهدف من الدراسة بهذا النهج هو ميزات التكوين و
هياكل الغلاف الصخري بكل مكوناتها المؤثرة
إمكانية ونوعية وجود الكائنات الحية، والموضوع هو المعرفة
إمكانات المواد الخام للغلاف الصخري، ومدى ملاءمة مساحته
إقامة الكائنات الحية (بما في ذلك البشر كأنواع بيولوجية) و
تطور الإنسانية كبنية اجتماعية.
تأخذ الوظيفة البيئية للموارد للغلاف الصخري زمام المبادرة،
الموقف فيما يتعلق بالجيوديناميكية والجيوكيميائية و
الوظائف الجيوفيزيائية. لا يحدد الراحة فقط
"الكائنات الحية"، ولكن أيضًا إمكانية وجودها و
تطوير.

موارد الغلاف الصخري اللازمة لحياة الكائنات الحية

موارد الغلاف الصخري اللازمة لحياة الكائنات الحية
مشتمل
شخص
كيف
البيولوجية
منظر،
ممثلة بأربعة مكونات:
الصخور التي تحتوي على العناصر
سلسلة بيوفيليك - عناصر قابلة للذوبان وحيوية
ضرورية للكائنات الحية وتسمى حيوية
عناصر؛
kudyurites - مادة معدنية من kudyurs،
كونها الغذاء المعدني للحيوانات - lithophages؛
ملح الطعام
المياه الجوفية.

العناصر الحيوية في الغلاف الصخري

العناصر ومركباتها التي تحتاجها الكائنات الحية بشكل كبير
وتسمى الكميات الماكروبيولوجية (الكربون، الأكسجين،
النيتروجين والهيدروجين والكالسيوم والفوسفور والكبريت) وبكميات صغيرة -
الميكروبيوجينية.
بالنسبة للنباتات، هذه هي Fe، Mg، Cu، Zn، B، Si، Mo، CI، V، Ca، والتي
توفير وظائف التمثيل الضوئي، واستقلاب النيتروجين و
وظيفة التمثيل الغذائي.
بالنسبة للحيوانات، كلا العنصرين المذكورين مطلوبان (باستثناء
البورون)، بالإضافة إلى السيلينيوم والكروم والنيكل والفلور واليود و
القصدير.
وعلى الرغم من الكميات الصغيرة، إلا أن كل هذه العناصر ضرورية
ل
النشاط الحيوي
النظم الحيوية,
ل
تطبيق
الوظائف البيوجيوكيميائية للمادة الحية

متوسط ​​التركيب الكيميائي للبروتينات والدهون والكربوهيدرات،٪

متوسط ​​التركيب الكيميائي للنباتات والبشر نسبة المادة الجافة

المجمعات الحيوية المعدنية - كودوريت

أكل الحجر، أو أكل الحجر (“lithos” – الحجر، “phagos” –
التهام)، كان معروفا لفترة طويلة. في عالم الحيوان هذه الظاهرة كذلك
نفس الوضع الطبيعي مثل الطعام التقليدي.
بالإضافة إلى الأملاح الغذائية والطبية الموجودة في الطبيعة، هناك كمية كبيرة
مجموعة من معادن الألومينوسيليكات والسيليكات التي تأكلها
الطيور والحيوانات والناس.
- على سفوح التلال. سومطرة مطوية زيوليت و
تم وصف الكهوف بقياس 3.5 × 7.5 م والتي تم "كشطها"
الفيلة، استخراج الحجر الخفاف الأبيض (منتج من التجوية الطف،
المخصب
المعادن
مع
عالي
الامتصاص
و
خصائص التبادل الأيوني). مع هذه الحفريات الفيل
كما تم استخدام حيوانات أخرى - إنسان الغاب، والجيبون، والغزلان، وحتى
البروتينات.
– في العديد من مناطق أفريقيا توجد صناعات كاملة لها
تحضير الطعام المعدني. وهكذا في مستوطنة أنفويدا (غانا)
ألفي عامل يستخرجون الطين ويصنعون منه الكعك
للبيع، ويأكله قرويو أوزالا (نيجيريا) كل عام
400-500 طن من الطين "الصالح للأكل".
– ضمن الصدوع التكتونية النشطة، على النفط والغاز و
المناطق الحاملة للفحم حيث نسبيا
التدفق المكثف لثاني أكسيد الكربون من باطن الأرض، والغطاء النباتي بشكل كبير
يختلف عن المنطقة. إنها أكثر "خصبة" وأكثر "جنوبية".

طبيعة البلعمة الحجرية

تعد عملية أكل الحجارة حاجة طبيعية للحيوانات البرية
موازنة تركيبة الأملاح في الجسم، وخاصةً في
فترات التغيرات الغذائية الموسمية.
يعتمد العلاج الحجري على العلاج الحجري الذي يهدف إلى
تنظيم توازن الأملاح في الجسم. كقائمة
تختار الحيوانات الخلائط المعدنية التي تحتوي على
ارتفاع التبادل الأيوني وخصائص الامتصاص.
حصل الأخير على اسم kudyurites في Altai من الكلمة
"كودور" - تربة سولونتز، سولونتشاك، سولونتز، والتي
منذ العصور القديمة استخدمها الرعاة البدائيون - الألتايون، المغول،
ماندزهورس، الخ.
في السنوات الأخيرة، بدأ استخدام الكودوريت ك
المواد المضافة في أغذية الحيوانات الأليفة، وهو أمر ضروري
زيادة نموهم وتحسين حالتهم البدنية.

ملح الطعام

ملح الطعام هو تكوين معدني نموذجي،
تستهلكها الكائنات الحية، وقبل كل شيء، الإنسان. فيما يتعلق ب
كلهم من العاثيات الحجرية.
يستهلكه سكان الأرض بمقدار 8-10 كجم للشخص الواحد سنويًا.
من وجهة نظر الموارد، هذا التكوين المعدني هو
استثناء من القاعدة العامة، لأنه إلى حد ما
ينتمي إلى فئة الموارد المتجددة. ملح الطعام
يتم الحصول عليها إما من المحاليل الملحية الموجودة في منطقة رواسب الملح، أو التي يتم جمعها فيها
الأماكن التي تتبخر فيها مياه البحر المالحة بشكل طبيعي. الوداع
تعتبر الاحتياطيات الطبيعية لملح الطعام خاصة من حيث الموارد
لا تسبب الانزعاج.
وتجدر الإشارة إلى أن هذا المورد المعدني ضروري للإنسان
كنوع بيولوجي. ملح الطعام ينشط البعض
الإنزيمات، تحافظ على التوازن الحمضي القاعدي
ضروري لإنتاج عصير المعدة. نقص أو نقص
يؤدي وجود الملح في الجسم إلى اضطرابات مختلفة: انخفاضه
ضغط الدم، وتشنجات العضلات، وزيادة معدل ضربات القلب
وغيرها من العواقب السلبية.
وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من الاحتياطيات غير المحدودة عمليا
ملح الطعام، في أواخر الثمانينات حاجة السكان له
وكان شمال أوراسيا راضيا بنسبة 90% فقط. نفس الوضع
لقد نجا حتى يومنا هذا.

المياه الجوفية كمورد للغلاف الصخري ضروري لحياة الكائنات الحية

من هذه المواقف، الأهمية البيئية للمياه العذبة
المياه الجوفية لا تتطلب أي تفسير خاص.
أظهر فيرنادسكي تلك المادة الحية خلال
مليون سنة فقط تمر بهذا المبلغ
الماء الذي يساوي العالم حجماً وكماً
محيط.
تحت الأرض
ماء،
مناسب
ل
الشرب
إمدادات المياه، تمثل 14٪ من إجمالي المياه العذبة
الكواكب. ومع ذلك، فهي متفوقة بشكل ملحوظ في
نوعية المياه السطحية وعلى النقيض منها
محمية بشكل أفضل من التلوث والاحتواء
العناصر الدقيقة والكبيرة الضرورية للجسم
البشر، لا تتطلب تنظيف باهظ الثمن. بالضبط
وهذا ما يحدد أهميتها باعتبارها الأكثر أهمية
مصدر إمدادات مياه الشرب، أي. رزق
الماء للإنسان كنوع بيولوجي.

توافر المياه الجوفية

حاليا، أكثر من 60٪ من المدن في الاتحاد الروسي لديها
مصادر إمدادات المياه المركزية. من حيث الموارد
واستخدام المياه الجوفية أقل بكثير من إمكاناته
الفرص وتمثل حوالي 5% (لإمدادات المياه) من الموارد المحتملة، والتي تقدر بـ 230 كيلومتر مكعب/السنة. ومع ذلك، تم إجراء التقديرات
صالحة فقط لروسيا ككل وتتغير بشكل كبير معها
الانتقال إلى المناطق الفردية.
يعود نقص مياه الشرب بشكل أساسي إلى ثلاثة عوامل رئيسية:
عوامل:
– عدم وجود موارد كافية من المياه الجوفية لأسباب طبيعية (منطقة التربة الصقيعية، والتنمية واسعة النطاق نسبيا
الطبقات اللامائية - مناطق كاريليا ومورمانسك وكيروف وأستراخان)؛
– الاستغلال المكثف واستنزاف طبقات المياه الجوفية الرئيسية
(الأورال الوسطى، مناطق التجمعات الحضرية الكبيرة)؛
– التلوث التكنولوجي لطبقات المياه الجوفية المستخدمة
إمدادات مياه الشرب.

أمثلة على نقص المياه الجوفية

المثال الأكثر إثارة للإعجاب لهذه التأثيرات التكنولوجية الكارثية هو الحوض الارتوازي في سهل القرم. الاستغلال المكثف للمياه الجوفية لأغراض الري، وكذلك
أدى إنشاء وتشغيل قناة شمال القرم إلى تملح المياه الجوفية العذبة. أكثر من 30
وبعد سنوات من استغلال طبقات المياه الجوفية، أصبح حوالي 10 كيلومتر مكعب من المياه العذبة قليلة الملوحة.
نتيجة لذلك، استحالة استخدام المياه الجوفية لتوفير المياه المنزلية ومياه الشرب
ويلاحظ التلوث في مناطق تخزين النفايات الصلبة. على سبيل المثال، في منطقة المكب
النفايات الصلبة من شربينكا، منطقة موسكو، المياه الجوفية الملوثة تتجاوز الحد الأقصى المسموح به للتركيز لعدد من المكونات فيها
توغلت 100-130 مرة في طبقة المياه الجوفية في بودولسك-مياتشكوفسكي من رواسب الفحم. نتيجة ل
ولوحظ أن محتوى الكلوريدات في مياه الأفق زاد بنسبة 3-7 مرات، والكبريتات أكثر من الضعف.
وجود الكروم والكادميوم.
يؤدي تطوير الرواسب المعدنية الصلبة إلى استنزاف الاحتياطيات التشغيلية
المياه الجوفية، والتي لا ترتبط فقط باختيار المياه التي يتم ضخها في الحقل المطور، ولكن أيضًا
مع فشل مآخذ المياه الجوفية الحالية. أكبر المنخفضات القمعية
تتشكل في الحالات التي تكون فيها طبقات المياه الجوفية مع
التوزيع الإقليمي. وبالتالي، فإن التشغيل طويل الأمد (منذ عام 1956) لنظام تقليل المياه حولها
أدت رواسب KMA إلى إغلاق حفر الاكتئاب حول محجر ليبيدينسكي والمنجم الذي سمي باسمه.
جوبكينا. انخفضت مستويات طبقة المياه الجوفية في العصر الطباشيري بمقدار 20-25 م، بسبب البناء
تم تنفيذ مقلع Stoilensky التالي في المرحلة الأولى في الصخور المجففة عمليًا. في
حاليًا، يتم تعطيل نظام المياه الجوفية لمنطقة التعدين على طول الأفق الطباشيري العلوي داخل دائرة نصف قطرها
40 كيلومترا، ووفقا لعصر ما قبل الكمبري - في دائرة نصف قطرها 80 كيلومترا، مما يجعلها غير مجدية اقتصاديا للاستخدام
المياه الجوفية في هذه المنطقة لتوفير المياه للسكان.

الثروات المعدنية وبنيتها والمجتمع البشري

يتم تمثيل الموارد المعدنية من خلال مجموع تلك التي تم تحديدها في باطن الأرض
تراكمات (رواسب) من المعادن المختلفة التي
العناصر الكيميائية والمعادن التي تشكلها حادة
زيادة التركيز مقارنة بمحتويات كلارك
القشرة الأرضية، مما يجعل ذلك ممكنا
الصناعية الخاصة بهم
يستخدم.
تمثل جميع الموارد الطبيعية الأجسام والمواد الطبيعية (أو
الكلية)، وكذلك أنواع الطاقة التي في مرحلة معينة من التطور
يتم استخدام القوى الإنتاجية أو يمكن استخدامها تقنيًا
ل
فعال
إشباع
متنوع
الاحتياجات
المجتمع البشري.
يتم تحديد هيكل الموارد المعدنية حسب الغرض المقصود من استخدامها.
هناك خمس فئات رئيسية من الموارد المعدنية:
- الوقود والطاقة (النفط والمكثفات والغاز القابل للاحتراق والفحم الصلب والبني واليورانيوم،
الصخر الزيتي، الخث، وما إلى ذلك)،
– المعادن الحديدية وسبائكها (خامات الحديد والمنغنيز والكروم والتيتانيوم والفاناديوم والتنغستن و
الموليبدينوم)،
- المعادن غير الحديدية (خامات النحاس والكوبالت والرصاص والزنك والقصدير والألومنيوم والأنتيمون والزئبق)،
– المعادن اللافلزية (أنواع مختلفة من الأملاح المعدنية (الفوسفات،
البوتاسيوم والصوديوم) والبناء (الحجر المسحوق والجرانيت والرمل) ومواد أخرى (أصلية
الكبريت، الفلوريت، الكاولين، الباريت، الجرافيت، الأسبستوس الكريسوتيل، المغنسيت، الطين الناري)))،
- المياه الجوفية.

رسم تخطيطي لاستخدام الموارد الطبيعية للغلاف الصخري في المجال

دور ومكانة الموارد المعدنية في القضايا الاجتماعية والاقتصادية والبيئية لتنمية القاعدة المادية للمجتمع الحديث

دور ومكانة الموارد المعدنية في قضايا التنمية الاجتماعية والاقتصادية والبيئية
القاعدة المادية للمجتمع الحديث

على احتياطيات الموارد المعدنية في الآفاق العليا للغلاف الصخري

ويبين تحليل تقييم توفير موارد الوقود والطاقة أن أكثر من غيرها
فالنفط هو وقود نادر، واحتياطياته المؤكدة كافية، بحسب مصادر مختلفة.
المصادر لمدة 25-48 سنة. ثم، في 35-64 سنة، سيتم استنفاد احتياطيات الغاز القابل للاحتراق واليورانيوم. أحسن
وهذا هو الحال بالنسبة للفحم، فاحتياطياته في العالم كبيرة، وعمر العرض 218-330 سنة.
وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن العرض العالمي لحاملات الطاقة السائلة موجود
احتياطيات كبيرة مرتبطة بمخزونات النفط والغاز المنتجة على الرف العالمي
محيط. وترتبط آفاق روسيا بتنمية جرف البحار القطبية الشمالية، حيث تشير التقديرات إلى أن
يحتوي المتخصصون على أكثر من 100 مليار طن من الهيدروكربونات بما يعادلها من النفط.
من بين المعادن الحديدية وسبائكها، تتمتع خامات التيتانيوم بأقل عرض (65
سنوات) والتنغستن (من 10 إلى 84 سنة حسب مصادر مختلفة).
إن المعروض العالمي من المعادن غير الحديدية بشكل عام أقل بكثير من المعروض من المعادن الحديدية
صناعة السبائك. سوف تستمر احتياطيات الكوبالت والرصاص والزنك والقصدير والأنتيمون والزئبق لمدة 10-35 سنة.
تبلغ احتياطيات روسيا من النحاس والنيكل والرصاص 58-89%، والأنتيمون 17-18% فقط.
من المتوسط ​​العالمي. على هذه الخلفية، الاستثناء هو احتياطيات الألومنيوم: مع الحديث
مستوى الاستهلاك والإنتاج، فإن احتياطياته ستستمر لمدة 350 سنة أخرى.
متوسط ​​إمدادات الموارد العالمية من المعادن اللافلزية
50-100 سنة وما فوق. والأكثر ندرة هو أسبست الكريسوتيل (المعروض العالمي 54
سنوات) والفلوريت (في جميع أنحاء العالم 42 سنة).

إمداد العالم للمجتمع البشري بالموارد المعدنية

سحب المياه الجوفية العذبة من قبل المناطق الاقتصادية الرئيسية في روسيا بالكيلومتر المكعب / السنة اعتبارًا من 1 يناير 1992.

1 - الكمية الإجمالية.
2- المياه المنزلية ومياه الشرب
إمدادات المياه
3- المناجم والمحاجر
الصرف.
4- تصريف الماء بدون
استخدام (خسارة
الماء عند
النقل والإغراق
المياه من الآبار،
التفريغ الذاتي من الآبار،
مجرى الصرف الصحي
ماء)؛
5 – فني
إمدادات المياه
6- ري الأراضي و
سقي المراعي

المياه الجوفية كمورد للغلاف الصخري

إن توافر موارد المياه الجوفية في روسيا ككل مرتفع جدًا. بسبب
ذات أهمية خاصة، دعونا نفكر بمزيد من التفصيل في إمدادات المياه العذبة،
المياه المعدنية والحرارية والصناعية.
المياه الجوفية العذبة. وفقًا لـ GOST 2874-82، تشمل هذه المياه الجوفية
مع بقايا جافة تصل إلى 1 جم/دم3 (في بعض الحالات - تصل إلى 1.5 جم/دم3).
عند حساب توافر موارد المياه الجوفية، لم يطالب بها أحد
احتياطيات المياه الجوفية التي يمكن استخدامها في غضون 50 عاما. وهكذا لو افترضنا ذلك
وعلى مدى الخمسين سنة القادمة، سوف يتضاعف إجمالي السحب من المياه الجوفية ليصل إلى
حوالي 35-40 كم3/سنة، يمكننا أن نفترض أن إجمالي الموارد التشغيلية
المياه الجوفية في روسيا تبلغ حوالي 230 كم3/السنة نتيجة الانتقاء
وستنخفض الاحتياطيات غير المتجددة بحوالي 15-20 كيلومتر مكعب في السنة.
ولا شك أن الجزء الأكبر من المياه الجوفية العذبة يتم إنفاقها للشرب
إمدادات المياه. ومع ذلك، يتم إنفاق حصة معينة من المياه الجوفية العذبة على التقنية
الاحتياجات وري الأراضي الصالحة للزراعة وسقي المراعي.

توفير المياه المعدنية في أراضي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابق

المياه الحرارية

وتشمل المياه الحرارية المياه الجوفية المحصورة
خزانات الطاقة الحرارية الأرضية الطبيعية وعرضها
ناقلات الحرارة الطبيعية (مخاليط الماء والبخار والبخار والماء).
للاستخدام العملي للمياه الحرارية
وتنقسم إلى عدة فئات:
– إمكانات منخفضة (مع درجة حرارة تسخين 20-100 درجة مئوية)
احتياجات التدفئة
- إمكانات متوسطة - لإمدادات الحرارة،
– إمكانات عالية (أكثر ملاءمة لتوليد الكهرباء.
تستخدم
ل
المياه الحرارية ذات درجة حرارة أعلى (150-350 درجة مئوية) بسبب
الصعوبات التقنية في التعامل معها لم تجد تطبيقها بعد.
إمدادات روسيا من احتياطيات المياه الحرارية مرتفعة للغاية. من العام
كمية الحرارة العميقة الصادرة عن الينابيع الحرارية
الغلاف الجوي، يقع 86٪ في منطقة الكوريل كامتشاتكا، حوالي 7٪
منطقة صدع بايكال و 8٪ فقط - لجميع المناطق المتنقلة الأخرى
القشرة القارية.
ترتبط الجوانب البيئية لتنمية موارد الطاقة الحرارية الأرضية بـ
احتمالية التلوث الحراري والكيميائي للطبقات السطحية
الغلاف الصخري، حيث أن المياه الحرارية، بالإضافة إلى ارتفاع درجة الحرارة،
تتميز أيضًا بزيادة التمعدن. لتجنب هذا
التلوث، وتم تطوير تقنية لاستغلال طبقات المياه الجوفية
عن طريق إعادة حقن المياه الحرارية المستعملة فيها.

المياه الصناعية

تشمل المياه الصناعية المياه الجوفية شديدة التمعدن من طبقات المياه الجوفية العميقة (15000 إلى 3000 متر مربع). منهم عناصر مثل
الصوديوم، الكلور، البورون، اليود، البروم، الليثيوم أو مركباتها (على سبيل المثال، ملح الطعام).
الاهتمام بالاستخدام الصناعي لمياه الطبقات الجوفية العميقة
يتم تحديد المواد الخام المعدنية من خلال الحاجة المتزايدة للعناصر النادرة في مختلف
قطاعات النشاط الاقتصادي واستنزاف المواد الخام التقليدية. في العالم
يستخرج من المياه الصناعية 90% من إجمالي إنتاج البروم، 85% - يود، 30% - ماء جوفي
الملح، كبريتيد الصوديوم، الليثيوم، 25٪ مغنيسيوم، بروم، إلخ.
إمدادات روسيا من المياه الصناعية الجوفية مرتفعة للغاية. إنهم مثل
وكقاعدة عامة، فهي تقتصر على الأجزاء العميقة من الأحواض الارتوازية الكبيرة، وما إلى ذلك.
المناطق الواعدة لليود والبروم داخل أوروبا الشرقية وغرب سيبيريا و
مناطق منصة سيبيريا.
ترتبط الجوانب البيئية لتنمية المياه الصناعية بمشكلة التخلص منها
المياه العادمة واحتمالية تلوث الصخور المضيفة والسطح اليوم فيها
عملية استخراجها ومعالجتها.

تعريف وهيكل الموارد الفضائية الجيولوجية

ونعني بموارد الفضاء الجيولوجي
المساحة الجيولوجية اللازمة للاستيطان و
وجود الكائنات الحية، بما في ذلك الحياة والنشاط
شخص.
في التصنيف العام للوظائف البيئية للغلاف الصخري، الهيكل
تشمل موارد الفضاء الجيولوجي: موطن الكائنات الحية،
مكان للاستيطان البشري، وعاء لما فوق الأرض وتحت الأرض
الهياكل ومواقع التخلص من النفايات وتخزينها، بما في ذلك
شديدة السمية والمشعة.
نهج مختلف لتنظيم موارد الفضاء الجيولوجي
يعتمد على نهج يسمح لنا بالنظر إلى الغلاف الصخري
الموائل والمستوطنات لمختلف ممثلي النباتات و
الحيوانات، بما في ذلك البشر كأنواع بيولوجية، وكما
يتم تطوير الفضاء بنشاط من قبل الإنسانية باعتبارها اجتماعية
بناء.

الهيكل العام للموارد الفضائية الجيولوجية

موارد الفضاء الجيولوجي وتوسيع الأنشطة الهندسية والاقتصادية للبشرية

عند النظر إلى الغلاف الصخري كبيئة هندسية واقتصادية
النشاط البشري، يتم التمييز بوضوح بين طريقتين لتقييم الموارد
الفضاء الجيولوجي: تقييم الموارد السطحية "المساحية".
مساحة الغلاف الصخري وتقييم الموارد الجيولوجية تحت الأرض
مساحة لأنواع مختلفة من التنمية. في كل حالة قد يكون هناك
العديد من خيارات التقييم فيما يتعلق بأنواع مختلفة من الأنشطة الهندسية.
أولها أن الموارد "الحقيقية" للفضاء الجيولوجي أصبحت موجودة بالفعل
عجز ضخم. حاليًا، أتقنت البشرية حوالي 56%
سطح الأرض مع ميل إلى زيادة هذه العملية. وإذا
بالنسبة لعدد من البلدان ذات الموارد الأرضية الكبيرة، هناك مشكلة التنسيب
المرافق الصناعية والزراعية والسكنية لم تصبح حادة بعد
ذات الصلة، ثم للدول الصغيرة ذات عدد كبير من السكان
السكان، فقد أصبح العامل البيئي الأكثر أهمية من الناحية الاجتماعية
تطوير.
وأبرز مثال على ذلك هو اليابان، التي اضطرت إلى التكيف
تملأ المنشآت الصناعية ومناطق الترفيه الأجزاء الساحلية من البحر
مناطق المياه وتنفيذ البناء على التربة السائبة.

الموارد الفضائية الجيولوجية والتحضر

حادة بشكل خاص، حتى في البلدان المزدهرة نسبيا من وجهة نظر إقليمية شاملة
الأمن في البلدان، هناك مسألة نقص المساحة في المناطق الحضرية. كيف
وكقاعدة عامة، ينطبق هذا على العواصم والمراكز الصناعية الكبيرة.
تتحدث الأرقام التالية ببلاغة عن وتيرة التحضر: في بداية القرن التاسع عشر. في مدن حول العالم
عاش 29.3 مليون شخص (3٪ من سكان العالم)، بحلول عام 1900 - 224.4 مليون (13.6٪)، بحلول عام 1950 - 729 مليونًا
(28.8٪) بحلول عام 1980 - 1821 مليونًا (41.1٪) بحلول عام 1990 - 2261 مليونًا (41٪).
بلغ عدد سكان الحضر في الاتحاد الروسي بحلول بداية عام 1990 حوالي 74٪.
تبلغ نسبة سكان الحضر في أوروبا أكثر من 73٪، وفي آسيا - 31٪، وأفريقيا - 32٪، والشمال - 32٪
أمريكا 75، أمريكا اللاتينية 72، أستراليا وأوقيانوسيا 71%.
في المجمل، هناك حوالي 220 مدينة مليونيرة في العالم (أكثر من مليون نسمة)، أكبرها
منها - مكسيكو سيتي (9.8 مليون). في لندن الكبرى، يعيش 6.8 مليون شخص
تبلغ مساحتها أكثر من 1800 كم2، ويعيش في موسكو حوالي 9 ملايين نسمة على مساحة 1000 كم2.
مع هذه الكثافة السكانية، يتم إنشاء صورة موارد محددة
بدأت المناطق ذات الظروف الهندسية والجيولوجية والبيئية المعقدة (أراضي مدافن النفايات السابقة ومقالب الخبث والرماد وما إلى ذلك) تعتبر مناسبة للتنمية.

موارد الفضاء الجيولوجي والمنشآت المدنية والصناعية المعقدة

موارد الفضاء الجيولوجية لوضع الأكثر تعقيدا
الهياكل الهندسية التي تمارس ضغطًا عاليًا على الأرض (0.5 ميجا باسكال
وأكثر من ذلك)، على وجه الخصوص، كائنات مثل محطات الطاقة الحرارية (TPP)،
النباتات المعدنية، أبراج التلفزيون، ناطحات السحاب، محددة
وجود الظروف الهندسية والجيولوجية المواتية في المنطقة
البناء المقترح. هذه الهياكل، نظرا لخصوصيتها، كما
كقاعدة عامة، فهي تقع في مناطق متطورة، في كثير من الأحيان في الداخل
المدينة أو في محيطها المباشر. هذا يقدم خاص
متطلبات استقرارها وسلامتها ليس فقط من الهندسة، ولكن أيضًا من
المواقف البيئية.
مشكلة الموارد الرئيسية (وكذلك البيئة الجيوكيميائية)،
المتعلقة بمحطات الطاقة الحرارية - وضع مقالب الرماد، وهو قريب من المشكلة
التخلص من النفايات الناتجة عن التعدين والمعالجة والصناعات التعدينية
الصناعة التي تمت مناقشتها أدناه.
القيود الرئيسية عند اختيار موقع لمحطات الطاقة النووية
محطات توليد الطاقة (NPP):
– زلزالية عالية (أكثر من 8 نقاط على مقياس MSK-64)؛
– وجود طبقات سميكة (أكثر من 45 م) من الهبوط قابلة للذوبان في الماء و
تسييل التربة
– وجود الصدوع النشطة والكارستية وغيرها من الأشياء التي يحتمل أن تكون خطرة
العمليات الجيولوجية الخارجية.
– ارتفاع منسوب المياه الجوفية (أقل من 3 أمتار)؛
– وجود أتربة جيدة الترشيح وأتربة ذات امتصاص منخفض
بسعة تزيد عن 10 م.
الخطر البيئي الرئيسي لمحطات الطاقة النووية هو الاحتمال
التلوث الإشعاعي لمساحات واسعة في حالات الطوارئ.
هذه المناطق لا فائدة منها للمئات، بل للآلاف
سنين.

موارد الفضاء الجيولوجي والهندسة الهيدروليكية

وضوحا خصوصية من وجهة نظر
ضروري
الموارد
الجيولوجية
فضاء
لديه
هيدروليكي
بناء. الموارد الفضائية أولا
يتم تحديد قائمة الانتظار من خلال وجود المجاري المائية و
المناطق ذات الظروف الهندسية والجيولوجية الملائمة.
بناء هندسي هيدروليكي كبير في
بارِز
الأقل
مرهق
الموارد
مساحة جيولوجية مناسبة ل
هذه الأهداف، حتى في روسيا الغنية بالمياه و
الموارد الإقليمية.
تدفق العديد من الأنهار الكبيرة في بلادنا
ينظم

تم نقل مناطق الفيضانات وعدد المباني إلى خزانات كبيرة مختارة من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابق

موارد الفضاء الجيولوجي لمناطق التعدين

موارد الفضاء الجيولوجي لمناطق التعدين
هناك مشكلة حادة تتمثل في نقص المساحة الجيولوجية في مناطق التنمية
الصناعات التعدينية والتعدينية.
الأكثر رحابة فيما يتعلق بالعزلة الجيولوجية الطبيعية
الفضاء شركات صناعة الفحم : الإنتاج 1 مليون طن
ويرافق الوقود استباحة ما متوسطه حوالي 8 هكتارات من الأراضي.
في مناطق التعدين، انتهاك كبير للإقليمية
يحدث المورد بسبب هبوط سطح الأرض فوق باطن الأرض
العمل. حجم الهبوط في حوض الفحم بموسكو يصل إلى 3
م على مساحة كم2، في دونباس – 7 م على مساحة تزيد عن 20 كم2. هطول الأمطار قد
تستمر لمدة 20 عامًا وتفشل أحيانًا.
يحدث ضرر كبير في إمكانات الموارد في المناطق نتيجة للتغيرات في
الظروف الهيدروجيولوجية نتيجة لانخفاض المياه الحدودية والتعدين
وتصريف المحاجر. - تشكل فوهات منخفضه كبيرة
بمساحة تصل إلى 300 كيلومتر مربع لا يمكن أن تنتهك النظام المقبول فحسب
إمدادات المياه إلى الإقليم وتؤدي إلى هبوط سطح الأرض، بل أيضاً
تسبب تفعيل عمليات الكارست والاكتفاء والفشل.

موارد الفضاء الجيولوجي والتخلص من مخلفات المجتمع البشري

إن تنوع النفايات الناتجة عن المجتمع البشري يستغرق وقتًا طويلاً
منطقة. في روسيا وحدها تبلغ مساحتها الإجمالية (1997) أكثر من 500 ألف هكتار
ويتجلى التأثير السلبي للنفايات على البيئة في الإقليم، 10 مرات
تتجاوز المنطقة المحددة.
تتفاعل معظم النفايات بشكل نشط مع البيئة (الغلاف الصخري،
الغلاف الجوي والغلاف المائي والمحيط الحيوي). مدة "العدوانية" (النشيطة)
فوجود النفايات يعتمد على تركيبتها. أثناء التخزين، تخضع جميع النفايات
التغيرات الناجمة عن كل من العمليات الفيزيائية والكيميائية الداخلية و
تأثير الظروف الخارجية. ونتيجة لذلك، يتم تخزين النفايات ومواقع التخلص منها
قد تتشكل مواد جديدة خطرة بيئياً، والتي عند اختراقها
سيشكل الغلاف الصخري تهديدًا خطيرًا للكائنات الحية.
المدن هي أكبر منتجي النفايات. تشير الإحصائيات إلى أنه في
ظروف التكنولوجيا الحديثة على مستوى أعلى من التنمية الاقتصادية
تولد الدولة الواقعة داخل حدودها كمية أكبر من النفايات للفرد.
ويتراوح متوسط ​​معدل تراكم النفايات في الدول المتقدمة بين 150-170 (بولندا) إلى
700-1100 كجم/شخص. سنويا (الولايات المتحدة الأمريكية). في موسكو، يتم إنتاج 2.5 مليون طن من النفايات المنزلية الصلبة سنويًا
النفايات الصلبة (MSW)، ويصل متوسط ​​معدل “إنتاج” النفايات الصلبة للشخص الواحد سنوياً
ما يقرب من 1 م 3 في الحجم و 200 كجم من الوزن (للمدن الكبيرة المعيار الموصى به
1.07 م3/شخص كل سنة).

تصنيف النفايات حسب المنشأ

نصف قطر التأثير السلبي لمدافن النفايات الصلبة

الجوانب الرئيسية لتأثير مدافن النفايات الصلبة هي المكونات البيئية والبشرية

نصف قطر التأثير السلبي لمدافن النفايات لتخزين النفايات الناتجة عن صناعات التعدين والتعدين

نصف قطر التأثير السلبي لمدافن النفايات
تخزين النفايات من الصناعات التعدينية والتجهيزية