Ладно.
Раз тема интересует, вот еще несколько текстов.
Они были опубликорваны в томе ЭКОЛОГИЯ издательство Аванта+
под редакцией Е.Ананьевой.
ОПУСТЫНИВАНИЕ
Опустынивание страшное слово для миллионов людей на планете. Оно означает деградацию растительности и почвы, сокращение или даже полную потерю их биологической и экономической продуктивности. Это неизбежно влечёт за собой катастрофические неурожаи, падёж скота, пересыхание источников воды, засоление пахотных участков, наступание песков на жилища людей, а в результате бедность, голод, болезни.
Опустыниванию подвержено около 3,6 млрд га (в три раза больше Европы или почти четверть площади Земного шара) засушливых земель нашей планеты. Такие земли есть более чем в 110 странах мира, на всех континентах (за исключением Антарктиды). В России засушливые земли занимают в целом свыше 600 тыс. км2 и тянутся поясом от Волжских степей до степных пространств Забайкалья. Даже в Якутии есть участки таких земель. В наибольшей степени подвержены опустыниванию Прикаспийские территории (Калмыкия, Астраханская область, Дагестан).
Проблема опустынивания стала очевидной с начала 70-х гг. XX в., после катастрофических засух в зоне Сахеля (вдоль южной окраины Сахары) в Африке. В 1968 1973 гг. там погибло от голода свыше 250 тыс. человек и почти 40 % всего скота. Уже в середине 80-х гг. к югу от Сахары в результате засухи погибло почти 3 млн человек.
Опустынивание и засухи часто следуют рука об руку , и их совместный эффект оказывается особенно губительным. Среди процессов опустынивания обычно особенно выделяют: сокращение растительного покрова, эрозию почвы (ветровую и водную), засоление почв, исчезновение многолетных растений (в первую очередь деревьев и кустарников), наступание песков. Все эти явления характерны для любой засушливой местности и в той или иной степени проявляются в природной среде. Однако под воздействием хозяйственной деятельности человека перечисленные процессы ускоряются и получают совсем иные масштабы. За свою историю человек превратил в пустыню не менее 1 млрд га некогда продуктивных земель. Какие же действия человека ведут к развитию опустынивания?
Один из наиболее существенных факторов выпас скота. Бо$льшая часть засушливых земель малопригодна для земледелия, зато приемлема для развития скотоводства, в первую очередь для разведения овец и коз. Чрезмерная концентрация животных на незначительных площадях с неустойчивым растительным покровом, возобновление которого затруднено из-за нехватки влаги и бедности почв, приводит к перевыпасу и, как следствие, к разрушению почв и растительности. Поскольку в засушливых районах почвы часто песчаные, то на местах перевыпаса возникают участки с незакреплёнными песками, которые развеиваются ветрами.
Земледелие в засушливых районах возможно только благодаря орошению. Поэтому земля здесь, как правило, покрыта сетью оросительных каналов. Но вода не только жизнь, она и угроза. Избыточный полив часто приводит к тому, что скрытые до поры в глубине соли подтягиваются к самой поверхности почв, делая их абсолютно непригодными для использования. Засоление охватывает миллионы гектаров орошаемых земель. Считается, что некоторые древние цивилизации (например, в Мессопотамии или в Центральной Азии) погибли в том числе и из-за катастрофического засоления пахотных земель.
Засушливые зоны скрывают в своих недрах поистине колоссальные запасы различных полезных ископаемых нефть, газ, металлы, алмазы и т. д. На Ближнем Востоке, в Северной Африке в пустынях расположены крупнейшие месторождения нефти. Добыча сырья приводит к нарушению поверхности, уничтожению растительного покрова, разрушает естественные экосистемы.
> Опустынивание признано одной из глобальных проблем человечества, решение которой требует объединения усилий всех стран. Поэтому в 1994 г. была принята Конвенция ООН по борьбе с опустыниванием.
МОЛЧАЛИВАЯ ВЕСНА
Опубликованная в 1962 г. книга американской исследовательницы Рэчел Карсон Молчаливая весна буквально потрясла как читателей, так и специалистов. Она посвящена проблеме, о которой ещё недавно никто не задумывался, последствиям применения пестицидов. Так называют различные синтетические вещества, которые используют для уничтожения вредных насекомых (инсектициды), грибков, вызывающих болезни растений (фунгициды), сорняков (гербициды), грызунов (зооциды), паразитических червей (нематоциды), а также для ускорения опадания листвы (дефолианты).
В 1939 г. в Западной Европе были разработаны первые сильнодействующие инсектициды ДДТ и ГХЦГ. Первое же применение этих препаратов имело большой успех, а создатель ДДТ Пауль Мюллер был даже удостоен в 1948 г. Нобелевской премии. В наши дни создано более 1000 различных пестицидов, их применение повысило урожайность многих сельскохозяйственных культур, страдавших от вредителей и болезней, позволило справиться с массовым размножением насекомых и грызунов, предотвратить распространение многих заболеваний животных и человека.
Производство пестицидов быстро росло и к 1970 г. достигло 500 тыс. тонн ежегодно. Это огромная цифра, если учесть, что большинство пестицидов обладает очень высокой биологической активностью. Для гибели многих организмов достаточно всего 0,0000000001 г! Поэтому пестициды оказались чрезвычайно опасным химическим оружием, не различающим правых и виноватых , друзей и врагов.
Пестициды воздействуют не только на вредные и болезнетворные организмы, многие из них ядовиты для всего живого. Например, при обработке полей и лесов инсектицидами кроме полезных насекомых на обрабатываемой площади погибает до 80 % всех обитающих здесь птиц. При обработке хлопчатника, на котором кормится лишь 10 видов вредных насекомых, уничтожается около 300 полезных видов! Нет ни одного пестицида, который оказывал бы избирательное воздействие на один вид организмов, поэтому применение этих веществ оказывает катастрофическое воздействие на биологическое разнообразие. В то же время вредители , против которых проводится обработка, быстро привыкают к яду и восстанавливают свою численность, что требует изобретения и применения всё новых пестицидов. Обратный ожидаемому эффект связан также и с подавлением всех естественных врагов вредителя , которые уже не могут сдерживать его размножение.
Рассеивание пестицидов с самолётов и вертолётов больше походит на массовое убийство животных. После таких операций природа долго безмолвствует: погибают почти все насекомые, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие+ Масштабные обработки пестицидами с использованием авиации проводились в разных странах на тысячах квадратных километров и нанесли непоправимый ущерб флоре и фауне планеты.
К тому же выяснилось, что пестициды очень стойкие химические соединения, они долго живут в природе, перемещаются, накапливаются в тканях животных. Концентрация пестицидов в организмах хищников, по сравнению с их содержанием в воде, почве и растениях, может возрастать в сотни тысяч и миллионы раз! В результате этого эффекта биоаккумуляции даже низкие концентрации пестицидов в окружающей среде становятся опасными для организмов. Особенно сильно влияют пестициды на размножение птиц. Накопление их в организме многих хищных пернатых приводит к гибели кладок и птенцов. Этот вид загрязнения стал одним из ведущих факторов снижения биологического разнообразия в водных экосистемах: очень чувствительны к пестицидам оказались ракообразные и большинство видов хищных рыб. Пестициды часто оказывают влияние и на генетический код организмов, вызывая нарушения в их развитии. В некоторых регионах (например, в хлопководческих странах, где широко применяются дефолианты) накопление пестицидов в организме человека также достигло критических уровней.
Пестициды стали встречаться не только там, где их применяли, но и во всех уголках планеты от Северного до Южного полюса. Отрицательный эффект воздействия этих веществ на организмы проявляется не сразу, но оказывается настолько мощным, что многие из них были запрещены мировым сообществом. Однако до сих пор применение пестицидов остаётся одним из самых мощных токсических ударов человека по биосфере, а значит и по самому себе.
И МОРЕ МОЖНО ВЫЧЕРПАТЬ
Океан огромен, но и его биологические ресурсы ограничены. Для любого вида животных существует оптимальный уровень его добычи, не приводящий к снижению численности популяции. К сожалению, человечество редко придерживалось этого правила.
Первыми жертвами промысла стали морские млекопитающие: киты, многие виды тюленей, морские котики и сирены. Затем наступила очередь рыб. Известно, что три четверти мирового улова составляют всего пять групп рыб сельди (в том числе сардины и анчоусы), тресковые, лососёвые, камбалы и макрели (тунцы). Эти группы рыб в первую очередь подверглись хищническому вылову, что привело к сокращению их численности в разных районах Мирового океана.
В Северной Атлантике уже в начале ХХ в. были исчерпаны запасы палтуса, камбалы и пикши. К середине века в этом районе интенсивного рыболовства были подорваны и запасы сельди. В дальнейшем человечеству понадобилось всего 20 лет, чтобы исчерпать запасы 30 наиболее перспективных для промысла видов рыб. Произошло это сразу после Второй мировой войны, когда многие страны стали наращивать свой рыболовный флот. К 1970 г. мировая добыча рыбы, по сравнению с довоенным уровнем, выросла более чем в три раза и составила около 70 млн тонн в год. Запасы промысловых рыб быстро истощались и приходилось ограничивать их добычу или районы лова.
Так, у западного побережья Северной Америки в сезон 1937 1938 гг. было выловлено более 800 тыс. тонн сардин. Уже через 10 лет численность этих рыб стала снижаться, а через 15 лет их лов был прекращён, поскольку за год выловили всего 80 т сардин! Другим примером непомерной эксплуатации рыбных ресурсов служит перелов перуанского анчоуса, который по массе улова занимает первое место среди всех видов морских рыб. В 1969 1970 гг. у берегов Перу его было выловлено 11,2 млн тонн, что на 20 % превысило максимально возможную добычу вида. Это привело к экологической катастрофе. Анчоусы обеспечивали процветание огромных колоний морских птиц, и уменьшение биомассы рыб привело к сокращению их численности, прежде всего баклана Бугенвиля, который питается только анчоусом. Численность морских птиц в колониях Перу снизилась в 5 6 раз, а вылов анчоуса упал за 5 лет в 3 раза. Экономике Перу также был нанесён урон, поскольку рыба и гуано (помёт морских птиц, используемый как удобрение) основные статьи экспорта этой страны.
С древних времён человек употреблял в пищу различные виды моллюсков, а их раковины использовал в качестве орудий труда, украшений, лекарственных средств или денег. Это и становилось часто причиной уничтожения моллюсков.
Уже в середине ХIХ в. из-за бесконтрольного промысла были подорваны запасы устриц в Средиземном, Чёрном и Балтийском морях. Пришлось регулировать добычу моллюсков, создавать первые устричные фермы. Вскоре та же участь постигла и другие виды моллюсков (мидии, жемчужницы), их также стали выращивать на специальных фермах. Уничтожение моллюсков с красивыми раковинами (харонии, ципреи, оливы, конус и др.) потребовало введения запрета на их вылов во многих тропических странах Тихого и Индийского океанов.
В последние десятилетия одно из первых мест среди ценных морских промысловых животных заняли головоногие моллюски (кальмары, каракатицы, осьминоги). Их вылов составляет около 2 млн тонн в год и бо$льшая его часть приходится на кальмаров. В промысле головоногих участвуют около 50 стран, а ведущее место среди них принадлежит Японии. В некоторых акваториях океана запасы головоногих моллюсков уже подорваны.
Важную роль в морском промысле стал играть криль мелкие ракообразные, которыми питаются многие виды рыб и китов. Из криля получают кормовую муку, жир, витамины и другие продукты. Растущая добыча этих рачков лишает корма рыб (в том числе треску) и усатых китов, препятствует восстановлению их численности.
Человек продолжает осваивать биологические ресурсы и суши, и океана. Сможет ли человечество обеспечить себя необходимыми продуктами при сохранении всего многообразия форм жизни? Или потомкам, глядя на опустевшую планету, придётся лишь горестно вздыхать, вспоминая при этом слова героя повести Л. Н. Толстого Хаджи-Мурат : ...Экое разрушительное жестокое существо человек, сколько уничтожил разнообразных живых существ, растений для поддержания своей жизни .
ЗЕМЛЯ ТОЛЬКО ОДНА
> До начала XX в. человечество не сталкивалось с глобальными (от лат. globus шар , т. е. охватывающими всю планету) экологическими проблемами. Несмотря на отдельные экологические проблемы и даже небольшие экологические кризисы, время от времени возникавшие на тех или иных территориях, глобальные характеристики окружающей среды оставались стабильными и изменялись в пределах естественных колебаний.
> Постепенно человек разрушал естественные экосистемы и загрязнял окружающую среду, но природа держала удар . Например, концентрация углекислого газа в воздухе сохранялась на постоянном уровне практически до начала XX в., и только на пороге XIX и XX вв. устойчивость атмосферы была нарушена. К этому времени естественные экосистемы, которых становилось всё меньше, уже не смогли сопротивляться быстро растущему давлению хозяйственной деятельности человека, потеряв способность регулировать состояние окружающей среды на всей планете. Поэтому XX век стал веком всеобщего экологического кризиса, когда человечество столкнулось с глобальными экологическими проблемами. Вот основное из них:
> Изменяется газовый состав атмосферы. Скорость изменений в сотни и тысячи раз выше, чем за последний миллион лет. Одновременно истощается озоновый слой (примерно на 0,5 % в год).
> Быстрыми темпами меняется химический состав пресных вод суши и вод некоторых полузамкнутых морей, типа Балтийского и Чёрного: увеличивается содержание питательных веществ, необходимых для жизни, так называемых биогенов. Это ведёт к эвтрофикации водоёмов, т. е. всплеску развития организмов ( цветению воды). Затем они отмирают и образуется большое количество органического вещества; на его окисление затрачивается растворённый в воде кислород, которого уже не хватает для живущих организмов.
> Происходит быстрая деградация почвы, изменения её физических, химических и биологических свойств. Крупнейший российский почвовед Г. В. Добровольский назвал это явление тихим кризисом планеты .
> Стремительно сокращается численность многих видов организмов, а некоторые исчезают совсем.
>
> ПАРНИК РАЗМЕРОМ С ПЛАНЕТУ
> Учёные доказали, что изменение климата в XX в. является следствием повышения среднеглобальной приземной температуры воздуха. Потепление объясняют тем, что в атмосфере возросли концентрации парниковых газов: углекислого газа, метана, хлорфторуглеродов, окислов азота. Молекулы этих газов (а наиболее сильно углекислого) поглощают тепловое излучение поверхности Земли и частично направляют его обратно, создавая так называемый парниковый эффект.
> После начала промышленной революции (1860 г.) за счёт сжигания ископаемого топлива в атмосферу поступило к 1980 г., по расчётам, 160 млрд тонн углерода. Как следствие, концентрация углекислого газа в воздухе с начала XX в. стала расти и к настоящему времени увеличилась почти на 30 %.
> В последнее десятилетие XX в. масса углекислого газа, ежегодно выбрасываемого в атмосферу в основном при сжигании ископаемого топлива, составляет около 22 млрд тонн. Часть его поглощается растениями и нейтрализуется в результате физико-химических процессов, протекающих в основном в океане, но ежегодно к имеющемуся в атмосфере углекислому газу добавляется ещё около 8 9 млрд тонн.
За XX в. температура приземного воздуха повысилась на 0, 5 С. В настоящее время остаётся открытым вопрос, какой вклад в этот процесс внесла хозяйственная деятельность людей, а какую часть потепления можно объяснить естественными климатическими изменениями.
> Однако температура у поверхности Земли зависит не только от парниковых газов. В первую очередь она определяется отражательной способностью планеты альбедо, т. е. величиной отражения потока солнечного тепла, поступающего к поверхности Земли. Уничтожение естественных экосистем на 63 % поверхности суши и замена их сельскохозяйственными полями, сведе$ние лесов и расширение в связи в этим площади пустынь изменило альбедо планеты. Это не могло не повлиять на величину среднеглобальной температуры.
> В 90-х гг. XX в. стала очевидна отрицательная роль аэрозолей мельчайших твёрдых и жидких частиц в атмосфере. При сжигании топлива в воздух поступают газообразные окислы серы и азота; соединяясь в атмосфере с капельками воды, они образуют серную, азотную кислоты и аммиак, которые превращаются затем в сульфатный и нитратный аэрозоли.
> Аэрозоли не только отражают солнечный свет, не пропуская часть его к поверхности Земли. Аэрозольные частицы служат ядрами конденсации атмосферной влаги при образовании облаков и тем самым способствуют увеличению облачности. А это в свою очередь уменьшает приток солнечного тепла к земной поверхности.
> Всё возрастающая концентрация парниковых газов и аэрозолей в атмосфере, изменение альбедо нашей планеты нарушают устойчивость климата. Это проявляется в повышении среднеглобальной температуры приземного слоя воздуха, причём самые тёплые годы за всё XX столетие приходятся на 90-е. Возросла частота и интенсивность экстремальных климатических явлений: необычный размах колебаний температуры, увеличение силы и частоты всех видов штормов, необычайные и внесезонные осадки и т. д. Для оценки ущерба, причинённого стихией, используют индекс экстремальных явлений. За последние 40 лет для 48 штатов США он вырос в 60 раз.
>
> УЯЗВИМАЯ ОЗОНОВАЯ БРОНЯ
> С загрязнением атмосферы человеком учёные связывают и разрушение озонового слоя. Озоновый слой это слой атмосферы, лежащий над тропосферой (слоем, прилегающим к Земле) на высоте от 10 до 50 км. Под воздействием солнечного излучения на этой высоте из молекул кислорода О2 формируются молекулы озона О3. Молекулы озона поглощают ультрафиолетовое излучение Солнца, губительное для всего живого на Земле. Известно, что увеличение ультрафиолетового излучения на 10 % может увеличить на 7,5 % число людей, заболевших опасной формой рака кожи, меланомой и на 10 % менее опасной формой карциономой и вызвать катаракту глаз у 80 млн человек.
> Но мощность озонового слоя ничтожна. Если собрать все его молекулы и опустить их к поверхности планеты, толщина составит всего 3 мм.
> Наблюдения показывают, что на озоновый слой губительно действуют созданные человеком химические соединения, например окислы азота, но наиболее опасны некоторые хлорфторуглероды. Их применяют в холодильниках, аэрозольных баллончиках, для вспенивания пластиков и создания пены при тушении пожаров. Концентрация основных видов хлорфторуглеродов возрастает в атмосфере ежегодно на 4 %. Испаряясь, эти вещества убивают молекулы озона. Чтобы прекратить разрушение озонового слоя, решено сократить производство озоноразрушающих веществ в странах основных производителях таких веществ.
>
> БОЛЬШИЕ СЛЕДСТВИЯ МАЛЫХ ПРИЧИН
> Где-то вырубили рощицу, где-то распахали луг, а где-то устроили свалку. Разве может это вызвать глобальный экологический кризис?
> Между тем оказалось, что за время существования современной цивилизации, т. е. за 10 тыс. лет человек разрушил естественные экосистемы на 63 % суши, причём 2/3 разрушений приходятся на XX в. На месте естественных экосистем были созданы сельскохозяйственные поля, построены промышленные предприятия, большие и малые города, дороги, трубопроводы, линии электропередач. Всё это, с одной стороны, обеспечивает людей продуктами питания и жизненным комфортом, но, с другой стороны, ведёт к разрушению экосистем и естественного механизма регулирования природных процессов и угрожает стабильности окружающей среды.
> Известный российский биолог Н. В. Тимофеев-Ресовский в 1969 г. писал: Нормально работающая биосфера Земли не только снабжает человечество пищей и ценнейшим органическим сырьём, но и поддерживает в равновесном состоянии газовый состав атмосферы и растворы природных вод. Подрыв человеком (количественный и качественный) работы биосферы, следовательно, не только снизит продукцию органического вещества на Земле, но и нарушит химическое равновесие в атмосфере и природных водах .
>
> ПРЕДЕЛЫ РОСТА
> В начале 70-х гг. под эгидой Римского клуба было издано несколько книг, посвящённых анализу состояния мировой системы и возможных путей её развития. Одна из них Пределы роста содержала возможные модели будущего человечества, выполненные с помощью компьютерных расчётов. Книга вызвана сенсацию. Газетные заголовки гласили: Компьютер заглянул в будущее и содрогнулся , Исследования прогнозируют в 2100 г. начало бедствий , Учёные предупреждают о глобальной катастрофе .
> Римский клуб организация, созданная итальянским миллионером Аурелио Печчеи в 1968 г. Она объединяет около 100 промышленников, деятелей науки и политиков из 25 стран. Главная задача исследование глобальных кризисных процессов и поиск способов их преодоления независимо от интересов отдельных государств.
Авторы книги показали, что если всё останется как сейчас , т. е. будет увеличиваться численность населения, быстро развиваться промышленность и производство продуктов питания, а процессы истощения природных ресурсов и загрязнения окружающей среды нарастать, то в ближайшие 100 лет человечество достигнет пределов экологического роста. Наиболее вероятным результатом этого станет внезапное неконтролируемое снижение численности населения и объёма производства.
20 лет спустя в книге За пределами роста (1992 г.) те же исследователи с горечью отметили, что темпы использования человечеством большинства ресурсов и уровень загрязнения планеты уже превысили допустимые пределы.
Чтобы предотвратить глобальную экологическую катастрофу, предлагали изменить существующее стихийное развитие цивилизации на контролируемое и планируемое, пересмотреть политику и практику, способствующие росту численности населения и уровня материального потребления, а также резко повысить эффективность использования материальных и энергетических ресурсов.
Однако авторы книг Пределы роста и За пределами роста специалисты в области управления, поэтому в их работах практически не упоминаются понятия, сообщества организмов или экосистемы . Они также прошли мимо того факта, что устойчивость окружающей среды, по данным наблюдений, была нарушена ещё на пороге XX в., когда в атмосфере начался ускоряющийся рост концентрации углекислого газа. На самом деле это был сигнал, который подала природа о том, что человечество достигло экологического предела. Его нельзя ни отодвинуть, ни устранить, так как он определяется законами биосферы, накладывающими ограничения на развитие нашей цивилизации.
ПУСТЕЮЩИЕ КЛАДОВЫЕ ЗЕМЛИ
Человек с древнейших времён добывал и использовал для своих нужд различные полезные ископаемые. Так, например, золото получали уже 4 5 тыс. лет назад, медь добывается с конца IV тыс. до н. э., свинец и цинк с VI VII тыс. до н. э. По мере развития научно-технического прогресса всё более возрастали объёмы добычи полезных ископаемых и росло число их видов. По подсчётам известного русского геохимика академика В. И. Вернадского, выполненным в 1915 г., человечеством в античную эпоху добывалось и использовалось всего 19 элементов, в XVIII в. 28, в XIX в. 50, в начале ХХ в. 60. Теперь же, в начале XXI в., используются все 89 химических элементов, содержащихся в земной коре. Увеличились и темпы добычи полезных ископаемых. Так, например, мировая добыча и потребление руд цветных металлов за последние 25 лет возросли в несколько раз. Поиск и освоение новых месторождений охватили практически всю приповерхностную часть земной коры, включая прибрежный шельф и дно Мирового океана.
Сейчас в мировом хозяйстве используется около 200 видов минерального сырья разных типов: топливно-энергетическое (нефть, газ, уголь, уран), чёрные, легирующие и тугоплавкие металлы (руды железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и др.), цветные металлы (руды алюминия, меди, свинца, цинка, ртути и др.), благородные металлы (золото, серебро, платиноиды), химическое и агрохимическое сырьё (калийные соли, фосфориты, апатиты и др.), техническое сырьё (алмазы, асбест, графит и др.), флюсы и огнеупоры, цементное сырьё и строительные полезные ископаемые.
Для определения обеспеченности экономики государства каким-либо сырьем используют такое понятие, как кратность запасов . Кратность запасов это отношение объёмов остаточных запасов к объёмам их текущей добычи в год. Таким образом, кратность запасов показывает, сколько лет данное сырьё может обеспечивать экономику страны при сложившихся темпах его потребления. Используя этот показатель, оценивают и мировые запасы ресурсов.
С течением времени стало очевидно, что высокие темпы добычи полезных ископаемых ведут к истощению большинства месторождений, расположенных в благоприятных геологических условиях и характеризующихся высокой концентрацией извлекаемого полезного минерального вещества. В результате начали разрабатывать месторождения, которые ранее считались экономически нерентабельными; либо залегающие в неблагоприятных геологических условиях (например, на больших глубинах и т. п.), либо имеющие низкую концентрацию полезных ископаемых. Но включение в разработку таких месторождений не решает проблему обеспечения человечества минеральным сырьём, поскольку и они истощаются по мере разработки. Запасы большинства доступных полезных ископаемых, находящихся в земной коре, ограничены и со временем могут полностью исчезнуть. Например, общие ресурсы ископаемых углей на Земле огромны и составляют около 13 868 млрд тонн. При сохранении нынешнего объёма ежегодной добычи в мире запасов угля может хватить примерно ещё на 210 220 лет. Общие запасы природного газа составляют примерно 271 трлн м3, из них к началу 90-х гг. XX в. разведано 109,3 трлн м3. Кратность извлекаемых запасов газа к тому же периоду составила около 130 лет.
К практически неисчерпаемым ресурсам относятся воды нашей планеты. Земля обладает колоссальным объёмом воды около 1,5 млрд км3. Однако примерно 98 % этого объёма составляют соленые воды океанов, и только 28 млн км3 пресные воды суши. Поскольку технологии опреснения морской воды уже существуют и постоянно совершенствуются, то потенциально запас солёных вод может рассматриваться как неисчерпаемый ресурс, использование которого в будущем вполне возможно.
В наши дни мировые энергетические потребности на 32 % удовлетворяются за счёт нефти. Мировая кратность запасов нефти к её добыче составляла на середину 90-х гг. ХХ в. 41 год. Однако по отдельным странам она варьирует очень сильно. Так, в странах Персидского залива этот показатель превышает 100 лет, в США 11 лет, во Франции 8 лет.
Не приведёт ли истощение подземных кладовых к остановке прогресса и гибели цивилизации, лишённой минерально-сырьевых и минерально-энергетических ресурсов? Ответ на этот вопрос непрост.
В принципе, истощение полезных ископаемых происходит не одновременно и не вдруг. Кроме того, в разных странах этот процесс идёт с разной скоростью. Есть государства с успешно развивающейся экономикой, не имеющие тех или иных полезных ископаемых (например, в Японии нет своей нефти). Правда, закупать сырьё всё равно приходится.
Где же выход из создающегося положения? Он заключается прежде всего в разработке стратегии рационального использования недр Земли как одного из элементов глобальной экологической политики.
Уменьшение запасов сырья уже сейчас заставляет человека искать замену тому или иному полезному ископаемому. Разработка альтернативных технологий и производств, использующих иные минеральные ресурсы один из путей выхода из кризисной ситуации.
Добыча полезных ископаемых при разработке месторождений, как правило, сопровождается гигантскими потерями из-за несовершенства технологий добычи, стремления к снижению затрат и т. п. Поэтому необходимо дальнейшее усовершенствование способов добычи, снижение или полное исключение потерь.
Разработка месторождений более глубоких горизонтов земной коры ещё один путь выхода из кризиса. Опыт бурения сверхглубоких скважин (до глубин 10 км и более) показывает, что глубокие горизонты земной коры не менее (а по ряду ископаемых более) богаты полезными ископаемыми, чем поверхностные. Так, например, при бурении Кольской сверхглубокой скважины были установлены аномально высокие содержания золота и серебра в породах на глубине около 10 км. Это подтвердило гипотезу о том, что руды могут образовываться не только в приповерхностных условиях, но и на большой глубине.
Наконец, самый очевидный путь выхода из минерально-сырьевого кризиса так называемый рециклинг, или вторичное использование и переработка отходов производства. Процесс круговорота веществ в природе один из механизмов их возобновления и сохранения. Например, именно благодаря круговороту воды мы имеем практически неисчерпаемые и возобновляемые её запасы. Если искусственно организовать круговые циклы для различных минеральных веществ, то отпадёт необходимость в их добыче. Достаточно будет того количества, которое уже находится в сфере промышленного и хозяйственного использования.
Не менее важной проблемой является и охрана недр от загрязнения, а также недопущение вредного воздействия горнопромышленных производств на окружающую среду.
ЧЕЛОВЕК ИЗМЕНЯЕТ НЕДРА
С каждым годом интенсивность воздействия человека на геологическую среду всё более возрастает. Если к 1985 г. суммарная площадь суши, покрываемая всеми видами инженерных сооружений (здания, дороги, водохранилища, каналы и т. п.), составляла около 8 %, то к 1990 г. она превысила 10 %, а к 2000 г. достигла 15 % (т. е. приблизилась к 1/6 всей суши). Если же сюда добавить площади, используемые под сельское хозяйство, то получится, что всеми этими видами деятельности затронуто более половины суши (без Антарктиды).
С середины ХХ в. стали происходить необратимые изменения геологической среды, сопровождающиеся катастрофическими изменениями. Человек изымает из недр Земли в гигантских масштабах полезные ископаемые, прежде всего нефть, уголь, газ, горючие сланцы и торф, а также привносит в геологическую среду продукты их переработки. Так, например, количество только механически извлекаемого материала при добыче полезных ископаемых и строительстве превышает 100 млрд тонн в год, что примерно в четыре раза больше массы материала, сносимого водами рек в океаны в процессе денудации разрушения и удаления пород суши. Ежегодный объём наносов, перемещаемых всеми текучими водами на земной поверхности, составляет не более 13 км3, т. е. в 30 раз меньше, чем перемещается горных пород при всех видах строительства и добычи полезных ископаемых. Таким образом, техногенная деятельность по своим масштабам и интенсивности стала не только соизмеримой с некоторыми природными геологическими процессами, но и существенно их превосходит.
Не менее важной проблемой стало концентрирование вблизи поверхности Земли веществ и химических элементов, ранее находившихся в рассеянном состоянии. Наиболее экологически опасно поступление в геологическую среду техногенных радионуклидов в виде радиоактивных отходов атомной промышленности или в результате выбросов, аварий, ядерных взрывов, захоронений радиоактивных веществ и т. д.
Масштабы воздействия человека на геологическую среду особенно ощутимы в районах горнодобывающих предприятий, крупных карьеров и т. п. Здесь происходит нарушение земель и горных пород на значительных площадях, из недр извлекаются и перемещаются гигантские объёмы горных пород. Это вызывает необратимые изменения в геологической среде: меняется напряжённое состояние массивов пород, их термический режим, гидрогеологические условия и т. п.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ
Мощность человека при обычной жизни составляет 150 Вт, как мощность яркой электрической лампочки. С помощью только мускульной силы человек никогда не смог бы создать своё хозяйство, ту грандиозную промышленность, которая сейчас существует на планете. Поэтому овладение огнём стало первым шагом к увеличению мощности человечества. Дрова и древесный уголь почти 10 тыс. лет верой и правдой служили человеку. Они и обогревали, и помогали готовить пищу и выплавлять металлы, и даже двигать первые паровозы. Каменный уголь стал замещать дрова только со второй половины XIX в., а ещё позднее начали использовать нефть и газ. Если первая половина XX в. была эрой угля , то уже его вторая половина становится эрой нефти , а в 2000 г. мир стоит на пороге эры газа .
Всё современное хозяйство построено на использовании энергии угля, нефти и газа ископаемого топлива, обеспечивающих около 90 % энергетических потребностей человечества. В конце XX в. в мире добывали порядка 3200 млн тонн угля, более 3000 млн тонн нефти и около 3000 млрд м3 природного газа ежегодно.
СОДЕРЖИМОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РЮКЗАКА
Добыча полезных ископаемых всегда сопровождается извлечением и ненужного материала, так называемой пустой породы. Это фактически отходы, которые накапливаются, например, вокруг угольных шахт в виде искусственных конусообразных холмов терриконов. В мире на каждую добытую тонну угля приходится в среднем 6 т пустой породы. Немецкие экологи назвали такие отходы экологическим рюкзаком . Как путешественник вынужден нести тяжёлый рюкзак, чтобы обеспечить себя в дороге всем необходимым, так и человечество платит за удовлетворение своих потребностей тем, что тащит груз отходов. При добыче нефти и газа экологический рюкзак гораздо меньше, чем при добыче угля всего 10 кг на 1 т.
Добыча полезных ископаемых обычно связана с необходимостью откачивать подземные воды из шахт. В среднем в мире на 1 т угля откачивается 3 т воды. Эти засолённые и мутные воды сбрасываются в реки и озёра.
Но главное на месте разработки месторождений уничтожаются растения, животные, почва. Нарушая естественные экосистемы, человек возводит здания и сооружения, необходимые для повседневной жизни и работы, расчищает территории для складирования отходов. Для доставки топлива потребителю (электростанциям, жилым домам, нефтеперерабатывающим предприятиям и т. д.) прокладываются железные и автомобильные дороги, трубопроводы, что также разрушает природные ландшафты.
Уголь наиболее безобидный груз. Обычно его перевозят на открытых платформах, поэтому при движении поезда он пылит, но очень редко самовозгорается, а при аварии не взрывоопасен. Другое дело перевозка нефти в цистернах: если случится авария, возможны разливы нефти, взрывы и пожары. То же самое происходит и при перекачке нефти или газа по трубопроводам.
Все моря и океаны бороздят суда огромного танкерного флота, и каждый год на этих трассах случаются аварии, в результате которых на поверхность морей изливается огромное количество нефти. Ветер и волны гонят нефтяные пятна к берегам, гибнут рыбы и птицы, загрязняются прекрасные пляжи. Очистка от нефтяного загрязнения обходится очень дорого. 200 млн долларов составил штраф, уплаченный владельцем танкера Exxon (?) Valdiez , из которого у берегов Северной Америки в 1989 г. вылились сотни тысяч тонн нефти.
РУКОТВОРНЫЕ ВУЛКАНЫ
Для получения тепловой, электрической и механической энергии ископаемое топливо сжигают. Бо$льшую его часть потребляют электростанции, теплоэлектростанции, разного рода топочные устройства печи для обогрева, промышленные печи, например, для производства металла, цемента и т. д. Бензин, дизельное топливо и мазут продукты переработки нефти используются как топливо для автомобильного и железнодорожного транспорта. Но при сжигании топлива помимо энергии возникают и отходы.
Самая грязная и экологически опасная угольная электростанция. При мощности 1000 млн Вт она ежегодно выбрасывает в атмосферу 36,5 млрд м3 горячих газов, содержащих пыль, вредные вещества и 100 млн м3 пара. В отходы идут 50 млн м3 сточных вод, в которых содержится 82 т серной кислоты, 26 т хлоридов, 41 т фосфатов и 500 т твёрдой взвеси. Ко всем этим выбросам надо добавить углекислый газ результат сгорания угля. Наконец, остаётся 360 тыс. тонн золы, которую приходится складировать вблизи электростанции. В целом для работы угольной электростанции в год требуется 1 млн тонн угля, 150 млн м3 воды и 30 млрд м3 воздуха.
Если учесть, что такие электростанции работают десятилетиями, то их воздействие на окружающую среду можно сравнить с вулканической деятельностью. Но вулкан выбрасывает газы, водяной пар и раскалённое вещество обычно раз в несколько десятков лет, тогда как электростанция работает ежедневно. Каждый крупный город имеет несколько подобных вулканов . Например, энергией и теплом Москву обеспечивают 15 теплоэлектроцентралей (ТЭЦ).
Все вулканические извержения на нашей планете за последние 10 тыс. лет (т. е. за всё время существования цивилизации) не смогли изменить химический состав атмосферы Земли. А вот рукотворные вулканы в течение только XX в. существенно изменили концентрацию ряда газов в атмосфере. Так, концентрация углекислого газа выросла на 25 % и продолжает ежегодно расти на 0,5 % (см. статью Земля только одна ). Вдвое выросла концентрация метана и растёт на 0,9 % в год. Постоянно увеличиваются концентрации окислов азота и двуокиси серы.
Насыщенный парами кислот воздух разъедает здания и сооружения, ранее устойчивые соединения становятся неустойчивыми, нерастворимые вещества переходят в растворимые и т. д. Избыточное поступление питательных веществ в водоёмы ведёт к их ускоренному старению , заболевают леса, повышается уровень напряжения электромагнитных полей. Всё это чрезвычайно негативно сказывается на здоровье людей, риск преждевременной смертности увеличивается. Кроме того, повышенное содержание углекислого газа и метана в атмосфере является одной из причин возникновения парникового эффекта (см. статью Эволюция биосферы ).
Человек издавна использовал энергию падающей воды, но только после создания динамомашины он начал получать электроэнергию, используя мощь течения рек. XX век стал веком широкого строительства гидроэлектростанций, хотя уже в конце XIX в. в Швейцарии их работало 200, а в США в 1885 г. была построена Ниагарская электростанция мощностью 3,72 млн Вт. Крупнейшие гидроэлектростанции возвели к 80-м гг. XX в. в СССР и США, а самую большую Итайпу в Бразилии.
Однако выяснилось, что и гидроэнергетику нельзя считать экологически чистой. Строительство плотин и водохранилищ резко меняет режим рек, замедляет скорость течения, а это разрушает водные экосистемы. Рукотворные моря затапливают плодородные земли речных долин. Поэтому в развитых странах гидроэлектростанций теперь строят всё меньше, а от гигантов и вовсе отказались. Но даже если бы человек использовал всю потенциальную энергию рек (3 1012 Вт), то её всё равно не хватило бы. Ведь потребности мирового хозяйства в энергии уже превысили 13 1012 Вт.
В начале использования ядерной энергетики (1956 г.) она считалась безопасной и экологически чистой, а по цене за киловатт-час даже более дешёвой, чем энергия с обычной электростанции на ископаемом топливе. Но низкая стоимость энергии оказалась обманом, так как не были учтены затраты на захоронение и переработку радиоактивных отходов и отслуживших деталей, на обеззараживание местности после закрытия станции. В 31 стране мира сейчас работает 432 атомных энергоблока (атомных реактора) и 53 находятся в стадии строительства.
В 1975 г. в США впервые провели расчёты частоты опасных аварий с расплавлением тепловыделяющих элементов. Расчёты показали, что она может произойти однажды за 10 тыс. лет на один реактор. А уже через четыре года на атомной электростанции Три-Майл-Айленд около города Гаррисберга в США такая авария произошла. Прямой ущерб составил 1 млрд долларов, а косвенный 100 млрд долларов. Хорошо, что пострадавших было немного. Через 15 лет авария с расплавлением тепловыделяющих элементов произошла в Советском Союзе, где учёные-атомщики убеждали, что подобное может случиться только однажды за 10 тыс. лет. По поводу таких оценок Клаус Таубе, бывший управляющий немецкой компании Интератом , заявил: Любые цифровые данные о вероятности аварии с расплавлением ядерных топливных элементов являются псевдонаучно приукрашенной бессмыслицей .
Действительно, многие источники опасности при работе атомной станции до сих пор неизвестны или не поддаются количественному подсчёту. И всё же, даже по самым оптимистичным подсчётам, вероятность аварии, подобной Чернобыльской в Советском Союзе, оказывается весьма высокой один раз примерно за 100 лет.
Таким образом, использование атомной энергии не только не облегчило решение экологических проблем энергетики, но, наоборот, сильно их усугубило.
