3 Экологические функции литосферы Земная кора

3. Экологические функции литосферы

Земная кора – это верхний твердый слой Земли между поверхностью планеты и сейсмической границей Мохоровичича. Земная кора – наиболее активный слой твердого тела Земли, где происходят тектонические и магматические процессы, а также геохимические и биогеохимические процессы вблизи земной поверхности. В рельефе земной коры выделяется 2 части: континентальную и океаническую. Эти части земной коры отличаются как мощностью и строением, так и химическим составом, а также ходом геологического развития

ЛИТОСФЕРА Ресурсная Геодинамическая Геохимическая Геофизическая Источник органогенных элементов для живых организмов Высвобождение энергии земных недр путем землетрясения и вулканизма Взаимный обмен вещества с атмосферой, гидросферой, биосферой Тепловое поле Источник минеральных ресурсов Противодействие внешним динамическим силам благодаря экзогенным процессам Рассеяние и аккумуляция химических элементов Магнитное поле Электромагнитное поле Гравитационное поле Вибрационное поле

Ресурсная экологическая функция литосферы рассматривается: 1) как способность литосферы питать всю совокупность живых организмов биосферы химическими элементами (органогенами) и водой, которые играют в жизни организмов вполне определенную роль; 2) литосфера как источник минеральных ресурсов, необходимых для жизни и деятельности человеческого общества.

Ресурсы литосферы, необходимые для жизни биоты, включая человека как биологический вид, представлены четырьмя составляющими: -горными породами, включающими в себя элементы биофильного ряда - расворимые элементы, жизненно необходимые организмам и называемые органогенными ( биогенными )элементами; -кудюритами - минеральным веществом кудюров, являющихся минеральной пищей животных - литофагов; -поваренной солью (Na. Cl); -подземными водами.

К органогенам относится 21 элемент, среди которых геохимик Б. Б. Полынов выделил абсолютные органогены (кислород, водород, углерод, азот, марганец, калий, сера, фосфор), без которых невозможно существование жизни, и специальные органогены (кремний, натрий, кальций, железо, фтор, магний, стронций, бор, цинк, медь, бром, йод, хлор), которые необходимы многим, но не всем организмам.

Питание органогенами - процесс многостадийный. На самой первой стадии он осуществляется, в первую очередь, через реакции растворения (разложения) минеральных скоплений и горных пород литосферы, поскольку только растворенные формы элементов доступны организмам. Потребителями минеральных веществ на этой стадии являются растительные (в том числе через корневую систему) и простейшие организмы. Дальнейший перенос минеральных веществ от зеленого растения проходит через ряд ступеней путем поедания одних организмов другими, находящихся на более высоких трофических уровнях. Таким образом развитие биологических форм жизни невозможно без потребления макро- и микроэлементов, резервуаром которых является, главным образом, литосфера.

Минеральные биогенные комплексы-кудюриты. Их еще называют "нетрадиционными" источниками минерального сырья, являющимися стимуляторами роста растений и животных. Они - непременная составляющая питания литофагов. Литофагия, или камнеедение ("литое" - камень, "фагос" - пожирание), известна давно и в животном мире явление столь же обычное, как и традиционное питание. Дело в том, что кроме пищевых и лечебных солей в природе существует большая группа алюмосиликатных и силикатных минералов, которые едят птицы, звери и люди, однако знают о них лишь немногие путешественники, геологи и охотоведы.

Природа литофагии пока не имеет однозначного и общепринятого ответа. Однако большинство исследователей склоняется к мнению, что она связана с положительным влиянием минеральных масс солонцовых пород на жизнедеятельность животных. Это естественная потребность диких животных в сбалансировании солевого состава организма, особенно в периоды сезонной смены пищи или перед гоном.

В основе литофагии лежит литотерапия, направленная на регуляцию солевого баланса организма. В качестве меню животные выбирают минеральные смеси, обладающие высокими ионообменными и сорбционными свойствами. Последние и получили на Алтае название кудюриты от слова "кудур" - солонцовый грунт, солончак, солонец, которым издревле пользуются исконные скотоводы - алтайцы, монголы, манджуры и др. Высокая "экологическая" ценность кудюритов как минерального ресурса обеспечивает нормальную жизнедеятельность многих диких животных. В последние годы кудюриты стали использоваться в качестве добавок в корм домашних животных, что существенно увеличило их прирост и улучшило физическое состояние.

Поваренная соль. Этот минеральный ресурс необходим человеку как биологическому виду. Она активизирует некоторые ферменты, поддерживает кислотно-щелочное равновесие, она необходима для выработки желудочного сока. Отсутствие или недостаток соли в организме приводит к различным расстройствам: понижению артериального давления, мышечным судорогам, учащению сердцебиения и другим отрицательным последствиям.

Подземные воды как ресурс литосферы, необходимый для жизни биоты. С этих позиций экологическая значимость пресных подземных вод особых пояснений не требует. Сошлемся только на В. И. Вернадского, который показал, что живое вещество в течение всего 7 -10 млн. лет пропускает через себя такое количество воды, которое равно по объему и количеству Мировому океану. Подземные воды, пригодные для питьевого водоснабжения, составляют 14% от всех пресных вод планеты. Однако они значительно превосходят по качеству поверхностные воды и в отличие от них гораздо лучше защищены от загрязнения, содержат микро- и макроэлементы, необходимые для организма человека, не требуют дорогостоящей очистки. Именно этим определяется их значимость как важнейшего источника питьевого водоснабжения, т. е. обеспечения водой человека как биологического вида.

Литосфера как источник минеральных ресурсов, необходимых для жизни человеческого общества и определяющих его материальный и научно-технический уровень. Минеральные ресурсы относятся к категории исчерпаемых ресурсов и абсолютное большинство из них являются невозобновимыми. В настоящее время из недр извлекается более 200 видов полезных ископаемых, а объем годовой добычи минерального сырья достигает 20 млрд. тонн горной массы. Основные направления использования наиболее важных групп полезных ископаемых можно продемонстрировать следующим образом.

1. Топливно-энергетическое сырье (нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф, уран, торий и др. радионуклиды). 2. Сырье для промышленности (черные, цветные и редкие металлы, керамическое и оптическое сырье, естественные строительные материалы, сырье химической промышленности). 3. Сырье для сельского хозяйства (фосфаты, калийные соли, известковые материалы, сапропель, торф, бентониты, диатомиты, сера). 4. Сырье в технологических цикла – адсорбенты, наполнители, мелиоранты и др. (подземные воды, цеолиты, бентониты, палыгорскиты, диатомиты, трепелы, глаукониты, опоки, вермикулиты).

Геодинамическая экологическая функция литосферы заключается, во-первых, в проявлении глубинных геодинамических сил Земли, обеспечивающих ее геодинамический баланс и устойчивость, а во-вторых, в способности литосферы на ответные реакции при воздействии на биосферу внешних динамических сил (природных и техногенных). Своеобразная подушка безопасности. В первом случае имеются в виду такие геологические (эндогенные) явления, как землетрясения и извержения вулканов.

Расположение эпицентров 358 214 землетрясений, произошедших в период с 1963 по 1998 годы.

26 декабря 2003 — землетрясение в Иране, в городе Бам (магнитуда 6, 3). Тогда погибло 50— 60 тысяч человек. 26 декабря 2004 — землетрясение в Индийском океане, (магнитуда 9, 3). От последовавшего цунами погибло 225— 250 тысяч человек. 12 мая 2008 — сычуаньское землетрясение — землетрясение в центральном Китае (магнитуда 8). Погибло около 70 000 человек. 12 января 2010 — землетрясение на Гаити (магнитуда 7) — количество погибших 220 тысяч человек, 300 тыс. получили ранения, 1, 1 млн лишились жилья. 27 февраля 2010 — землетрясение в Чили, эпицентр которого находился близ города Консепсьон (магнитуда 8, 8) — минимум 799 человек погибло, более 1, 5 млн домов повреждено землетрясением и цунами. 11 марта 2011 — Сендайское землетрясение и цунами вблизи острова Хонсю, Япония (магнитуда 9, 1), по данным полиции Японии погибло 13 439 человека, 14 867 человек числятся пропавшими без вести. Экономический ущерб – 210 млрд. долларов

Последствия катастрофического землетрясения в Сан-Франциско в 1906 г.

Люди осматривают руины после цунами, которое возникло в результате подводного землетрясения.

Последствия землетрясения в Японии — произошёл разлом дороги

Наконец, геодинамическая экологическая функция литосферы проявляется в экзогенных процессах (денудация, выветривание, эрозия, осадкообразование). Все эти процессы направлены на выравнивание (сглаживание) рельефа поверхности Земли, т. е. придание ей более стабильной формы. Подобные проявления геодинамической функции литосферы можно рассматривать также в качестве факторов, противодействующих внешним техногенным проявлениям человеческой деятельности: карьеры, терриконы и т. п. В результате нагромождения разрушаются, наземные и подземные выработки заваливаются и т. д.

Геохимическая экологическая функция литосферы проявляет себя, во-первых, в круговороте веществ на Земле, а во-вторых, в способности рассеяния и аккумуляции химических элементов. Применительно к литосфере этот круговорот осуществляется путем обмена веществ между геосферами Земли: литосферой и атмосферой, литосферой и гидросферой, между литосферой и биосферой. В последнем случае имеют место также биогеохимические круговороты веществ с участием живого вещества. И именно биогеохимические круговороты составляют стержневую основу большого круговорота вещества в природе.

Геофизическая экологическая функция литосферы играет существенную роль в регулировании физических полей естественного и земного происхождения. Среди таких полей различают тепловое поле, обеспечивающее энергетические условия, необходимые для поддержания жизни на Земле, магнитное и электромагнитное, вибрационное, акустическое, гравитационное и радиационное поля.

Геофизические поля характеризуются такой же неоднородностью, как и геохимические, что прежде всего выражается в наличии аномалий геофизических полей, которые связаны с зонами тектонических нарушений, повышенной трещиноватости, с погребенными речными долинами и рифтовыми структурами, другими неоднородностями литосферы. К этим аномалиям часто приурочены очаги повышенной заболеваемости и проявления функциональных растройств живых организмов. Это так называемые геопатогенные зоны.