Антропогенное воздействие человека на литосферу

1.1      Антропогенное воздействие человека на литосферу

Говоря о роли человека в преобразовании литосферы, акад. А. Е. Ферсман писал, что «по своему масштабу она отвечает в геологической истории страны революционным периодам усиленных процессов, перед которыми бледнеют даже сильнейшие извержения вулканов» [8, с. 41]. Это высказывание ученого, сделанное 50 лет назад, стало особенно понятным в настоящее время.

Человек в процессе своей деятельности ускоряет рост речных дельт (дельта Миссисипи увеличивается сейчас со скоростью 100 м/год, а в последние 300—500 лет — всего лишь 24 м/год); порождает процессы эрозии, распахивая земли (в США только за последние 100 лет в результате эрозии уничтожено 20 млн. га земли); приводит в движение пески, развевая их [9].

Преобразования литосферы такого рода, а также их последствия в разных частях Земли еще далеко не изучены. Новый взгляд на изменение литосферы дают наблюдения из космоса, которые позволяют оценить результаты не только непосредственных, но и косвенных видов воздействия человека на литосферу. Пожалуй, главное, что дают съемки из космоса, — это возможность оценить суммарный эффект данного воздействия, причем в крупном, региональном и даже глобальном масштабах.

В крупных районах добычи полезных ископаемых открытым способом их площадь достигает многих сотен и даже тысяч гектаров. Земли, нарушенные открытыми горными разработками, наиболее широко распространены в США, где их площадь в 1980 г. составила около 2 млн. га [10].

Помимо вышеотмеченного крупные карьеры являются также мощными источниками загрязнения атмосферы пылью, особенно во время взрывных работ [11,12]. Поднятая над карьером пыль перемещается и, так же как это происходит вокруг городов, выпадает на поверхность земли в прилегающей к карьеру зоне. В результате возможно загрязнение почвы, водоемов, а иногда и поражение растительности и сельскохозяйственных угодий. Дистанционные изображения, в том числе и космические, в сочетании с наземными работами весьма перспективны для изучения этого весьма малоисследованного вида воздействия карьеров на окружающую среду. В СССР проводились такие исследования, в частности в области оценки изменений, происходящих в окружающей среде в результате разработки открытым способом полезных ископаемых [13]. Получена многочисленная информация о техногенных воздействиях на ландшафт на основе космических снимков района Хибин на Кольском полуострове [14].

Особую значимость приобретают дистанционные, и в том числе космические исследования районов добычи нефти. В этом случае по снимкам фиксируются, конечно, не сами глубинные нарушения литосферы, связанные с добычей нефти, нефтепромысловыми работами, а разнообразные попутные изменения ландшафта, и среди них такие экологически опасные, как загрязнение разлившейся нефтью почвы, в результате — поражение растительности. Космические наблюдения начали использоваться для изучения антропогенной динамики ландшафтов в некоторых районах нефте- и газодобычи [15,16].

Все это разнообразие рельефа в конечном счете — результат антропогенной деятельности; картирование и изучение его значительно легче и быстрее проводить на основе материалов космических съемок.

На основании космических наблюдений можно сделать вывод, что человек становится все более мощным преобразователем литосферы Земли [17-19].

На космических снимках видны разнообразные следы дефляции поверхности Земли, связанные с деятельностью человека.

Выявление таких участков, возникающих вследствие нерациональной сельскохозяйственной деятельности, особенно важно для предупреждения развития дальнейшего процесса эрозии. Важно отметить работы, проводимые во ВНИАЛМИ под руководством академика Кулика К.Н.

По некоторым прогнозам, антропогенные овражные - “дурные” земли к 2010 г. будут занимать территорию Земли, равную всем пашням планеты [20]. Отсюда ясно, сколь важна своевременная инвентаризация таких земель (в том числе на основе космической информации) с целью планирования их рационального использования.

Таким образом, космические наблюдения позволяют по-новому оценить воздействие человека на литосферу: выявить масштабность ее преобразования человеком, точнее оценить районы наиболее интенсивного антропогенного воздействия, определить направление транспортировки вещества литосферы на большие и сверхбольшие (сотни и тысячи километров) расстояния, оконтурить зоны осаждения переносимого материала.

Космические наблюдения Земли еще раз убеждают нас в правоте высказываний В. И. Вернадского: <С человеком, несомненно, появилась новая огромная геологическая сила на поверхности планеты> [21, с. 37]. Эти слова интересны для нас не только неожиданной оценкой деятельности человека, как мощного геологического агента, преобразователя верхнего слоя литосферы, в них ощущается и опасение за ее последствия.

1.1.1 Антропогенное воздействие человека на атмосферу

Вопрос о воздействии человека на атмосферу в региональном и даже глобальном масштабе находится сейчас в центре внимания специалистов, в том числе метеорологов, климатологов, экологов. Существуют многочисленные доказательства существования такого воздействия, полученные на основании результатов наземных наблюдений, с помощью которых довольно трудно выявить и оценить их распространение (как в пространстве, так и во времени). Поскольку наземные наблюдения, как правило, узколокальны, т. е. характеризуют только какие-либо отдельные точки наблюдений, постольку экстраполяция (распространение) этих данных на большие расстояния затруднительна и ненадежна. Трудности в изучении вопроса о воздействии человека на атмосферу в региональном масштабе при помощи наземных методов возникают также и из-за динамичности процессов, протекающих в атмосфере. Съемки из космоса оказались значительным подспорьем в решении этого вопроса. Были получены новые фактические данные по данной тематике.

С помощью съемок из космоса получена большая информация о загрязнении атмосферы. С помощью космической съемки стало возможным выделение нескольких типов этого загрязнения, оценка его площадного распространения, миграции, установление источников (очагов) и, наконец, хотя и в небольшой мере, — выделение (разграничение) его от загрязнений атмосферы естественного происхождения. Из космоса обнаруживаются антропогенные загрязнения атмосферы трех типов: 1) дымовые загрязнения от городов, в том числе от промышленных предприятий и транспорта; 2) дымовые загрязнения от лесных, болотных и травяных пожаров; 3) пылевые бури.

Было доказано, что загрязнение атмосферы антропогенного происхождения развито гораздо шире, чем это считалось раньше. Огромные дымовые “языки”, пелена, закрывающая многие густонаселенные районы Земли, поразили не только космонавтов, но и специалистов, которые и не подозревали о таком их масштабе. Главным источником информации из космоса является съемка с автоматических беспилотных спутников.

Среди загрязнений первого типа из космоса постоянно фиксируются дымы от таких источников, как заводы и фабрики, теплоэлектроцентрали, суда, самолеты [22,23].

Дым от промышленных предприятий в Силезии (Польша) протягивался иногда на расстояние до 70—80 км [24]. Такие дымовые скопления вызывают загрязнение атмосферы на площади в несколько сотен, а иногда даже до нескольких тысяч квадратных километров.

В результате съемки из космоса обнаружено ранее неизвестное явление — формирование крупных (региональных и даже субконтинентальных размеров) дымовых облаков промышленного происхождения. Оказалось, что в разных районах мира, и прежде всего над крупными промышленными районами, периодически возникают дымовые замутнения атмосферы площадью в сотни тысяч квадратных километров. Они образуются в результате слияния дымовых загрязнений от отдельных источников или нескольких групп их скоплений. В качестве примера такого загрязнения можно привести огромное дымовое облако, возникшее 05.08.70 над Западной Европой [18].

Из космоса можно проследить особенности динамики различных дымовых загрязнений атмосферы. Большой интерес представляет период, в течение которого существует загрязнение.

Космические изображения позволили не только выявить пространственное распространение и очаги дымовых загрязнений антропогенного (частично смешанного) происхождения. Удалось также получить интересные сведения об их взаимосвязи с некоторыми особенностями (в частности — миграцией) воздушных масс и подстилающей поверхности [17,18,19]. Из космоса также наблюдаются пылевые загрязнения атмосферы антропогенного происхождения.

Загрязнения атмосферы, вызванные деятельностью человека, в свою очередь могут явиться основой для возникновения метеорологических образований другого типа — водяных облаков. Частички сажи, пыли, соли, поднятые в воздух, служат при этом ядрами конденсации водяного пара или формирования ледяных кристалликов. Явления такого рода нередко наблюдались из космоса. Дым от заводов, как видно из космоса, протягивался над акваторией в северо-восточном направлении на расстояние около 50 км. Далее в этом же направлении над озером образовалась кучевая облачность с отчетливым грядовым строением. Дымовые струи превращались в гряды кучевых облаков. Кучевые облака протягивались над озером и побережьем на расстояние более 100 км [].