Экологическая геофизика (экогеофизика) - это научно-прикладной раздел геофизики,
предназначенный для решения экологических задач с целью изучения
состояния и динамики взаимоотношений человека и биоты ( " живого
вещества " ) с верхней частью литосферы (каменной оболочки Земли,
которую совместно с подземной гидросферой называют гидролитосферой).
Взаимоотношения эти устанавливаются на уровне околоземных и земных
(естественных) и техногенных (искусственных) физических полей. Похожие
задачи стоят и перед экологической геологией (экогеологией) - разделом
геологии, изучающим взаимоотношения биосферы (оболочки Земли, где
обитает биота) с верхней частью литосферы, часто называемой геологической
средой. Согласно Е.М.Сергееву, под геологической средой понимается
" поверхностная оболочка литосферы, находящаяся под воздействием
инженерно-хозяйственной деятельности человека и, в свою очередь,
в известной степени определяющая эту деятельность " . Мощность
геологической среды определяется глубиной, на которую распространяется
производственно-техническая деятельность людей. За нее можно принять,
например, максимальную глубину нефтегазовых скважин, которая по состоянию
на конец ХХ века составляет 6-7 км.
Приповерхностная часть геологической среды мощностью
в десятки, реже первые сотни метров называется верхней частью разреза
(ВЧР). Она включает почвы, грунты, горные породы, поверхностные,
грунтовые и подземные воды, приповерхностные физико-геологические
явления (оползни, карст и т.п.), объекты человеческой деятельности.
ВЧР в наибольшей степени подвержена экзогенным (атмосферным и поверхностным)
и техногенным (физико-химическим и энергетическим) процессам, а также
воздействию эндогенных (внутриземных) факторов. ВЧР характеризуется
экстремальным проявлением процессов, как природных (резкой геологической,
петрофизической и физической неоднородностью в пространстве и во
времени), так и техногенных (максимальным проявлением всевозможных
искусственных физических полей). Она является специфической частью
геопространства, объектом изучения и основным источником информации,
получаемой экогеофизикой об окружающей среде [Вахромеев Г.С., 1995].
Таким образом, у экогеологии и экогеофизики в сущности
общий предмет исследования - геологическая среда и прежде всего ВЧР.
Однако геофизики называют ее геофизической (или геолого-геофизической),
подчеркивая этим то, что геологическая среда проявляется в изменяющихся
в пространстве и во времени естественных и техногенных физических
полях через количественно измеряемые аномалии этих полей.
Геофизическая среда, как часть литосферы, характеризуется
нелинейностью и изменчивостью во времени параметров. Нелинейность
проявляется в тензочувствительности (зависимости упругих параметров
горных пород от давления), флюидочувствительности (зависимости упругих,
электромагнитных и других параметров не только от геохимического
состава твердой фазы горных пород, но и состава флюидов (вода, нефть,
газ), их перемещений) и неадекватной реакции среды на внешние воздействия
(Атлас временных вариаций..., 1994). Вариации космических полей во
времени приводят как к ритмичным (упорядоченным), так и хаотичным
(случайным) изменениям параметров естественных и искусственных земных
физических полей и сопровождающих их процессов. Таким образом, геологическая
среда зависит от физических и химических свойств, геометрических
параметров твердой фазы и флюидов, а также от вариаций природных
и все более возрастающих по интенсивности техногенных физических
полей.
У экогеологии и экогеофизики близкие цели. По В.Т.Трофимову
и др., они сводятся к выяснению таких экологических свойств и функций
литосферы, как [Трофимов В.Т. и др., 1997]:
- органо-минеральные, необходимые для жизни биоты и человека;
- структурные (геодинамические) нарушения верхних частей литосферы;
- вещественные (геохимические) изменения в ВЧР;
- энергетические (полевые, физические) загрязнения окружающей человека и биоту среды.
Имеют сходство и основные решаемые задачи, которыми
можно считать следующие:
Изучение изменений приповерхностных частей литосферы под влиянием природных и техногенных катастрофических и медленных процессов и оценка их экологических последствий.
Создание методов оценки экологической устойчивости литосферы и способов сохранения ее экологических функций.
Медико-биологическое и социально-экологическое обеспечение деятельности людей, связанной с геологической средой.
Различаются лишь методы исследований: они либо
прямые геолого-геохимические, либо прямые и косвенные - физические
(геофизические).
Литосфера и геологическая среда являются предметом
исследований всех методов прикладной геофизики: глубинной, региональной,
разведочной и инженерной, а экологические задачи в какой-то мере
давно ими решаются. Однако возрастающая роль экологии в жизни людей
и движения общественности за сохранение окружающей среды, как и сложность
поставленных проблем, приводят к необходимости создания отдельных
научно-прикладных дисциплин - экологической геологии и экологической
геофизики, так же тесно связанных между собой, как и фундаментальные
науки - геология и геофизика.
Главная особенность экогеологии и экогеофизики
состоит в организации мониторинга, т.е. слежения за изменением состояния
геологической среды с целью определения места и времени как быстрых
(катастрофических), так и медленных (эволюционных) отклонений от
нормального устойчивого состояния. Эти отклонения сказываются на
функционировании природно-техногенных (технических) систем (ПТС),
таких, например, как крупные электростанции, отдельные природно-техногенно-социальные
объекты (ПТСО), хранилища ядерных отходов, и особенно природно-техногенных
процессов (ПТП). К последним относятся естественные и искусственно
вызванные землетрясения, горные удары, оползни, сели, взрывы и т.п.
В экологических дисциплинах терминологическая база неоднозначна.
Она достаточно четко, по нашему мнению, упорядочена М.К.Бахтеевым
в учебнике " Геоэкология " (1997) и в книге " Теория и методология
экологической геологии " (1997) под редакцией В.Т.Трофимова.
Экология, возникшая как часть биологии, раньше
означала науку о взаимоотношениях биоты с окружающей средой. В настоящее
время такое понимание этого термина соответствует " биоэкологии " .
Экология в широком значении этого термина - это комплексная наука
(или система наук), изучающая общие законы функционирования экосистемы
и воздействие человеческой (антропогенно-техногенной) деятельности
на них.
Под экосистемой, называемой также геоэкосистемой,
биосистемой или биогеоценозом, понимают сообщество живых организмов
(растений, животных, микроорганизмов) и окружающей среды обитания.
Такое сообщество представляется нам как единое функциональное целое
с разными уровнями организации от отдельных особей до всей биосферы
- " живой пленки " Земли, где существует жизнь. Биосфера состоит
из естественной природной среды, занимая часть атмосферы, гидросферы,
литосферы, и создает искусственную антропогенно-техногенную среду,
называемую социосферой. Она, в свою очередь, состоит из техносферы,
включающей искусственно созданные объекты инженерно-хозяйственной
деятельности людей (агломерации, сельхозугодья, а также водохозяйственные,
транспортные, энергетические, промышленные и другие сооружения),
и ноосферы (сфера разума, по В.И.Вернадскому), связанной с преобразующей
ролью человеческой цивилизации. Влияние техносферы на природную среду
и биосферу настолько велико, что можно говорить о биотехносфере как
окружающей среде обитания человека и биоты.
Таким образом, под окружающей средой (ее называют
также географической оболочкой Земли) понимаются взаимосвязанные
природная среда (части атмосферы, гидросферы, литосферы), биотехносфера
и социосфера. Благодаря возрастающим темпам роста населения Земли,
интенсивному использованию природных ресурсов и загрязненности природной
среды человечество вступило в противоречие с ней. Судьба цивилизации
стоит под угрозой, если не будет преодолено нарушение естественного
экологического равновесия. Поэтому экологические исследования и экологическое
воспитание населения становятся актуальным видом человеческой деятельности.
Назад| Вперед
|
