2. Надра-мінеральна основа біосфери

Мінеральною основою біосфери є надра. За мільярди років накопичувалися і проходили підземну переробку велетенські маси гірських порід, породжених діяльністю живої речовини, і появились родовища біогенних (народжених при безпосередній участі живих організмів) корисних копалин, наприклад вугілля, фосфоритів, нафти. Всі осадові гірські породи, що складають значну частину земної кори, і продукти їх підземної переробки (майже всі метаморфічні породи) накопичувались колись біля поверхні Землі, в біосфері. Значить, на них прямо чи опосередковано впливала життєдіяльність організмів. Тому земну кору не рідко називають областю колишніх біосфер (палеобіосферою), безпосередньо продуктом біосфери.

Мінеральна сировина займає провідне місце у всесвітньому господарстві, а нерівномірність розподілу обумовлює її важливу роль в міжнародних відношеннях. Найінтенсивніше ведеться видобуток енергетичних ресурсів (нафти, газу, вугілля), а також поліметалевих руд.

Якщо в 1960 році морський видобуток складав 25 млн. т (4% від світому видобутку), в 1985 році-78,5 млн. т (28,4%), то в 2000 році близько 50% нафти і газу поступить із надр Світового океану. Основними районами морського видобутку нафти і газу є: країни Перської затоки, Мексиканської затоки, узбережжя Венесуели, західне узбережжя Африки, акваторія Північного та акваторія Каспійського морів.

Із твердих корисних копалин найбільше значення відіграють родовища металоносних мінералів , алмазів, янтарю, будматеріалів. Провідне місце видобутку розсипних металоносних мінералів належить Австралії. З рудних металів найбільший видобуток залізної руди, міді і нікелю, марганцю, залізо-марганцевих конкрецій (ЗМК).

3. Геологічне середовище. Причини нераціонального використання ресурсів надр

Гірські породи верхньої частини літосфери, що перебувають пілд впливом інженерно-господарської діяльності людей називають геологічним середовищем. З розвитком людського суспільства антропогенний вплив на геологічне середовище безперервно зростає цей вплив змінює природні геологічні процеси, перетворює їх на антропогенні (інженерно-геологічні) процеси, які пошкоджують навколишнє середовище. В сер ХХ ст. людина, за визначенням В.І.Вернадського, стала найбільшою геологічною силою на нашій планеті, господарська діяльність людей порушила планетарний геологічний кругообіг речовин і почала викликати інженерно-геологічні процеси, сумірні з природніми і навіть потужніші за них.

Геологічне середовище є важливою частиною навколишнього середовища, з ним щільно пов′язані інші природні компоненти глобальної соціоекосистеми. Від складу та будови приповерхневої товщі гірських порід і рухів земної кори залежать особливості рельєфу земної поверхні. Гірські породи безпосередньо впливають на грунти і рослинний покрив, які на них розвиваються, а посередньо – також і на тваринний світ, клімат, тощо. З другого боку, рельєф, клімат та інші фізико-географічні умови впливають на стан геологічного середовища. Палеогеографічні умови, в яких відбувалося формування тієї чи іншої осадової породи, відобразились на її будові та механічному, мінералогічному і фазовому складі, від чого значною мірою залежать міцність та деформативність породи, тобто ті її властивості, які мають особливо важливе значення для інженерно-господарського освоєння геологічного середовища.

Геологічне середовище використовується людством у трьох напрямах: як джерело мінеральної сировини, необхідної для народного господарства; як місце нагромадження відходів виробництва і ; як основа для будівництва різноманітних будівель та інженерних споруд. Тому, найбільш негативно впливають на геологічне середовище гірничовидобувна і будівельна промисловість. Тільки 10% мінеральної сировини, що людина добуває з надр планети перетворюється на готову продукцію, решта 90% забруднює біосферу. Процес цей, на жаль, безперервно прискорюється. За 80 років від початку нашого сторіччя з надр Землі добуто більше корисних копалин, ніж за всю історію цивілізації. Через кожні 15 років обсяг видобутих корисних копалин подвоюється. До 1962 р. на поверхні Землі накопичилось 861 млрд. т техногенних геологічних відкладів. За три останні десятиріччя ця цифра потроїлася. Для порівняння варто нагадати, що природним шляхом поверхневими текучими водами на нашій планеті щорічно переноситься близько 13 млрд. т уламкових гірських порід.

При нераціональному використанні геологічного середовища руйнується не лише це середовище, а й пов′язані з ним інші компоненти біосфери: грунтовий та рослинний покрив, поверхневі та підземні води, тощо. При цьому мають місце не лише процеси механічного руйнування та засмічення навколишнього середовища, але й геохімічного забруднення. Адже хімічні елементи в товщі нашої планети розприділені нерівномірно. Живі організми пристосувалися до тих елементів, які найбільш поширені в приповерхневих шарах земної кори. Однак людська діяльність піднімає з глибин Землі величезні маси ендогенних мінералів, збагачених рідкісними для поверхні хімічними елементами – важкими металами, радіонуклідами тощо, навіть незначні концентрації яких небезпечні для живих організмів. Внаслідок видобутку, збагачення та переробки корисних копалин, нагромадження пустої породи та відходів виробництва відбувається концентрація цих шкідливих елементів на значних площах, що призводить до тяжких захворювань і навіть масової загибелі рослин, тварин та людей.

Пошкодення геологічного та всього природнього середовища відбувається вже при пошуках корисних копалин – на стадії геологорозвідувальних робіт. При бурінні сучасних надглибоких свердловин на поверхню Землі піднімаються великі об′єми гірських порід, які захаращують і забруднюють околиці місцерозташування свердловин. Залишені у вигляді відвалів ці техногенні відклади розмиваються дощовими і талими водами і забруднюють навколишню територію шкідливими для живих організмів сполуками.

При бурінні свердловин часто використовують бурові розчини, до складу яких входять водорозчинні солі, органічні речовини та різноманітні обважнювачі, які забруднюють не лише земну поверхню в місцях буріння свердловин, а й підземні водоносні і водопроникні горизонти. При бурінні глибоких свердловин інтенсивно забруднюється атмосферне повітря викидами отруйних газів двигунів бурових установок (близько 260 тис. м3 на добу).

Поверхневі розвідувальні виробки: шурфи, канави тощо активізують ерозійний процес, стимулюють яроутворення, яке вилучає із сільськогосподарської сфери значні площі родючих земель. Крім того, в місцях проведення геологорозвідувальних робіт грунтово-рослинний покрив, як правило, сильно пошкоджується транспортними засобами, забруднюється нафтопродуктами, засмічується виробничими та побутовими твердими відходами.

При видобутку корисних копалин діють ті самі фактори руйнування середовища, як і при геологорозвідувальних роботах, але в значно більших масштабах. На нафтопромислах грунти забрудюються на глибину 25см і більше. При підземному видобутку твердих корисних копалин підземні гірські виробки (штреки, штольні, тощо), як правило, залишаються незаповненими відпрацьованою породою і над ними починаєтьсчя осідання земної поверхні, що захоплює великі території. Це осідання часто супроводжується заболочуванням земель, яке виводить їх частково або повністю зі сфери природокористування. Крім того, при видобутку та збагаченні твердих корисних копалин на поверхні землі накопичуються величезні маси гірських порід. Ці нагромадження техногенних відкладів у вигляді териконів або відвалів вилучають із природного кругообігу значні площі, псують навколишні ланшафти, а при розмиванні дощовими і талими водами, забруднюють навколишнє середовище шкідливими для живих організмів хімічними елементами. Особливо небезпечні нагромадження радіоактивних порід.

При видобутку корисних копалин відкритим способом геологічне середовище порушується виїмками гірських порід – кар′єрами, площа яких може досягати десятків квадратних кілометрів, а глибина сотень метрів. Руйнування геологічного і усього навколишнього середовища відбувається і при видобутку сірки методом її підземної виплавки.

Геохімічне забруднення навколишнього середовища відбувається також в місцях розташування металургійних і хімічних заводів та інших підприємств, що переробляють мінеральну сировину. Тверді, рідкі та газоподібні відходи виробництва інтенсивно забруднюють на прилеглих територіях грунти, рослинність, поверхневі і підземні води, та атмосферне повітря.

Спалювання горючих копалин : кам′яного та бурого вугілля, торфу, нафти, газу, горючих сланців веде до збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, потепління клімату та посилення геохімічної діяльності річок. Крім того, в багатьох горючих копалинах присутня в тих чи інших кількостях сірка, внаслідок чого в атмосферу щорічно поступає близько 150 млн. т сірчистого газу – основного компоненту кислотних дощів. Значний негативний вплив на геологічне середовище має будівництво та експлуатація інженерних споруд. Суттєво порушують геологічне середовище і штучно викопані підземні порожнини: тунелі, гірничі виробки тощо.