Использование ресурсов планеты

Самое прекрасное в природе — это отсутствие человека.

Б. Карман

3.1. Ресурсы Земли

Развитие цивилизации сопровождается постоянным расширением использования природных ресурсов. Ресурсы Земли существуют независимо от человека и используются им как средства существования, как средство труда и источник материального производства. Существует несколько классификаций ресурсов. Например, по происхождению и по принадлежности к элементам природы они делятся на земельные, водные, растительные, минеральные, климатические и ресурсы животного мира. По видам хозяйственного использования выделяют ресурсы горнопромышленные, сельско-, водо-, лесохозяйственные, селитебные и рекреационные.

Ресурсы промышленного производства подразделяют на энергетические и неэнергетические. Последняя группа очень разнообразна—это рудные и нерудные полезные ископаемые, лесные ресурсы как сырье, рыбные ресурсы и др. Ресурсы сельскохозяйственного производства делятся на агроклиматические, почвенно-земельные, кормовые и водные.

Существуют ресурсы исчерпаемые и возобновляемые. К последним относят атмосферный воздух, осадки, солнечную радиацию, энергию ветра, морских приливов, геотермальную энергию и водных ресурсов. В некоторых странах такие возобновляемые ресурсы как древесина, пресная вода, гидравлическая энергия уже используются полностью. За вторую половину XX в. природного сырья добыто больше, чем за всю предыдущую историю человечества.

Предметом труда в освоении недр являются несколько сле­дующих групп георесурсов:

• месторождения твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых;

• породы вскрыши, которые могут быть использованы для получения стройматериалов;

• отходы горно-обогатительного и металлургического производства, которые являются техногенными месторождениями, содержащими полезные компоненты;

• глубинные источники пресных, минеральных и термальных вод;

• глубинное тепло Земли и полости в земных недрах. Первая позиция в этом перечне является главной частью природного богатства недр (табл. 3.1). При этом рудные и топливные ресурсы являются ограниченными и не возобновляемыми. Их медленное естественное воспроизводство в процессе геологической эволюции примерно в тысячи раз отстает от современных темпов их добычи и потребления.

Таблица 3.1. Мировые запасы некоторых видов природного сырья на начало XXI в.
Вещество	Запасы, т	Ресурс, годы
Алюминий	1,2. 109	60
Железо	1,4-10й	200
Медь	3- 108	50
Уголь	10- 1012	300
Хром	1,7- 108	150
Свинец	1108	65
Нефть	2,5-1011	60
Природный газ	1 3-1013м3	60
Горючие сланцы	4,5- 1014	300
Леса	42-106	100

Вся история развития и распада мировых цивилизаций основана на возможности обладания и использования минерального сырья. На протяжении тысячелетий люди добывали только твердые полезные ископаемые. Во второй половине XIX в. начинает развиваться добыча нефти, в начале XX в. — природного газа. Запасов основных видов природного сырья на Земле хватит на несколько десятилетий (млрд т): железо — 141; алюминий — 1,2; марганец — 0,45; медь — 0,3; цинк — 0,14. В XX в. мировое население увеличивалось на 2% в год, а добы­ча полезных ископаемых на каждого жителя Земли увеличивалась на 10% в год.

История последних лет ознаменовалась беспрецедентной борьбой за энергетические ресурсы, так как энергия является составляющей любого продукта, будь то хлеб или самолет. Практически энергия могла бы выступать единым эталоном цен вместо золота. Основой современной мировой энергетики являются нефть, газ, уголь и электроэнергия.

Научно-технический прогресс создал возможности для ис­пользования природных ресурсов Мирового океана: углеводо­родов, металлоносных конкреций, золота, оловоносных песков и др. В связи с этим остро встала проблема правового статуса территориальных вод и национальной принадлежности недр.

К суше примыкает мелководная часть океана—континентальный шельф. Это прибрежная часть морского дна до глубины 200 м. Обычно уклоны дна в пределах шельфа не превышают два градуса, а геологическое строение не отличается от строения материков. По этой причине донное пространство шельфа рассматривается как продолжение земного массива прибрежного государства. На этом основании на шельф распространяется суверенитет прибрежного государства и исклю­чительное право на разработку природных ресурсов. Но при этом суверенная власть прибрежной страны на воды ограни­чена зоной до 12 км за пределами сухопутных территорий. Гра­ница шельфа проходит по крутому перегибу дна (бровке склона) , за которым начинается материковый склон в сторону больших глубин. За ним находится ложе океана, где действует принцип «общего достояния человечества».

Концентрация элементов периодической системы в водах Мирового океана равна 48- 10¹⁵т. Например, в 1 км³ океанской воды содержится 1,3 млн т магния. В Японии подводная разработка угольных месторождений обеспечивает более 25% всей добычи угля. Железо-марганцевые конкреции залегают в виде россыпей на дне Тихого, Индийского и Атлантического океанов на слабых «вязко-текучих» осадочных породах. Их масса только в Тихом океане определена в 1500 млрд т, а запасы меди, никеля и кобальта составляют 25 млрд т. Запасы конкреций возобновимы — в Тихом океане их ежегодно образуется до 6 млн т. Разведанные запасы конкреций содержат кобальта, никеля и марганца в десятки раз больше, чем в известных месторождениях суши.

Кроме железо-марганцевых конкреций интерес представляют фосфоритовые конкреции, залегающие на глубинах до 2500 м у берегов США, Чили, Японии, Австралии. В Красном море обнаружены впадины с температурой воды до 62°С и содержанием солей до 26%. В такой воде локализуются илы с высоким содержанием железа, марганца, меди, цинка, серебра и золота. В зоне разломов, в которых находятся так называемые «курильщики» с высокотемпературными гидротермами, формируются сульфидные руды с высоким содержанием меди, цинка и других металлов. При подъеме таких вод по трубам будет образовываться пар, который при управляемом движении будет отдавать свою энергию.

Физико-химическая геотехнология переводит твердое полезное ископаемое в подвижное состояние с помощью тепловых, химических, гидродинамических процессов, что позволяет извлекать его через скважины:

• подземное растворение: соли;

• подземное выщелачивание: медь, уран, золото; подземная газификация: уголь;

• скважинная гидродобыча: фосфориты, железо, золото;

• добыча из подземных вод: бор, уран, стронций.

Нефть и газ в рассеянном виде размещены в осадочной обо­лочке Земли повсеместно, а в концентрированном виде встречаются реже. До 90% всех запасов углеводородных месторождений залегают на глубине 1…3 км. В большинстве случаев мигрирующие нефть и газ залегают не там, где они образовались. Ресурсы нефти России составляют 13% от мировых, раз­веданные запасы газа — 33% от мировых. По степени разведанности российских запасов углеводородов первое место при­надлежит Урало-Поволжью, далее следует Тимано-Печорский регион, Западная Сибирь и Восточная Сибирь. В текущем столетии три последних бассейна будут играть главную роль в российской нефте-газодобыче.

Мировым центром газоносности является Баренцево-Западносибирский регион, где выделяется несколько центров прогибания. Высокий темп погружения и гумусовый состав исходного ОВ определили подавляющую генерацию газа в районах Баренцева и Карского морей. В Западно-Сибир­ском бассейне располагаются газовые и газоконденсатные ги­ганты: Уренгойское месторождение с начальными запасами 10_трлн м³; Бованенковское — 8 трлн м³; Ленинградское и Русановское с запасами около 4 трлн м³; Штокмановское — 3 трлн м³ газа.

Среди наиболее крупных выделяются бассейны нефти и газа Персидского залива, Мексиканского залива, Западной Сибири, Северного моря, Северной и Западной Африки, Индонезийского архипелага и Каспийский бассейн. Многие бассейны еще не разведаны, прежде всего, это относится к бассейнам в акваториях российского арктического шельфа.

В западном полушарии гигантским является бассейн Мексиканского залива. В его пределах расположены нефтяные месторождения США и Мексики. На шельфах арктических морей протянулись Евразийский и Северо-Американский пояса. Прикаспийский бассейн представляет одну из крупнейших на планете впадин с гигантскими запасами углеводородов. К настоящему времени в мире открыто более 43 тыс. нефтяных месторождений. В табл. 3.2 приведены данные о запасах наиболее богатых нефтью и газом стран.

Таблица 3.2. Мировые запасы нефти и газа на начало XXI в.
Страна	Нефть, млн т	Страна	Газ, млрд м3
Саудовская Аравия	35 605	Россия	48 140
Россия	11 100	Иран	23 000
Ирак	15 306	Катар	11 150
ОАЭ	13 306	Саудовская Аравия	6050
Кувейт	13 103	ОАЭ	6010
Иран	12 104	Алжир	4520
Венесуэла	10 465	США	4470
США	4040	Венесуэла	4160
Мексика	3850	Ирак	3110
Китай	3265	Туркмения	2860
Нигерия	3060	Малайзия	2310
Норвегия	1279	Индонезия	2050
Алжир	1251	Узбекистан	1870
Бразилия	1102	Казахстан	1840
Казахстан	1088	Нидерланды	1770
Азербайджан	939	Кувейт	1490
Канада	870	Китай	1370
Ангола	735	Ливия	1310
Великобритания	680	Австралия	1260
Индонезия	680	Норвегия	1250
Индия	640	Украина	1120
Другие страны	21413	Другие страны	15 570

По целому ряду показателей последние годы стали пиком в развитии нефтегазовой промышленности на шельфе. Мексиканский залив — один из старейших и наиболее освоенных районов морской добычи нефти и газа. Первая платформа здесь была установлена в 1942 г. Здесь открыто около 700 про­мышленных залежей углеводородного сырья, что составляет половину всех шельфовых месторождений в Мировом океане. Современный уровень производства в регионе достиг 2,5 млн баррелей нефти в сутки, годовая добыча природного газа в 2007 г. составила 103 млрд м³. В настоящее время в Мексикан­ском заливе работают около 4800 платформ и ежегодно здесь размещаются около 100 платформ.

На Атлантическом шельфе Бразилии было открыто более 60 месторождений углеводородов. В 2007 г. здесь добывалось 1,7 млн барр. / сут. Ангола и Нигерия — ведущие африканские страны-экспортеры нефти и газа. На глубоководном шельфе Гвинейского залива обнаружено около 20 перспективных блоков. Извлекаемые запасы углеводородов на атлантическом шельфе Африки оцениваются в 5,1 млрд т. Значительное увеличение морских разработок, связанных с применением технологий по подводному закачиванию скважин, ожидается в Индии, Индонезии и Австралии.

Сейчас сдерживающим фактором развития человеческой цивилизации являются природные ресурсы, которые распределены очень неравномерно (табл. 3.3). Технические возможности человека все более возрастают, а возможности экосис­тем уменьшаются и естественным образом ограничивают развитие экономики. Пытаясь сохранить современную модель развития в неизменном виде при стремительно растущем населении Земли, человек стремительно истощает природные ресурсы планеты. В результате биосфера отступает и разрушается, приближаясь к точке невозврата. Сегодня вопрос упирается в то, что произойдет быстрее: или ускоренное и полное исчерпание ресурсов биосферы семью милли­ардами представителей «человека разумного», или человек успеет создать новую экономику—сферу разума, которая естественным образом впишется в границы перенаселенной биосферы.

Таблица 3.3. Распределение запасов некоторых минерально-сырьевых ресурсов на планете
Виды сырья	Число стран	Доля населения от мирового, %	Доля запасов от мирового, %
Нефть	14	33	85
Газ	6	9,0	67
Уран	7	5,0	80
Уголь	7	46	78
Железная руда	7	33	69
Марганцевые руды	8	7,5	88
Медь	7	29	63
Никель	5	4,0	84
Свинец	8	29	69
Цинк	10	42	87
Вольфрам	5	25	83
Молибден	6	25	75
Фосфатное сырье	8	9,0	81