Рациональное использование литосферы

    Содержание: 

    Введение……………………………………………………………………………. 3

    Строение  литосферы………………………………………………………………..4

    Рациональное  использование литосферы………………………………………….9

    Заключение………………………………………………………………………….14

    Список  использованной литературы………………………………………………15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение

     Литосфера (от греч. λίθος — камень и σφαίρα — сфера) - это твердая внешняя оболочка Земли, земная кора. Верхний слой литосферы – это земная кора, минералы которой состоят преимущественно из окислов кремния и алюминия, окислов железа и щелочных металлов. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25-200 и 5- 100км.         

    Актуальность  экологического изучения литосферы  обусловленная тем, что литосфера  есть средой всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной  деятельности (составных природной  среды), через значительные изменения, которого развивается глобальный экологический  кризис.                                               

    В границах литосферы периодически происходили  и происходят грозные экологические  процессы (сдвиги, сели, обвалы, эрозия), которые имеют огромное значение для формирования экологических  ситуаций в определенном регионе  планеты, а иногда приводят к глобальным экологическим катастрофам. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        Строение литосферы

        В литосфере выделяют массив горных пород, земную поверхность и почвы. Рассмотрим каждую составляющую литосферы подробнее.

    Земная  кора - тонкая верхняя оболочка Земли, которая имеет толщину на континентах 40-80 км, под океанами — 5-10 км и составляет всего около 1 % массы Земли. Восемь элементов - кислород, кремний, водород, алюминий, железо, магний, кальций, натрий - образовывают 99,5 % земной коры. На континентах кора трехслойная: осадочные породы укрывают гранитные, а гранитные залегают на базальтовых. Под океанами кора «океанического», двухслойного типа; осадочные породы залегают просто на базальтах, гранитного пласта нет. Различают также переходный тип земной коры (островно-дуговые зоны на окраинах океанов и некоторые участки на материках, например Черное море). Наибольшую толщину земная кора имеет в горных районах (под Гималаями - свыше 75 км), среднюю — в районах платформ (под Западно-Сибирской низиной - 35-40, в границах Русской платформы — 30-35), а наименьшую - в центральных районах океанов (5-7 км). Преобладающая часть земной поверхности - это равнины континентов и океанического дна. Континенты окружены шельфом - мелководной полосой глубиной до 200 г и средней шириной близко 80 км, которая после резкого обрывчастого изгиба дна переходит в континентальный склон (уклон изменяется от 15-17 до 20-30°). Склоны постепенно выравниваются и переходят в абиссальные равнины (глубины 3,7-6,0 км). Наибольшие глубины (9-11 км) имеют океанические желоба, подавляющее большинство которых расположено на северной и западной окраинах Тихого океана.                                                                                                              В верхней части континентальной земной коры развиты грунты, значение которых для человека тяжело переоценить. Грунты - органоминеральный продукт многолетней (сотни и тысячи лет) общей деятельности живых организмов, воды, воздуха, солнечного тепла и света есть одними из важнейших природных ресурсов.      В зависимости от климатических и геолого-географических условий грунты имеют толщину от 15-25 см до 2-3 м. Грунты возникли вместе с живым веществом и развивались под влиянием деятельности растений, животных и микроорганизмов, пока не стали очень ценным для человека плодородным субстратом. Основная масса организмов и микроорганизмов литосферы сосредоточенная в грунтах, па глубине не большее нескольких метров. Современные грунты являются трехфазной системой (разнозернистые твердые частицы, вода и газы, растворенные в воде, и порах), которая состоит из смеси минеральных частиц (продукты разрушения горных пород), органических веществ (продукты жизнедеятельности микроорганизмов и грибов). Грунты играют огромную роль в кругообороте воды, веществ и углекислого газа.                                                                                                      С разными породами земной коры, как и с ее тектоническими структурами, связанные разные полезные ископаемые: горючие, металлические, строительные, а также такие, что есть сырьем для химической и пищевой промышленности.                                                                   

    Горные  породы. Основная часть литосферы состоит из изверженных магматических пород (95 %), среди которых на континентах преобладают граниты и гранитоиды, а в океанах - базальты. Осадочные горные породы образовались на поверхности литосферы в результате накопления минеральных масс, полученных в процессе разрушения магматических, метаморфических и осадочных горных пород. Процессы разрушения горных пород литосферы и накопления новых пород на поверхности Земли идут повсеместно: в пустынях, где энергичную работу ведет ветер; вдоль морских и океанических берегов, где волны перемещают обломочный материал; на дне глубоких частей морей и океанов, где отмирающие организмы дают начало толщам осадочных пород. Условия образования накладывают существенный отпечаток на облик осадочных пород. В одних случаях они состоят из обломков ранее разрушенных горных пород, в других – из скопления органических остатков, в третьих – из кристаллических зерен, выпавших из раствора.

    Превращение осадка в горную породу называется диагенезом (от греч. «диагенезис» – превращение). Этот процесс заключается в оседании осадка, его накоплении, постепенном уплотнении, обезвоживании и кристаллизации. Глубинные толщи литосферы, которые исследуют геофизическими методами, имеют довольно сложную и еще недостаточно изученное строение, так же, как мантия и ядро Земли. Но уже известно, что с глубиной плотность пород возрастает, и если на поверхности она составляет в среднему 2,3-2,7 г/см³, то на глубине близко 400 км - 3,5 г/см³, а на глубине 2900 км (граница мантии и внешнего ядра) - 5,6 г/см³. В центре ядра, где давление достигает 3,5 тыс. т/см², она увеличивается до 13-17 г/см³. Установлен также и характер возрастания глубинной температуры Земли. На глубине 100 км она составляет приблизительно 1300 К, на глубине близко 3000 км —4800, а в центре земного ядра — 6900 К.                                                                                     Преобладающая часть вещества Земли находится в твердом состоянии, но на границе земной коры и верхней мантии (глубины 100—150 км) залегает толща смягченных, тестообразных горных пород. Эта толща (100—150 км) называется астеносферой. Геофизики считают, что в разреженном состоянии могут находиться и другие участки Земли (за счет разуплотнения, активного радиораспада пород и т.п.), в частности - зона внешнего ядра. Внутреннее ядро находится в металлической фазе, но относительно его вещественного состава единого мнения на сегодня нет.                                                                                                                  

    Почва — самый верхний слой земной коры, способный производить урожай растений. Важнейшее свойство почвы — ее плодородие, которое определяется физическими и химическими свойствами почвы. Почва - трехфазная среда, включающая твердые, жидкие и газообразные компоненты. Она представляет собой продукт физического, химического и биологического преобразования горных пород, т.е. формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов. Сама почва постоянно развивается и изменяется, вследствие чего существует большое разнообразие ее типов. В результате перемещения или превращения вещества почва расчленяется на отдельные слои, или горизонты, сочетание которых представляет профиль почвы. Во всех типах почв самый верхний горизонт имеет более или менее темный цвет, зависящий от количества органического вещества. Этот горизонт называется гумусовым или перегнойно-аккумулятивным. Он  может иметь зернистую, комковатую или слоистую структуру. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы, т.к. в нем осуществляются сложные обменные процессы, в результате которых образуются  элементы питания растений. Выше гумусового горизонта иногда располагается подстилка или дерн, состоящий из разлагающихся растительных остатков и способствующий накоплению влаги и питательных веществ в почве, а также влияющий на тепловой и воздушный режимы почвы. Под гумусовым горизонтом обычно залегает малоплодородный подзолистый горизонт вымывания (в черноземных и темных почвах  этот горизонт отсутствует). Еще глубже расположен иллювиальный горизонт (горизонт вмывания), в него вмываются и в нем накапливаются минеральные и органические вещества из вышележащих горизонтов. Еще ниже залегает материнская горная подстилающая порода, на которой формируется почва. Все горизонты представляют собой смесь органических и минеральных элементов. Свыше 50% минерального состава почвы приходится на кремнезем ( Si0₂), около 1 - 25% — на глинозем ( Al₂O₃), 1 - 10% — на оксиды железа (Fe₂O₃), 0,1 - 5% — на оксиды магния, калия, фосфора, кальция (Mg0, К₂О, P₂0₅, Са0). Органические вещества, поступающие в почву с растительным опадом, включают углеводы (лигнин, целлюлоза, гемицеллюлоза), белковые вещества, жиры, а также конечные продукты обмена у растений — воск, смолы, дубильные вещества. Органические остатки в почве разрушаются (минерализуются) с образованием более простых (вода, диоксид углерода, аммиак и др.) веществ или превращаются в более сложные соединения — перегной, или гумус.     Одна из наиболее важных характеристик почвы — ее механический состав, т.е. содержание частиц разной величины. Установлены четыре  градации механического состава: песок, супесь, суглинок и глина. От  механического состава почвы зависят ее водопроницаемость, способность удерживать влагу, проникновение в нее корней растений и др. Кроме того, каждая почва характеризуется плотностью, тепловыми и водными  свойствами. Большое значение для почвы имеет аэрация, т.е. ее насыщенность воздухом и способность к такому насыщению. Химические свойства почвы зависят от содержания минеральных веществ, которые находятся в ней в виде растворенных ионов. Некоторые ионы являются для растений токсичными, другие — жизненно необходимыми. Концентрация ионов водорода (рН) в среднем близка к нейтральному значению. Флора таких почв особенно богата видами. В известковых (рН 8) и засоленных почвах (рН 4) развивается только специфическая растительность. Обитающее в почве множество видов растительных и животных организмов  активно  влияет на  ее физико-химические характеристики.

     Литосфера разбита на блоки – литосферные  плиты – это крупные жесткие  блоки земной коры, которые двигаются  по относительно пластичной астеносфере. Литосфера под океанами и континентами значительно различается: под океанами она претерпела множество этапов частичного плавления в результате образования океанической коры, она сильно обеднена легкоплавкими редкими элементами и в основном состоит из дунитов и гарцбургитов, под континентами значительно холоднее, мощнее и, видимо, разнообразнее. Она не участвует в процессе мантийной конвекции, и претерпела меньше циклов частичного плавления. В целом она богаче несовместимыми редкими элементами. В её составе значительную роль играют лерцолиты, верлиты и другие богатые редкими элементами породы.

     Литосфера расколота примерно на 10 больших  плит, самые крупные – Евразийская, Африканская, Индо–Афстралийская, Американская, Тихоокеанская, Антарктическая. Литосферные  плиты движутся с возвышающейся  на них сушей. В основе теории движения литосферных плит – гипотеза А. Вегенера о дрейфе континентов. Литосферные плиты постоянно меняют свои очертания, они могут раскалываться в результате рифтинга и спаиваться, образуя единую плиту в результате коллизии. С другой стороны, разделение земной коры на плиты не однозначно, и по мере накопления геологических знаний выделяются новые плиты, а некоторые границы плит признаются несуществующими. Движение литосферных плит обусловлено перемещением вещества в верхней мантии. В рифтовых зонах оно разрывает земную кору и расталкивает плиты. Большинство рифтов находится на дне океанов, где земная кора тоньше. На суше крупнейшие рифты расположены в районе Великих Африканских озер и озера Байкал. Скорость движения литосферных плит - 1-6 см в год.                                                                                                                                                  При столкновении литосферных плит на их границах образуются: горные системы, если в зоне столкновения обе плиты несут материковую кору (Гималаи), и глубоководные желоба, если одна из плит несет океаническую кору (Перуанский желоб). С этой теорией согласуется предположение о существовании древних материков: южного – Гондваны и северного – Лавразии.  Границы литосферных плит – это подвижные области, где происходят горообразование, сосредоточены области землетрясений и большинство действующих вулканов (сейсмические пояса). Самые обширные сейсмические пояса – Тихоокеанский и Средиземноморского – Трансазиатский. На глубине 120-150 км под материками и 60-400 км под океанами залегает слой мантии, называется астеносферой. Все литосферные плиты как бы плавают в полужидкой астеносфере, как льдины в воде.

    Рациональное  использование литосферы

    Рациональное  природопользование предполагает разумное освоение природных ресурсов, предотвращение возможных вредных последствий  человеческой деятельности, поддержание  и повышение продуктивности и  привлекательности природных комплексов и отдельных природных объектов. Рациональное природопользование предполагает выбор оптимального варианта достижения экологического, экономического и социального эффекта при использовании природных ресурсов. Комплексное использование природных ресурсов предполагает использование безотходных и малоотходных технологий, повторное использование вторичных ресурсов.                                                                                                                        Для   нормальной хозяйственной деятельности человека важную роль играет прежде всего рациональное использование  земельных ресурсов, почв. Актуальность эта обусловленная тем, что почва является одним из основных объектов антропогенной деятельности человека, через значительные изменения которого развивается глобальный экологический кризис.                                                                                                      Рассмотрим состояние и разделение земель, которое существует на данный момент в нашей стране. Земли различаются по характеру использования или покрытия: сельскохозяйственные угодья, лесные площади, болота, пастбища и. т. д.                              Сельскохозяйственные угодья занимают 221,6 млн га, что составляет 13% земельного фонда, в том числе пашня – 7.5%. На значительных площадях эти земли характеризуются невысоким почвенным плодородием, неудовлетворительным культурно-техническим состоянием, мелиоративной обустроенностью. В большинстве основных сельскохозяйственных регионов расспаханность территории превышает экологически допустимые пределы, что усиливает процесс деградации почв и ухудшения гидрологического режима водосборных бассейнов, снижает способность природных комплексов к саморегулированию и продуктивность сельскохозяйственных угодий.                                                                                        Наиболее разрушительное воздействие на почвенный покров оказывают процессы водной и ветровой эрозии. В составе сельхозугодий эрозионноопаспые и подверженные водной и ветровой эрозии почвы занимают более 125 млн га, в том числе эрозированные – 54.1 млн. га. Эрозированным является и нуждается в осуществлении мер защиты от деградации каждый третий гектар пашни и пастбищ.

    Оленьи  пастбища составляют 326.9 млн. га. Общая  площадь в разной степени деградированных  оленьих пастбищ составляет 230.6 млн. га. Вследствие развития нефтегазового  комплекса, предприятий добывающей и перерабатывающей промышленности, энергетики, транспорта в районах  Крайнего Севера продолжается сокращение оленьих пастбищ, ухудшается их состояние. Только за последний год площадь  пастбищ сократилась на 1.3 млн. га.                                                                                                               На долю лесов и древесно-кустарниковых насаждений приходится 786 млн. га, из которых 608.3 млн. га составляют леса, 18.2 млн. га – древесно-кустарниковая растительность, остальная часть – 159.5 млн. га непокрытые лесом вырубки, гари. Под болотами занято 108.2 млн. га, что составляет 6.3% от общей площади земельного фонда страны. Площадь земель природоохранного назначения составляет 29.8 млн. га. В эту категорию включаются земли, занятые заповедниками, национальными, культурно-оздоровительные территории.                                                                                                       Под дорогами, улицами и постройками занято 125 млн. га, земли промышленности, транспорта и иного несельскохозяйственного назначения составляет 18.2 млн. га.             Под водой находится 72.0 млн. га. 60% этих территорий занято озерами, более 30% - ручьями и реками, около 8% - водохранилищами и прудами. Овраги занимают 1.7 млн. га или 1.0% общей площади. За последние 10 лет на территории России площадь оврагов ежегодно увеличивается на 8-9 тысяч га. Незакрепленные пески занимают площадь 6.3 млн. га или 3.5% общей площади России. Велика доля песков на Прикаспийской низменности, много на террасах Нижнего Дона в Волгоградской и Ростовской областях.                                                                                                          Ледники, оползни, осыпи и каменистые поверхности занимают 171.7 тысяч га, что составляет 0,1% всей территории страны.                                                                              Полигонами отходов и свалками занято 135.2 тысяч га. Несмотря на незначительный удельный вес этих площадей, эти земельные угодья имеют важное экологическое значение и требуют строго контроля за их состоянием.                                                Состояние земель, находящихся в сфере хозяйственной деятельности остается неудовлетворительным. Продолжается нерациональное природопользование, существенно сократились мероприятия по охране и рациональному использованию почв и земельных ресурсов. Это еще больше усугубило проявление процессов деградации земель.

    Для рационального использования земельных ресурсов, почв необходимо в первую очередь  повышение общей культуры земледелия, совершенствование структуры (состава) посевных площадей сельскохозяйственных культур, борьба с вредителями, болезнями и сорняками, совершенствование агротехники возделывания культур, рациональное и разумное использование сельскохозяйственной техники.                                                                                                     В целях сохранения и повышения плодородия почв важное значение имеет широкое внесение органических и минеральных удобрений, особенно первых; посев многолетних трав, особенно бобовых. Важное значение имеет применение особых способов посева – полосного, кулисного и пожнивных посевов.                                     В целях защиты почв от водной эрозии используются глубокая вспашка, разные способы регулирования снеготаяния – посев кулис, прикатывание снега, валкование и другие.                                                                                                   Полезными мероприятиями по повышению плодородия на кислых почвах являются известкование, на соленых – гипсование.                                                                         Для борьбы с ветровой эрозией обязательна плоскорезная обработка почвы вместо вспашки, оставление стерни, полосное размещение культур, широкое применение многолетних трав, залужение сильно эрозированных земель.                                                   В последнее время за рубежом, до определенного времени и в нашей стране находит применение, так называемое, альтернативное земледелие, иначе называемое органическим или биологическим.                                                                                                  По мнению зарубежных ученых, альтернативное земледелие это даже не система, а концепция, новый подход к земледелию, группа методов, новая этика отношения к земле.                                                                                                                                          Сущность альтернативного земледелия, в отличие от традиционного (химического или технологического) заключается в полном или частичном отказе от минеральных (синтетических) удобрений, ядохимикатов, регуляторов роста растений.                                                                                                             Альтернативное земледелие – это целостный подход, агротехнические мероприятия в нем рассматриваются в комплексе со всеми возможными последствиями для почвы, флоры и фауны.                                                                                                     Обязательными являются строгое соблюдение севооборотов, введение в их состав бобовых культур, сохранение растительных остатков, применение навоза, компостов и сидеритов, использование биологического метода защиты растений.                               Считается необходимым удобрять почву, а не растения. В основу положен принцип: «От здоровой почвы – к здоровому растению, животному и человеку».                                       Большое внимание в альтернативном земледелии уделяется борьбе с уплотнением почвы. Применяется только легкая сельскохозяйственная техника.                                          К числу недостатков альтернативного земледелия можно отнести зависимость от природных факторов, повышение трудозатрат на производство сельскохозяйственных культур.                                                                                                                                      Реальной, по-видимому, является разработка интегрированного земледелия, которое включало бы лучшие черты альтернативного земледелия и в то же время допускало бы в разумных размерах применение минеральных удобрений и пестицидов.                                                                                                                       Что касается правового аспекта повышения эффективности использования земель и охраны их, главным здесь является дальнейшее совершенствование земельного законодательства, разработка механизма применения законов.                                 Также в задачу рационального использования литосферы входят  закрепление иосвоение песков. Песками называют рыхлые малосвязанные отложения,  состоящие из  зерен   минералов     (преимущественно   кварца).   Закрепление   песков производится способом  механических  защит,  битумизацией  (покрытие  песков эмульсией битума, цементирующим поверхностный слой на глубину 0,8  – 1  см. Сплошная корка успешно противостоит ветрам  два  года.  Закрепленные  пески можно  использовать   для   лесоразведения,   садоводства,   виноградарства, бахчеводства и животноводства.                                                                                                           Осушение  заболоченных  земель  увеличивает  ресурсы   почв.   Болота представляют собой ценные земельные угодья. После осушения они  используются под различные сельхозкультуры, а также для выращивания леса и добычи  торфа. Почвы осушенных болот плодородны, в  них  накапливается  большое  количество аминокислот, азота и  других  органических  веществ.  Но  сплошное  осушение болот может  нанести  вред  (примером  тому  является  сплошная  мелиорация, приведшая к плачевным результатам),  поэтому  существуют  различные  способы регулирования  водного   режима   при   осушении   болот,   не   допускающие отрицательных последствий, например, создание водоемов  в  верховьях  рек  и емкостей для удержания воды.

          На  восстановление  почв  направлена  рекультивация  земель.  Развитие

открытого способа  добычи  полезных  ископаемых  резко  увеличило  количество

территорий,  которые  подвергаются  разрушению.  Восстановление   территорий

осуществляется   в   четырех   направлениях:    для    сельскохозяйственного

использования  (земледелие,  садоводство),  под   лесные   насаждения,   под

водоемы, под  жилищное и капитальное  строительство.  Наиболее  эффективна  в

настоящее время  рекультивация путем лесоразведения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Заключение

    Человек существует в определенном пространстве, и основной составляющей этого пространства служит земная поверхность - поверхность  литосферы.

        Наибольшей трансформации подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы в пределах суши. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва. Высокая потребность человечества в продуктах питания и в то же время ограниченные ресурсы сельскохозяйственных земель, в частности пашни с высоким природным плодородием почв и благоприятными климатическими условиями, вынуждают человека решать проблему рационального использования ресурсов литосферы.  На сегодняшний день в помощь человеку в решении этой непростой задачи служат научные достижения и открытия в области экологии и природопользования.

    Учитывая  вышесказанное, нам нужно выработать правильное отношение к  использованию данных нам ресурсов  литосферы, охранять её недра, проводить рациональное природопользование. Только в этом случае будет возможно долгосрочное хозяйственное пользование этим ценным ресурсом.                                                                                                                                                           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Список  использованной литературы:

    1. Карлович И.А. Геология. – М.: Трикста, 2005. 704 с.

    2. Исидоров. В. А.  Экологическая химия. Учебник для вузов.2001.304 с.

    3. Материалы сайта о геологии – http://ru.wikipediya.org.

    4. Петросова Р.А. Естествознание и основы экологии. – М.: Наука, 1998.