Повторение основных определений из курса «Экологии»: окружающая среда; природная среда и социальная среда.
Абиотические компоненты – все силы и явления природы, происхождение которых прямо не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов. К ним относится атмосферный воздух, океаны, моря, реки, озера, подземные воды, горные породы. Биотические компоненты – явления природы, связанные с деятельностью ныне живущих организмов (почва, растения, животные).
Геоэкология, как наука об абиотических компонентах окружающей среды. В структуру геоэкологии по воззрениям В.Т. Трофимова и Д.Г. Зилинга входят экологическая геология (литосфера со всеми компонентами), экологическая география (атмосферный воздух – метеорология, поверхностные воды – гидрология) и экологическое почвоведение.
В понятие геоэкология разные исследователи вкладывают различный смысл. По мнению большинства из них ГЕОЭКОЛОГИЯ – это междисциплинарная наука о взаимодействии геосфер Земли с биотой и человеческим сообществом.
При таком подходе она включает в качестве составных частей экологическую геологию, экологическую географию и экологическое почвоведение.
Исходя из этого следует еще раз подчеркнуть, что экологическая геология занимает более низкую иерархическую ступень по сравнению с геоэкологией, является ее составной частью.
На ее долю приходится изучение экологических функций только одной абиотической геосферной оболочки Земли – литосферы. Этим и определяется ее соотношение с геоэкологией, претендующей на изучение всех абиотических геосферных оболочек Земли (по В.И.Осипову), а по мнению некоторых специалистов, и биосферы, а точнее экосистем высокого уровня организации.
Экологическая геология (определение по Трофимову и Зилингу) - новое направление в геологии, изучающее верхние горизонты литосферы (включая подземные воды и газы) как одну из основных абиотических компонент экосистем высокого уровня организации (от биогеоценоза до экосферы). В более
привычных геологу терминах ее содержание можно определить так: экологическая геология - новое направление геологических наук, изучающее экологические функции литосферы, закономерности их формирования и про- странственно-временного изменения под влиянием природных и техногенных причин в связи с жизнью и деятельностью биоты и прежде всего — человека. В такой трактовке экологическая геология является, с одной стороны, новым научным направлением в геологии, а с другой стороны - составной частью геоэкологии,
Во втором определении содержание понятия экологическая геология опреде- ляется через понятие "экологические функции литосферы".
Объект исследования экологической геологии - традиционный для наук гео- логического цикла: теоретически - это литосфера со всеми ее компонентами, в прикладном плане - ее приповерхностная часть, расположенная преимущественно в зоне возможного природного и техногенного воздействия. Она исследуется как многокомпонентная динамическая система, включающая горные породы, подземные воды и газы, донные отложения, и влияющая на существование и развитие биоты, в том числе и человеческого сообщества.
Предмет исследования экологической геологии - знания (система данных) об экологических функциях (свойствах) литосферы. При этом рассматриваются функциональные связи в системе "литосфера-биота" или "природно-техническая система-биота".
Типы задач и систем, исследуемых экологической геологией. Как и большинство геологических наук, экологическая геология исследует, по В.Т.Трофимову и Д.Г.Зилингу (1999) задачи трех типов: морфологические, ретро- спективные и прогнозные.
Морфологические задачи — это задачи, связанные с изучением состава, состояния, строения и свойств анализируемой системы, ее эколого-геологических условий в целом. Решение задач этого типа позволяет ответить на вопрос; "Что это за система и какие качества ей присущи?", а также получить качественные и количественные показатели, характеризующие современные эколого- геологические условия (обстановки) изучаемого объекта. Именно эти задачи решает специалист в процессе натурных исследований и камеральной обработки материалов.
Следует подчеркнуть, что решение морфологических задач, по существу, проблема диагноза с фиксированным временем. Следовательно, такие задачи рас- сматриваются как статические, не фиксирующие изменения эколого- геологических условий во времени, или изменения анализируемой системы и взаимоотношений входящих в нее подсистемных элементов. По сути это фиксация современных эколого-геологических условий, их современного состояния на определенную временную дату.
Ретроспективные задачи - задачи, обращенные в прошлое и связанные с изу- чением (точнее, восстановлением) истории формирования объекта исследования, формирования его современного качества. Решение задач этого типа позволяет ответить на вопросы: "Почему объект такой? Каким путем он сформировался?" Классическим примером задач такого типа является исследование истории формирования эколого-геологических условий (обстановок) какой-либо территории, либо литосферного блока (массива). Методика решения ретроспективных эколого-геологических задач основана на общегеологических методах.
Решение ретроспективных задач опирается на данные, полученные при исследовании морфометрических задач. Именно эта информация используется при восстановлении последовательности и характера событий во времени (исторические аспекты), и вскрытии причинно-следственных связей (гене- тические аспекты). Эти задачи решаются в логической временной системе (геоло- гическое время); но заключительные этапы рассматриваются в физическом време- ни с точкой отсчета от начала эры техногенеза, т.е. начала XVIII столетия.
Прогнозные задачи - задачи, связанные с изучением поведения, тенденций развития исследуемой системы в будущем под воздействием различных причин природного п техногенного происхождения. Решение задач этого типа позволяет ответить на вопрос: "Как будет вести себя объект в будущем при тех или иных воздействиях?" Как и в инженерной геологии, в экологической геологии приходится решать задачи пространственного, временного и пространственно- временного прогноза изменения эколого-геологической системы под влиянием причин естественных (природных), техногенных или их совместного действия. Методика решения прогнозных задач разработана значительно слабее, чем морфологических и ретроспективных.
Логическая структура экологической геологии. Логическая структура ЭГ формируется как за счет своей собственной основы, так и за счет отдельных частей геологических наук, привлекаемых для решения геологических задач. Наибольший объем информации и методов исследований для экологической геологии поставляют инженерная геология,
гидрогеология, геокриология, геохимия, геофизика. Остальные науки играют меньшую роль. Важнейшим в собственной части экологической геологии (стержень) является учение об экологических функциях литосферы, разработанное В.Т. Трофимовым и Д.Г. Зиллингом (МГУ), и ,представленное в монографиях «Экологические функции литосферы» и «Методы и задачи экологической геологии».
Рисунок - Принципиальная схема строения общего поля логической структуры экологической геологии
А – «собственная часть» логической основы логической структуры экологической геологии; Б – части логической структуры геологических наук, используемые экологической геологией; Б1 – инженерная геология; Б2 – геокриология; Б3 – гидрогеология; Б4 – геохимия; Б5 – геофизика; Б6 – геология полезных ископаемых; Б7 – неотектоника; Б8 – сейсмотектоника; Б9 – геоморфология; Б10 – историческая геология и палеонтология; Б11 – петрология и литология; Б12 – минералогия; В – контуры общего поля логической структуры экологической геологии.
Экологические функции литосферы. Понятие было введено в 1994 году Трофимовым и Зиллингом из-за необходимости оценить литосферу как вещественную и энергетическую основу существования биоты и человека. Экологические функции литосферы следует определять как роль и значение литосферы в жизнеобеспечении и эволюции биоты и человека. Все многообразие зависимости между литосферой и биотой сводиться к четырем экологическим функциям:
1) ресурсная экологическая функция литосферы определяет роль минеральных ресурсов и геологического пространства литосферы в жизни и деятельности биоты и человека;
2) геодинамическая функция отражает свойства литосферы влиять на состояние биоты, безопасность и комфортность проживания человека через природные и антропогенные или техногенные процессы и явления;
3) геохимическая функция отражает свойства геохимических полей литосферы природного и техногенного происхождения влиять на состояние биоты и человека;
4) геофизическая функция отражает свойства геофизических полей влиять на биоту и человека.
Материальными носителями экологических функций литосферы являются ее экологические свойства. Эти свойства следует рассматривать как результат эволюционного развития и техногенного преобразования литосферы, которое оказывает непосредственное влияние на биоту и человека. Таким образом, экологические функции литосферы являются конкретным проявлением ее экологических свойств.
Примеры: геофизическая функция литосферы (свойства: напряженность электромагнитного поля, доза непрерывного излучения и т.д.), геохимическая функция (свойства: содержание тех или иных химически элементов в горных породах, подземных водах), геодинамическая функция (свойства: интенсивность тех или иных геодинамических процессов).
Совокупность конкретных экологических свойств литосферы, как среды обитания биоты и человека, называют эколого-геологическими условиями
(эколого-геологической обстановкой). Совокупность эколого-геологических условий называют эколого-геологическим состоянием литосферы.
Научная структура экологической геологии. В составе экологической геологии выделяют четыре научных раздела, отвечающих за изучение соответствующих экологических функций литосферы:
1) экологическое ресурсоведение; 2) экологическая геодинамика;
3) экологическая геохимия;
4) экологическая геофизика.
Экологическое ресурсоведение исследует весь спектр морфологических, рет- роспективных и прогнозных вопросов и проблем, связанных с обеспечением биоты и, в первую очередь, человеческого сообщества минерально-сырьевыми ресурсами литосферы и ресурсами геологического пространства с позиций использования его для нужд человечества в эпоху активного техногенеза. Акцент в исследованиях делается не на поиски и подсчет запасов полезных ископаемых, а на оценку их соответствия современному уровню потребления и рационального использования с учетом экологических последствий. По существу должен решаться вопрос о регламентации потребления минерально-сырьевых ресурсов литосферы с учетом сохранения и нормального функционирования экосистем высокого уровня организации. С экологических позиций оцениваются и ресурсы геологического пространства. Для выполнения этих исследований должны привлекаться методы ряда геологических наук: геологии полезных ископаемых, гидрогеологии (минеральные сырьевые ресурсы), инженерной геологии и геокриологии (ресурсы геологического пространства). Кроме того, эти исследования должны быть социально ориентированы, что подразумевает их тесную связь с социально-экономическими науками, а в практическом отношении - деловой контакт экологов-геологов с экономистами, социологами, представителями директивных органов и проектных институтов. К основным задачам этого раздела можно отнести оценку состояния минерально-сырьевых ресурсов с учетом развития современной цивилизации и геологическое обоснование предложений по регламентации их потребления.
Экологическая геодинамика исследует морфологические, ретроспективные и прогнозные задачи, связанные с изучением воздействия природных и антропо-
генных геологических процессов на биоту как с позиций оценки возможных ката- строф, так и комфортности ее проживания. Последнее относится, как правило, к человеческому сообществу. Выполняемые исследования опираются на методы инженерной геологии, геокриологии, гидрогеологии и геотектоники и предусмат- ривают контакт с проектировщиками. К основным задачам относятся: разработка методов оценки устойчивости приповерхностной части литосферы к изменению ее геодинамических параметров под влиянием природных факторов и техногенеза с учетом экологических последствий; эколого-геологическое обоснование инже- нерной защиты от опасных и катастрофических геологических процессов (при- родных и антропогенных), влияющих на существование и комфортность проживания биоты и человеческого сообщества,
Экологическая геохимия исследует морфологические, ретроспективные и прогнозные задачи, связанные с изучением геохимических полей и геопатогенных аномалий (неоднородностей земной коры) природного и техногенного происхождения па биоту. Среди этих полей выделяются литогеохимические, гидрогеохимические, сноугеохимические, биогеохимические и атмогеохимические. Объектом исследований является вещественный (минеральный) состав литосферы, миграция подвижных соединений химических элементов, их аномальных концентраций и характер воздействия на биоту с использованием методов геохимии, минералогии, петрографии, гидрогеологии и данных медико-биологических оценок состояния биоты. В практическом аспекте такие исследования подразумевают тесное сотрудничество экологов-геологов с медиками и санитарной службой, так как оценка аномалий должна проводиться с медико-санитарных позиций.
Экологическая геофизика исследует морфологические, ретроспективные и прогнозные задачи, связанные с изучением геофизических полей природного и техпогенного происхождения, их отклонением от нормы и воздействием на биоту. Для этого привлекаются методы геофизики, геотектоники, сейсмотектоники и данные медико-биологических дисциплин. Здесь также необходимо тесное сотрудничество с представителями медико-санитарной службы.