На развитие биосферы, ее изменение и трансформацию оказывают воздействие: а) природные факторы и процессы — физико-географические, геологические, биологические и космические, б) техногенные социально-экономические, определяющие в совокупности развитие производительных сил общества, использование территорий и акваторий в ходе хозяйственной деятельности. Происходит нарушение природного равновесия в толще горных пород, ландшафтах, экосистемах и других компонентах биосферы. Особенно разрушительно воздействуют на биосферу землетрясения, вулканические извержения, тайфуны, ураганы, наводнения, пыльные бури, снежные лавины, оползни, обвалы, сели, засухи, град, наледные явления, пучения и просадки грунтов в условиях вечной мерзлоты, водная, воздушная и береговая абразия и т. п. Все эти явления классифицируются как природные стихни, связанные с геолого-географическими условиями и прежде всего с геологическим строением, рельефом, климатом, динамическими движениями в земной коре и др.
Многиеч отрасли наук о Земле изучают эти явления, вызывающие их факторы и процессы, разрабатывают различные мероприятия по их предотвращению или ослаблению, защите зданий и сооружений от разрушения, спасению людей и живых организмов. Можно назвать сотни крупных и мелких стихийных катастроф, которые ежегодно происходят на нашей планете, вызывая в земной коре и ландшафтах обратимые и необратимые изменения и трансформацию в растительном и почвенном покрове, в гидрологическом режиме природных вод, в экосистемах.
В Советском Союзе, как и в других странах (США, Японии и др.), успешно работают службы оповещения о цунами, наводнениях, грязевых потоках (селях), создается сеть сейсмических станций в районах землетрясений и т. п.
В настоящее время разрушительное воздействие на биосферу оказывает техногенная деятельность человека, которая все более расширяется. Техногенное загрязнение воздуха, воды, почв, растений, животных и других компонентов природной среды становится с каждым годом все более экологически вредным и опасным для жизни организмов и развития природных экосистем. С техногенной деятельностью общества связано: 1) поступление в биосферу в тысячах и миллионах тонн технофильного вещества в виде отходов промышленного производства, транспорта, сжигаемого топлива, добычи пород, руд и минералов, сельскохозяйственного производства, бытовых отходов и т. п.;
2) накопление в биосфере в газообразной, жидкой и твердой форме химикатов, пестицидов, тяжелых металлов (свинца, цинка, ртути, кадмия и др.), радиоактивных веществ в виде технофильных контаминации (ореолов, аномалий);
3) геохимические изменения и новообразования в почвах, водах, в горных породах, в воздухе, в экосистемах (биогеоценозах); формирование неогеохимических провинций ожелезнения, сульфитизации, фосфатизации, нитрогенизации; концентрация органогенного вещества мертвых растений и животных и т. п.; вторичное засоление; вторичное подкисление;
4) дестабилизация и разрушение сложившихся компонентов и биогенных функций биосферы: самоорганизации, саморазвития, саморегулирования и самоочищения, ритмического развития природных процессов и т. п.
Основными источниками и компонентами техногенного загрязнения являются:
органические вещества стоков промышленного и сельскохозяйственного производства и быта (канцерогенные, мутагенные и другие углеводороды);
твердые отходы добывающих, перерабатывающих и потребляющих отраслей;
минеральные удобрения, ядохимикаты (гербициды, инсектициды и др.);
радиоактивные вещества атомных отходов, аварий на электростанциях и др.;
горячие стоки электростанций и промышленных предприятий;
неорганические продукты: соли, кислоты, щелочи;
нефть и нефтепродукты (аварии танкеров, утечка при добыче, нефтепереработке и др.);
детергенты (моющие вещества); высокие их концентрации убивают клетки, снижают жизнеспособность биоценозов;
шум, вибрация, электрические и магнитные поля; разные химические продукты, содержащие токсические элементы и соединения.
Отметим некоторые особенности современного техногенеза и его отрицательного воздействия на окружающую среду и развитие биосферы. Для него характерно широкое развитие промышленного производства искусственных минералов и материалов. Техногенез в больших масштабах превращает минеральные и органические вещества биосферы в формы, ранее им не свойственные: свободные металлы, искусственные кристаллы, минералы и породы, полимерные материалы, газообразные и жидкие продукты химического синтеза. Энергия и вещества техногенеза, поступающие в биосферу, получили название технофильных. Величины технофильности (отношения ежегодной добычи химического элемента к его кларку в земной коре) характеризуют степень использования химических элементов в разных отраслях производственной деятельности человека.
Еще в начале 30-х годов А. Е. Ферсман отметил, что в результате техногенеза человек геохимически переделывает мир. В наше время воздействие техногенеза на геологические и геохимические изменения земной коры во многих случаях превосходит влияние процессов самой природы. Поступление в биосферу химических продуктов техногенеза вызывает ее загрязнение и часто создает новую геохимическую среду миграции химических элементов и их соединений: изменяются кислотность, щелочность, соленость, токсичность, качественное и количественное сочетание элементов, химизм водных растворов, баланс и круговорот вещества. Биологическая адаптация к такой среде требует длительного времени, часто ведет к массовой гибели организмов.
Из химических элементов особенно токсичны ртуть, мышьяк, свинец, цинк, медь, кадмий, сера, радиоактивные элементы. Крупными загрязнителями биосферы являются окись углерода, сернистый газ, углеводороды. Во многих странах Западной Европы, например, рН дождевой воды составляет 3—4 и меньше. Поступление в биосферу большого количества кислых аэрозолей и газового материала обусловливает вторичное подкисление почв. А на кислом фоне даже увеличение доз минеральных удобрений не дает положительных результатов. Соответственно росту кислотности вод растут потери из почвы кальция, магния, калия, усиливаются активизация и мобилизация алюминия, железа, марганца, связывание фосфора, что в целом влечет за собой большие изменения агрогеохимического характера. В такой кислой среде активизируется токсический эффект ртути, свинца, кадмия и ряда других тяжелых металлов. Кроме того, кислые осадки вызывают повреждение защитного слоя растений, нарушение нормальной работы клеток и процессов воспроизводства, ускорение опада листьев, низкую сопротивляемость растения в засушливый период, большую подверженность паразитарным инфекциям.
Многиеч отрасли наук о Земле изучают эти явления, вызывающие их факторы и процессы, разрабатывают различные мероприятия по их предотвращению или ослаблению, защите зданий и сооружений от разрушения, спасению людей и живых организмов. Можно назвать сотни крупных и мелких стихийных катастроф, которые ежегодно происходят на нашей планете, вызывая в земной коре и ландшафтах обратимые и необратимые изменения и трансформацию в растительном и почвенном покрове, в гидрологическом режиме природных вод, в экосистемах.
В Советском Союзе, как и в других странах (США, Японии и др.), успешно работают службы оповещения о цунами, наводнениях, грязевых потоках (селях), создается сеть сейсмических станций в районах землетрясений и т. п.
В настоящее время разрушительное воздействие на биосферу оказывает техногенная деятельность человека, которая все более расширяется. Техногенное загрязнение воздуха, воды, почв, растений, животных и других компонентов природной среды становится с каждым годом все более экологически вредным и опасным для жизни организмов и развития природных экосистем. С техногенной деятельностью общества связано: 1) поступление в биосферу в тысячах и миллионах тонн технофильного вещества в виде отходов промышленного производства, транспорта, сжигаемого топлива, добычи пород, руд и минералов, сельскохозяйственного производства, бытовых отходов и т. п.;
2) накопление в биосфере в газообразной, жидкой и твердой форме химикатов, пестицидов, тяжелых металлов (свинца, цинка, ртути, кадмия и др.), радиоактивных веществ в виде технофильных контаминации (ореолов, аномалий);
3) геохимические изменения и новообразования в почвах, водах, в горных породах, в воздухе, в экосистемах (биогеоценозах); формирование неогеохимических провинций ожелезнения, сульфитизации, фосфатизации, нитрогенизации; концентрация органогенного вещества мертвых растений и животных и т. п.; вторичное засоление; вторичное подкисление;
4) дестабилизация и разрушение сложившихся компонентов и биогенных функций биосферы: самоорганизации, саморазвития, саморегулирования и самоочищения, ритмического развития природных процессов и т. п.
Основными источниками и компонентами техногенного загрязнения являются:
органические вещества стоков промышленного и сельскохозяйственного производства и быта (канцерогенные, мутагенные и другие углеводороды);
твердые отходы добывающих, перерабатывающих и потребляющих отраслей;
минеральные удобрения, ядохимикаты (гербициды, инсектициды и др.);
радиоактивные вещества атомных отходов, аварий на электростанциях и др.;
горячие стоки электростанций и промышленных предприятий;
неорганические продукты: соли, кислоты, щелочи;
нефть и нефтепродукты (аварии танкеров, утечка при добыче, нефтепереработке и др.);
детергенты (моющие вещества); высокие их концентрации убивают клетки, снижают жизнеспособность биоценозов;
шум, вибрация, электрические и магнитные поля; разные химические продукты, содержащие токсические элементы и соединения.
Отметим некоторые особенности современного техногенеза и его отрицательного воздействия на окружающую среду и развитие биосферы. Для него характерно широкое развитие промышленного производства искусственных минералов и материалов. Техногенез в больших масштабах превращает минеральные и органические вещества биосферы в формы, ранее им не свойственные: свободные металлы, искусственные кристаллы, минералы и породы, полимерные материалы, газообразные и жидкие продукты химического синтеза. Энергия и вещества техногенеза, поступающие в биосферу, получили название технофильных. Величины технофильности (отношения ежегодной добычи химического элемента к его кларку в земной коре) характеризуют степень использования химических элементов в разных отраслях производственной деятельности человека.
Еще в начале 30-х годов А. Е. Ферсман отметил, что в результате техногенеза человек геохимически переделывает мир. В наше время воздействие техногенеза на геологические и геохимические изменения земной коры во многих случаях превосходит влияние процессов самой природы. Поступление в биосферу химических продуктов техногенеза вызывает ее загрязнение и часто создает новую геохимическую среду миграции химических элементов и их соединений: изменяются кислотность, щелочность, соленость, токсичность, качественное и количественное сочетание элементов, химизм водных растворов, баланс и круговорот вещества. Биологическая адаптация к такой среде требует длительного времени, часто ведет к массовой гибели организмов.
Из химических элементов особенно токсичны ртуть, мышьяк, свинец, цинк, медь, кадмий, сера, радиоактивные элементы. Крупными загрязнителями биосферы являются окись углерода, сернистый газ, углеводороды. Во многих странах Западной Европы, например, рН дождевой воды составляет 3—4 и меньше. Поступление в биосферу большого количества кислых аэрозолей и газового материала обусловливает вторичное подкисление почв. А на кислом фоне даже увеличение доз минеральных удобрений не дает положительных результатов. Соответственно росту кислотности вод растут потери из почвы кальция, магния, калия, усиливаются активизация и мобилизация алюминия, железа, марганца, связывание фосфора, что в целом влечет за собой большие изменения агрогеохимического характера. В такой кислой среде активизируется токсический эффект ртути, свинца, кадмия и ряда других тяжелых металлов. Кроме того, кислые осадки вызывают повреждение защитного слоя растений, нарушение нормальной работы клеток и процессов воспроизводства, ускорение опада листьев, низкую сопротивляемость растения в засушливый период, большую подверженность паразитарным инфекциям.
