Загрязнение и иные воздействия на литосферу

В настоящее время деятельность человека не только становится одним из ведущих геологических факторов по своим масштабам, но и качественно отличается от всех доантропогенных видов экзогенного воздействия на Землю. Сюда можно отнести такие крупномасштабные и специфические виды геологической деятельности человека, как строительство, сельское хозяйство, синтез новых химических соединений, концентрация естественных и техногенных веществ, перемещение и реструктуризация горных пород, изменение рельефа, разрушение и преобразование геологических тел, перераспределение напряжения в верхних областях земной коры (даже до глубины нескольких десятков километров), мощное динамическое и сейсмическое воздействие, сопоставимое по мощности с извержением не очень крупного вулкана, и т. д.

Другое важное свойство производственной деятельности человека — интенсивное развитие, по темпам значительно превышающее скорость изменения естественных условий на Земле. Другими словами, структура планеты не успевает преобразоваться, чтобы включить в свои циклы и сбалансировать
техногенные геологические процессы, т. е. физические и химические процессы как составляющие того или иного уровня процесса эволюции Земли.

Таким образом, геологическая деятельность человека характеризуется особенной интенсивностью и глубиной воздействия и влияет даже на ход эндогенных процессов столь глубоких уровней, что реакция системы может длиться десятки и сотни лет.

Рост технических возможностей увеличивает границы проникновения человека в геологическую среду (например, нефть в промышленных целях добывается с глубин в несколько километров). Ярким примером техногенного воздействия на эндогенный геодинамический комплекс могут служить проявления наведенной сейсмики — увеличение сейсмической активности некоторых областей планеты вследствие разрядки тектонических напряжений, спровоцированной техногенным перераспределением внутренних напряжений земной коры, которое, в свою очередь, вызвано заполнением крупных водохранилищ, динамическим воздействием мощных взрывов, перемещением больших масс горных пород, извлечением полезных ископаемых и т. д.

Источником воздействия на литосферу может стать любой вид инженерной или хозяйственной деятельности человека. При этом, несмотря на то что отдельные виды или источники воздействия (автодорога, здание, плотина, промышленное предприятие и т. д.) действуют раздельно, геологическая
среда испытывает комплексное воздействие от всех источников, сосредоточенных на данных территориях.

Интенсивность воздействия зависит от его источника и может изменяться в ощутимых пределах от незначительных, следы которых бесследно исчезают в течение нескольких дней или даже часов, до глобальных, пронизывающих всю планету. Примером последних могут служить мощные ядерные
взрывы, вызывающие колебания горных пород (сейсмические волны), несколько раз проходящие сквозь Землю и отражающиеся от ее внутренних сфер. Сила таких воздействий сопоставима даже с некоторыми эндогенными процессами — извержениями вулканов и землетрясениями.

Реакция геологической среды проявляется как процесс возвращения техногенно измененной структуры геодинамического комплекса в равновесное состояние. В случае относительно слабых воздействий структура геодинамического комплекса может вернуться в исходное состояние подобно тому, как исчезает в прибое след, оставленный на мокром песке. Такое воздействие можно считать обратимым.

Воздействие может быть оказано на один или несколько факторов развития геодинамического комплекса на территории, охватывающей большее или меньшее количество его компонентов — геологических процессов.

По области приложения воздействия могут быть подразделены на прямые, т. е. происходящие непосредственно между человеком и компонентом литосферы, и косвенные, которые осуществляются через компоненты гидросферы, атмосферы и биосферы.

По масштабу воздействия могут характеризоваться как локальные, региональные и глобальные. Эта градация условна, потому как выделяемые уровни не имеют абсолютно четких границ, но отражают результаты и время развития реакции геологической среды на воздействие. Очевидна прямая зависимость масштаба от уровня воздействия и глубины его проникновения в структурные уровни планеты. Примером глобальных воздействий может служить потепление климата планеты, обусловливающее изменение экзо-
генных факторов геологических процессов, а следовательно, и структуры всего экзогенного геодинамического комплекса — механизма развития при поверхностных зон планеты. Локальные и региональные воздействия охватывают большие или меньшие области Земли, но не имеют заметного проявления в масштабе всей планеты.

Время приложения воздействия характеризует продолжительность его влияния. Можно выделить следующие типы воздействий:

• кратковременные — не превышающие несколько лет;
• длительные — сопоставимые со временем жизни человека и сроком реального планирования тех или иных хозяйственных проектов;
• стабильные — те, которые в прогнозируемом отрезке будущего времени могут быть приняты как постоянные.

Различие воздействий по времени приложения также достаточно условно. Оно отражает масштабность, время проявления и глубину развития реакции геологической среды на них. Примером кратковременных воздействий могут служить геологические изыскательские и поисковые работы, сейсморазведочные взрывы, разработка карьеров местных строительных материалов, которая осуществляется обычно после завершения этих работ, длящихся от нескольких месяцев до нескольких лет (2—3 года), т. е. после снятия воздействия. Конечно, при учете интенсивности, масштаба и обратимости реакции геологической среды возможно восстановление исходных условий или изменение структуры геодинамического комплекса.

Воздействия на геологическую среду могут иметь периодический и непериодический (однократный) характер. Период также имеет значение: если он короткий, то реакция среды на воздействие не успевает достичь полной стабилизации до следующего воздействия; длиннопериодные воздействия характеризуются тем, что реакция среды на них достигает полной стабилизации до появления следующего цикла. Примером длительного воздействия может служить разработка месторождений полезных ископаемых, причем непринципиально, что именно подлежит добыче — более важным является объем месторождения. Однако как бы ни были велики запасы полезного ископаемого, через несколько, пусть даже десятков, лет они исчерпываются и воздействие снимается.

Гидрогеологические условия (динамика, химический состав, температура) в городских условиях существенно изменены вследствие:

• откачек водозаборами, дренирования и водопонижения вокруг подземных сооружений (метрополитенов, подземных гаражей, шахт и т. п.);
• подтопления за счет водопотерь из водонесущих коммуникаций (подтоплено до 70 % городов России);
• уменьшения областей питания за счет «закрытия» земной поверхности мостовыми, зданиями и другими инженерными объектами; изменения химического состава в результате питания дождевыми и талыми снеговыми водами, промывающими свалки, склады, дороги и прочие промышленные и хозяйственные объекты, поверхностными водами, загрязненными промышленными и бытовыми сбросами и загрязненными дождевыми и талыми снеговыми водами; утечками из городских коммуникаций и ряда других факторов.

Это влечет за собой активизацию таких специфических процессов, как развитие карстово-суффозионных воронок, оврагообразование, оползневые процессы и т. п., которые, как правило, усложняют инженерно-геологические условия и влекут деградацию всех компонентов природной среды.