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.