Вызванный деятельностью человека. Воздействие человека на природные процессы Нарушение поверхности уральских гор вызванные деятельностью человека

ГЛАВА 13 ОХРАНА ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

13.1. НАРУШЕНИЯ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ПОДЗЕМНЫХ РАБОТАХ

Нежелательные преобразования окружающей среды при горно-строительной деятельности определяются в основном двумя группами факторов:

Нарушениями поверхности над отработанными площадями горных выработок;

Формированием в районе горно-строительных работ породных отвалов.

Среди причин, вызывающих нарушения окружающей среды при горно-строительной деятельности, выделяют следующие.

Геомеханические: отсыпка отвалов, строительство карьеров, деформация поверхности в результате строительства горных выработок и освоения месторождений, хранение отходов и т.п. В результате происходят изменения рельефа, геологической структуры горного массива, грунтов, почв.

2. Химические: эмиссия газов и химически активной пыли, сбросы загрязненных вод, воздействие токсичных компонентов из отвалов и хвос-тохранилищ, что вызывает изменение состава и свойств атмосферного воздуха, загрязнение водного бассейна, почвы.

3. Физико-механические: сбросы вод, загрязненных суспензий, эмиссия пыли, аэрозолей. Последствиями этого вида нарушений являются изменение состава и свойств атмосферного воздуха, вод, свойств почвы.

4. Термические: загрязнение воздуха, сбросы подогретых вод и нагнетание их в породный массив. Они вызывают изменение состава и свойств атмосферного воздуха, биохимических процессов в водном бассейне, изменение микроклимата.

5. Гидрогеологические: дренирующее воздействие подземных горных работ на окружающий породный массив, деформация поверхности в связи с дренажными работами, отсыпкой отвалов, строительством карьеров и дренажных выработок и т.п. Результат воздействия отражается в изменении уровня, миграции, температуры подземных вод, что может явиться причиной уменьшения их запасов и других опасных явлений.

Все техногенные нарушения природной среды , спровоцированные подземным строительством, подразделяются на два типа:

Ландшафтно-экологические, действие которых проявляется не только в пределах земельного отвода, но и на прилегающих территориях и имеют межрегиональное значение;

Горно-геологические, отрицательные последствия которых ограничиваются районом подземного строительства.

Результаты подобных воздействий отражены в табл. 13.1.

Земли, утратившие свою ценность или являющиеся источником отрицательного воздействия на природную среду в результате производственной деятельности человека, называются нарушенными землями.

Нарушение земель происходит уже при оснащении площадки под ведение горно-строительных работ - дефляция (развевание) закрепленных растительностью песков вследствие вырубки кустарниковой растительности на топливо с корчевкой корней при земляных работах, производимых в процессе строительства подъездных дорог, подготовки горно-строительных площадок, при прокладке трубопроводов и крупных оросительных каналов. Вырубка деревьев в дальнейшем отрицательно влияет на экологическое равновесие, зачастую приводя к ухудшению состава атмосферы и нередко к обмелению рек. Отрицательное влияние на окружающую среду оказывают выделяющиеся при крупных массовых взрывах газы.

Таблица 13.1

При сооружении и эксплуатации транспортных трасс и промышленных площадок происходят деформация структуры и ухудшение качества почвенного слоя, уничтожение травяного покрова, вырубка кустарников и деревьев, нарушение гумусового слоя, аналогичные нарушения на соседних с дорожным полотном земельных участках (разрезах), из которых берется порода для строительства дорог, создание нового микроландшафта на отдельных участках трассы в связи с устройством выемок и насыпей, сооружением дамб и пр.

Уничтожение травяного покрова и кустарников в связи с подготовительными работами на полотне дороги и разработкой резервов может иметь неблагоприятные экологические последствия в районах с неблагоприятными географическими условиями (полупустыни, высокогорья,

притундровые территории), где процессы восстановления растительного покрова протекают медленно. Нарушения гумусового слоя, сопровождающиеся изменением структуры почв, загрязнением песком, гравием, щебнем и связующим материалом, по своим последствиям наиболее существенны для плодородных земель.

Прокладка дорожных трасс в лесистой местности сопровождается вырубкой леса на площади 1 - 1,5 га на 1 км дорог. Вырубка леса на территориях вечномерзлых пород может изменить температурный режим земной поверхности. При оттаивании мерзлых пород возможно образование просадочных форм рельефа, появление новых водотоков и постепенное заболачивание трассы и примыкающих к ней земельных участков.

Бездорожная транспортировка грузов на автомобилях высокой проходимости, тракторах, перемещение буровых установок и самоходных машин по подъездным трассам особенно опасны с точки зрения экологии в районах тундры. Природа тундры очень ранима, нарушения почвенно-растительного покрова на бездорожных трассах сохраняются в течение многих лет, а иногда не восстанавливаются вообще. При этом наблюдается два основных вида нарушений:

1) нарушения, вызываемые движением одиночных колесных машин по травяному или маломощному снежному покрову тундры, приводящие к смятию, уплотнению и деградации растительного покрова над моховой подстилкой и органическим почвенным слоем;

2) нарушения, вызываемые движением одиночных гусеничных машин или интенсивным движением транспортных машин, приводящие к разрушению растительного покрова и органического почвенного слоя и резко меняющие тепловой баланс почв, результатом чего являются гибель растительного покрова, эрозия почвы и термокарсты.

В средних широтах негативные экологические процессы, связанные с прокладкой трасс, менее ошутимы в связи с достаточной интенсивностью процесса восстановления травяного покрова. В полупустынных и пустынных районах последствия таких работ практически необратимы.

К основным мероприятиям, направленным на сокращение экологического ущерба от сооружения и эксплуатации автомобильных и тракторных дорог, относят:

1. Тщательный выбор видов транспортных связей и дорожных трасс с учетом конкретных географических условий, обеспечивающий снижение нарушения почвенно-растительного покрова местности.

2. Оптимизация конструктивных параметров, технологии сооружения, эксплуатации и ремонта дорожного полотна.

3. Выбор транспортных машин, обеспечивающих наибольшую сохранность дорожного полотна в процессе эксплуатации.

4. Установление наиболее благоприятных периодов для осуществления основных транспортных операций с учетом климатических условий и характеристик полотна трассы.

5. Проведение восстановительных работ на земельных участках, нарушенных при сооружении и ремонте дорог (снятие и сохранение почвен-ного слоя при разработке резервных земель с последующим перекрытием им вскрытых пород; укрепление от эрозии откосов выемок и насыпей).

6. Проведение восстановительных работ после окончания эксплуатации дороги с осуществлением элементарных агротехнических мероприятий по улучшению загрязненных и эрозирующих земельных участков.

Естественное состояние почвенно-растительного покрова нарушается и на земельных участках, на которых оборудуются производственные площадки для ведения буровых и горных работ. Нарушения сводятся к уничтожению древесно-кустарниковой растительности, деградации и гибели травяного покрова, уплотнению, загрязнениям почвенного слоя горючесмазочными материалами, промывочными жидкостями, буровым шламом. Площади нарушения почвенно-растительного покрова на горностроительных участках варьируются в широких пределах, меняясь от сотен квадратных метров при проходке неглубоких шурфов до нескольких тысяч квадратных метров и более при проведении сети канав или комплекса подземных горных выработок.

Отвалы горных пород , образуемые при проведении подготовительных выработок, разделяют на временные и постоянные.

К временным отвалам относят скопления породной массы, выданной на поверхность в процессе проведения канав и неглубоких шурфов, впоследствии используемой для засыпки этих выработок после осуществления их геологической документации и опробования.

Породы, выдаваемые из других подготовительных выработок, складируются на поверхности в постоянные отвалы (практически не отличающиеся от отвалов горных предприятий). Размеры этих отвалов в подавляющем большинстве случаев меньше, чем размеры отвалов на земельных отводах горных предприятий, но количество их велико, а размеры нередко также значительны.

Проектирование и проходка подготовительных стволов шахт и штолен с комплексом подземных выработок необходимо осуществлять с учетом использования их в процессе последующей эксплуатации объекта. Это позволяет в значительной степени снизить экологический ущерб.

Нарушение экологического баланса при воздействии на земную поверхность может наблюдаться при применении мероприятий инженерной защиты окружающей среды без должного тщательного учета всех факторов и природных условий отдельных регионов. Так, например, мелиоративные мероприятия, проводимые при восстановлении земной поверхности, нарушенной горно-строительными работами, и направленные на улучшение водного режима и почвенных условий, часто приводят к негативным последствиям.

При чрезмерном орошении и фильтрации в почву вод оросительной сети происходит подъем уровня минерализованных грунтовых вод. Поднимаясь по капиллярам в верхние слои почвы, минерализованные воды испаряются и оставляют у поверхности соли. Интенсивность соленакоп-ления обусловлена прежде всего степенью минерализации грунтовых вод, которая резко возрастает в случае близкого залегания коренных соленосных пород. Причиной засоления может быть также фильтрация прес-

Мы рассказали о некоторых наиболее значительных катастрофах в истории нашей планеты. Посмотрим же, насколько вероятны подобные явления в будущем. Безусловно, извержения вулканов, землетрясения и цунами будут происходить и дальше. Не можем мы исключить и случайные падения крупных метеоритов или даже астероидов.

Однако нет никаких сомнений в том, что с каждым десятилетием контроль человека за этими стихийными бедствиями станет эффективнее, и в недалеком времени опасные для жителей нашей планеты последствия катастроф можно будет почти полностью предотвратить.

ПРОГНОЗ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ

Ни одно стихийное бедствие не происходит так неожиданно, как землетрясение. Своеобразной его особенностью является то, что оно разрушает в основном искусственные постройки, возведенные рукой человека. Конечно, во время сильных землетрясений происходят горные обвалы, оползни, иногда запруживаются реки, но такие явления относительно редки, ограничены небольшими по площади зонами и обычно приурочены к крутым склонам гор, где нет человеческих жилищ.

Степень опасности землетрясения существенно менялась в зависимости от уровня и условий развития человеческого общества. Когда первобытный человек добывал себе пищу охотой, он не строил постоянных жилищ, поэтому землетрясения не были для него угрозой. Не страшны землетрясения и скотоводам: их переносные войлочные юрты выдерживали любую сейсмическую катастрофу,

Издавна на Земле существовала определенная зональность в распределении той опасности, которую таило для людей землетрясение. Эта зональность контролировалась в первую очередь климатической зональностью.

В тропическом поясе, где люди круглый год живут в бамбуковой или тростниковой хижине, землетрясения не страшны. Чумы и яранги жителей приполярных стран, построенные с помощью жердей и звериных шкур, не реагируют на подземные толчки. Несильно влияют подземные удары и на постройки умеренной лесной зоны планеты. Рубленые деревянные дома очень устойчивы и разрушаются (но не обваливаются) лишь при очень сильных землетрясениях.

Только один климатический пояс Земли - область пригодных для пахоты степей и оазисы орошаемого земледелия во всю меру ощущают ужас сейсмических катастроф. Земляные постройки и здания из кирпича, которые преобладают в этом поясе, больше всего подвержены сейсмическим ударам. Даже толчки средней силы разрушают стены каменных зданий, что приводит к гибели находящихся в доме людей. Только в течение последних 100-120 лет в связи с бурным ростом городов во всех климатических поясах произошли такие землетрясения, как Лиссабонское (1755), Сан-Францисское (1906), Мессинское (1908), Токийское (1923), Ашхабадское (1948), подобных которым, за исключением территории Восточного Китая, в античное время и в средние века почти не было.

Случись Сан-Францисское землетрясение на 100 лет раньше, оно почти не причинило бы разрушений. На месте этого города в 1806 г. располагались лишь деревянные строения небольшой русской колонии.

В ближайшем будущем рост старых городов и строительство новых будут идти еще интенсивнее. Значит ли это, что пропорционально возрастет и опасность землетрясений? Отнюдь нет. Землетрясения будут все менее и менее страшны, ибо технические средства уже сейчас позволяют возводить жилые здания любой этажности и строить промышленные сооружения любых размеров которым не угрожают сильнейшие землетрясения. Сейчас от землетрясения страдают главным образом давно построенные здания, возведенные без применения специальных антисейсмических поясов и других усиливающих прочность конструкций.

Борьба с землетрясением началась давно. Человек столкнулся с двумя проблемами: как сделать здание таким, чтобы оно не разрушалось от подземных ударов, и как установить районы, где происходят землетрясения и где сильных подземных ударов не бывает. Попытка ответить на эти вопросы привела к возникновению сейсмологии - науки, изучающей землетрясения и поведение искусственных сооружений при подземных ударах. Инженеры-строители начали разрабатывать конструкции жилых зданий и промышленных сооружений, способных выдержать сейсмическую катастрофу. В горах Тянь-Шаня, на реке Нарын, построена Токтогульская высотная плотина и гидростанция на 1200 МВт. Гидротехнический узел возведен с таким расчетом, что выдержит даже катастрофические землетрясения.

Чтобы определить сейсмоопасные районы, необходимо точно знать место, где происходят землетрясения. Наиболее полные данные о подземном ударе можно получить, регистрируя приборами упругие волны, появляющиеся в земле при землетрясении. Сейсмологи научились определять координаты происшедшего землетрясения, глубину его очага, силу подземного удара. Это позволило составить карту эпицентров землетрясений, наметить зоны, где возникали подземные толчки той или иной силы. Сопоставляя эпицентры землетрясений с геологическим строением территории, геологи выделили те места, где землетрясений еще не было, но, судя по сходному строению с местами, подвергавшимися подземным ударам, возможны в недалеком будущем. Так родился прогноз места возникновения землетрясений и их максимальной силы. Наша страна - первая в мире, где карта сейсмического районирования, как ее официально называют, была впервые утверждена в качестве документа, обязательного для всех проектирующих и строительных организаций. В сейсмически опасных районах строители должны возводить лишь такие жилые и административные здания и промышленные объекты, которые бы выдержали землетрясение показанной на карте силы. Разумеется, карты прогноза землетрясения не могут считаться совершенными. С течением времени по мере накопления данных они пересматриваются и уточняются. На рис. 30 представлен один из вариантов такой карты, составленной в Институте физики Земли АН СССР.

Рис. 30. Карта сейсмического районирования территории СССР

Карта сейсмического районирования показывает, в каких местах нашей страны и какой максимальной силы возможны землетрясения. Для проектирующих организаций и строителей такая карта служит важным и необходимым документом, по для населения, живущего в сейсмоопасной зоне, куда важнее знать, когда именно произойдет землетрясение. Заметим, что в последние годы этот вопрос все больше и больше интересует и строителей. Кроме того, проектирующим организациям необходимо знать, происходят сильные землетрясения с периодичностью раз в тысячелетие или же в 20 лет. В первом случае усиливающие сооружения антисейсмические конструкции следует применять лишь при строительстве некоторых долговременных объектов (если это, конечно, не жилые помещения). Во втором - для всех построек.

Прогноз времени возникновения землетрясения подразделяется в настоящее время на долгосрочный и на выявление предвестников, за несколько часов или минут предупреждающих о надвигающейся катастрофе.

Долгосрочный прогноз основывается на следующих физических предпосылках. В упрощенной схеме процесс подготовки и проявления землетрясений можно себе представить как накопление и перераспределение в некоторой области земной коры потенциальной энергии - энергии упругих напряжений. В момент землетрясения эта энергия частично или полностью высвобождается. Для того чтобы произошло следующее землетрясение, нужна новая порция энергии; следовательно, должно пройти время, пока энергия накопится. В одних случаях это несколько дней или месяцев, но чаще десятки или даже сотни лет. Как говорилось, в Ашхабаде в 1948 г. была разрушена мечеть Аннау, простоявшая более 600 лет.

На основе детального изучения сейсмичности Курило-Камчатской зоны С.А. Федотов предложил приблизительный долгосрочный прогноз землетрясений по пятилетиям. В прогнозе содержатся вероятностные оценки проявления сильных землетрясений, выделены районы, где в настоящее время возможны катастрофические сотрясения. Позже такой же прогноз был разработан для Калифорнии (США). В частности, было показано, что разрушительные землетрясения с магнитудой 8 могут происходить раз в 100 лет, а более слабые - раз в 20 лет. Хотя такой прогноз не решает проблемы полностью, он помогает составлять карты сейсморайонирования с приблизительной оценкой повторяемости землетрясений.

Еще важнее обнаружить предвестников землетрясения, непосредственно извещающих о приближающейся сейсмической катастрофе. Давно замечено, что животные чувствуют приближение подземного удара. За несколько минут до землетрясения домашний скот, собаки, кошки, крысы проявляют беспокойство, стараясь выбраться из закрытых помещений. Перед землетрясением в Неаполе покинули свои жилища муравьи. За два дня до землетрясения в прибрежных районах Японских островов неоднократно появлялась необычная рыба шестиметровой длины - усатая треска, живущая на больших глубинах. По японской мифологии, виновницей землетрясений является огромная рыба «намадзу», которая якобы щекочет своими усами морское дно. Изображения ее издавна наклеивались на окна как заклятие от подземных толчков. Японские ученые считают, что это суеверие было порождено появлением у берега легендарной рыбы накануне крупных землетрясений.

Все эти факты свидетельствуют о том, что подземному толчку предшествуют какие-то физические явления. По если их чувствуют животные, то они могут быть зафиксированы и приборами. Предполагается, что в области будущего очага землетрясения происходит изменение физических параметров среды. В результате деформируется земная поверхность, изменяются упругие, магнитные, электрические свойства пород и т.д. Успех эксперимента зависит прежде всего от того, насколько близко будут расположены приборы от эпицентра прогнозируемого землетрясения, поскольку величины, характеризующие возможные параметры, убывают пропорционально квадрату расстояния от очага. Поэтому для решения задачи прогноза необходимо находить места, где землетрясения происходят достаточно часто.

Поиски предвестников землетрясения ведутся сейчас в нескольких направлениях. Пожалуй, одной из первых попыток «предсказать» землетрясение было изучение так называемых форшоков - слабых толчков, иногда предшествующих сильному подземному удару.

Частоты колебаний форшоков заметно выше, чем автершоков (толчков, следующих за сильным землетрясением). Длительность проявления этих высокочастотных толчков, возможно, как-то связана с силой готовящегося землетрясения и может помочь установить момент его возникновения. К сожалению, это происходит не всегда. Известно большое число землетрясений, когда сильный удар приходил совершенно неожиданно. Все же не исключено, что для отдельных типов землетрясений изучение характера мельчайших потрескиваний, фиксируемых только очень чувствительными приборами, может дать сведения о приближающейся катастрофе.

Следующий путь обнаружения предвестников землетрясений - исследование медленных движений земной коры - наклонов земной поверхности. Наклономеры различных систем, установленные более 25 лет назад на специальных бетонированных площадках или в штольнях, пробитых в скалах, фиксируют малейшие колебания поверхности Земли. Иногда перед подземным толчком были обнаружены «бури» наклонов. Как будто бы предвестник обнаружен! Однако в большинстве случаев наклономеры молчали. На показания данных приборов влияет множество факторов, в частности изменение атмосферного давления, длительно происходящее проседание фундамента и т.д. Говорить о прогнозе с помощью наклономеров как надежном способе преждевременно, но некоторые результаты все же обнадеживают. Обнаружено изменение наклонов в Токтогульской штольне перед двумя землетрясениями, возникшими вблизи аппаратуры. Одно - очень слабое (эпицентр 2 км) и второе - (эпицентр 5 км) силой до 6 баллов. В обоих случаях четко видно изменение характера наклонов за несколько часов до землетрясения.

В последнее время начал разрабатываться еще один метод прогноза землетрясений. Подземные удары представляют собой разрядку возникающих в земной коре напряжений. Очевидно, перед землетрясением такие напряжения возрастают. Это выражается в изменении скорости распространения упругих волн, отношения скоростей распространения продольных и поперечных волн и отношения их амплитуд. Эксперименты, проведенные в Гармском районе Памира, позволили получить некоторые обнадеживающие результаты. Наблюдается следующая закономерность: чем сильнее землетрясение, тем дольше длится аномальное состояние.

Наконец, недавно наметилось еще одно перспективное направление - изучение изменений магнитного поля Земли. Постоянное магнитное поле нашей планеты состоит из двух частей. Основная часть поля обусловлена процессами в земном ядре, другая - вызывается горными породами, получившими намагниченность еще за время своего образования. Магнитное поле, создаваемое намагниченностью горных пород, изменяется с изменением тех напряжений, в которых находятся горные породы в земной коре.

Подготовка землетрясения, как мы уже отмечали, состоит в накапливании напряжений в каком-то участке земной коры, что неизбежно меняет магнитное поле на земной поверхности. Удалось обнаружить резкое изменение локального векового хода магнитного поля после землетрясения. Произведены опытные оценки величины изменения магнитного поля, которое должно произойти в момент землетрясения. Опыты с искусственными взрывами подтвердили правильность этих расчетов.

За последние годы обнаружены и изменения в магнитном поле незадолго до землетрясения. За 1 час. 6 мин. до начала разрушительного землетрясения, происшедшего на Аляске в марте 1964 г., было отмечено возмущение в магнитном поле Земли. Изменение градиента магнитного поля между двумя пунктами, вблизи которых произошел ряд землетрясений, наблюдалось в 1966 г. Эти исключительно интересные результаты нуждаются еще в проверке, которая подтвердила бы связь наблюдаемых явлений именно с землетрясениями.

Ведутся также поиски предвестников землетрясений путем исследования электропроводности горных пород в сейсмических районах. Замечено, что в некоторых местах землетрясения иногда сопровождаются грозовыми разрядами с молниями. Следовательно, сейсмическое напряжение каким-то образом связано с электрическим полем. В Японии, например, существует древняя традиция предсказывать землетрясения по необычному появлению молний при ясном небе.

Наконец, судя по опыту Ташкентского землетрясения, важным индикатором предстоящего сильного толчка является изменение содержания радона в подземных водах. За некоторое время до толчка заметно увеличивается его концентрация. Недавно обнаружена связь между землетрясениями и извержениями гейзеров (периодических извержений горячей воды и пара в некоторых вулканических районах). Оказалось, что в Йеллоустонском национальном парке (США) за 2-4 года перед каждым землетрясением интервалы между извержениями гейзеров уменьшаются, а после подземного толчка снова увеличиваются.

Мы остановились довольно подробно на прогнозе землетрясений, так как это - наиболее неожиданное и сложное природное явление. Опасность других возможных катастроф (гигантских волн цунами, извержений вулканов или падения крупных астероидов) уже сейчас сравнительно невелика и с каждым 10-летием будет резко уменьшаться, поскольку об их приближении мы можем знать заранее. Но в последние годы выяснилось, что человеческая деятельность может вызвать подземный толчок. В США, в штате Колорадо, военное ведомство закачивало на глубину в 3 км воду, в которой были растворены устаревшие отравляющие вещества. Через шесть недель в этом районе произошло первое за 70 лет землетрясение, затем толчки стали повторяться. По-видимому, нагнетаемая под большим давлением вода способствовала сдвигу пород по старым разломам. Когда перестали закачивать воду, землетрясения постепенно прекратились. Этот факт послужил основанием для разработки оригинального метода предотвращения сильного землетрясения. Если обводнение трещин способствует землетрясению, то с помощью поочередной закачки воды в разные участки крупного разлома можно путем серии слабых спровоцированных толчков снять существующие в Земле напряжения и тем самым предупредить катастрофическое землетрясение.

На практике этот метод означает следующее: в избранном месте разлома бурят три скважины на расстоянии примерно 500 м друг от друга. Из крайних скважин выкачиваются подземные воды, чтобы «запереть» сброс в этих двух точках. Затем под давлением закачивается вода в среднюю скважину: происходит «миниземлетрясение», и в глубинных породах снимается напряжение. Когда же выкачивается вода и из средней скважины, весь участок становится безопасным, по крайней мере на определенное время.

Такая обработка крупного разлома потребует бурения около 500 скважин по 5 км глубиной каждая.

Слабые землетрясения возникают и в районах, где незадолго перед этим были созданы крупные водохранилища. Дополнительный вес воды водохранилища оказывает давление на горные породы и тем самым создает условие для возникновения подземных толчков. Возможно, этому способствует также проникновение воды по трещинам на глубину, что облегчает смещение пород по разрывам.

СЛУЖБА ОПОВЕЩЕНИЯ О ЦУНАМИ

Успешные действия человека по предупреждению стихийных бедствий наиболее наглядны на примере организации в ряде стран Тихоокеанского бассейна, в том числе на Дальнем Востоке, службы срочного оповещения о приближающемся цунами.

Сейсмические волны от землетрясения распространяются в земле со скоростью около 30 тыс. км/ч, тогда как волна цунами идет со скоростью порядка 1000 км/ч. На использовании разницы этих скоростей и построена служба оповещения о волнах от подводного землетрясения. Специальные цунами-станции оборудованы сейсмографами с сигналами, срабатывающими при регистрации сильного землетрясения. После сигнала дежурные немедленно приступают к обработке полученных сейсмограмм и определяют положение эпицентра землетрясения. Если эпицентр находится в океане, а землетрясение было достаточной силы, то на побережье, опасном цунами, объявляется тревога. Специальная служба с помощью сирен, громкоговорителей и световой сигнализации предупреждает население о приближающейся волне. Жители укрываются на возвышенных местах, недоступных действию волн. Все решает скорость обработки сейсмограмм. Сведения на опасные участки побережья должны быть переданы хотя бы за 5-10 мин. до подхода волны к берегу. В Японии и особенно на Камчатке и Курильских островах, которые расположены в непосредственной близости от зон возникновения подводных землетрясений, время между подземным толчком, вызвавшим цунами, и приходом волны на берег измеряется считанными минутами. За этот отрезок времени необходимо определить положение эпицентра землетрясения, время прихода волны в те или иные пункты побережья, передать по каналам связи тревогу и успеть вывести людей в безопасные места.

Служба оповещения о цунами в 50-х годах организована в США (на Гавайских островах), Японии и СССР.

Другой путь уменьшения катастрофических последствий цунами - это составление карт, которые в некоторой степени сходны с картами сейсмического районирования. В отношении цунами такое районирование проводится в пределах побережья. При построении карты цунами-опасности побережья принимаются во внимание максимальная высота происшедших ранее цунами; учитываются характер побережья, местоположение зон, где возникают землетрясения, вызывающие цунами, расстояние от них до берега и т.д. Подобные схемы являются важными документами при планировании и проектировании промышленного и гражданского строительства. Зная возможную максимальную высоту цунами и ту площадь побережья, которая может быть покрыта волнами, строители располагают строящиеся объекты за пределами досягаемости волн.

Нет никаких сомнений в том, что в самые ближайшие годы разрушительное действие цунами будет сведено почти к нулю.

ЗАЩИТА ОТ ВУЛКАНИЧЕСКИХ БЕДСТВИЙ

Наибольшую опасность при вулканических извержениях, по мнению Г. Тазиева, представляют игнимбритовые потоки. Излияние игнимбритов, зафиксированное на Аляске в 1912 г., распространилось на 30 км при ширине потока 5 км и 100-метровой толщине слоя. В результате образовалась знаменитая долина Десяти Тысяч Дымов.

Игнимбриты изливаются мгновенно, с молниеносной быстротой вырываясь из длинных трещин, внезапно открывающихся в земной коре под давлением магмы, до предела насыщенной газами. Они выплескиваются из этих трещин со скоростью более 100 км/ч, достигая порой 300 км. Состав извергаемой из чрева Земли массы - это суспензия, в которой стекловатые фрагменты лавы и мелкие раскаленные обломки насыщены горячими вулканическими газами. Такая консистенция игнимбритов придает им текучесть, позволяет захватить все живое, несмотря на то, что застывают они очень быстро. Колоссальные площади игнимбритовых покровов, накопившихся еще в третичном и четвертичном периодах, свидетельствуют о том, что такие катастрофы возможны и в будущем.

О приближении мощных вулканических извержений в некоторых случаях говорит необычное поведение животных. После катастрофического извержения Мон-Пеле 8 мая 1902 г. город был разрушен за считанные секунды. Погибло 30 тыс. человек, и был найден один-единственный труп кошки. Оказывается, еще с середины апреля животные почувствовали неладное. Перелетные птицы вместо того, чтобы, как обычно, сделать привал на озере вблизи города, устремились на юг Америки. На склоне Мон-Пеле обитало множество змей. Но уже во второй половине апреля они начали покидать обжитые места. За ними потянулись и другие пресмыкающиеся.

Разгадка поведения животных заключается, по-видимому, в том, что повышение температуры почвы, выделение газов, легкие сотрясения земли и другие тревожные явления, не улавливающиеся органами чувств человека, вызывают беспокойство более восприимчивых к ним животных.

Создание службы прогнозирования извержений потухших вулканов в настоящее время, пожалуй, дело более легкое, чем прогноз погоды. Вулканологические прогнозы основываются на фиксации изменений режима вулкана. Они осуществляются путем наблюдения за определенными физическими и химическими параметрами. Трудность заключается в истолковании наблюдаемых измерений.

За шесть месяцев до извержения Килауэа в декабре 1959 - январе 1960 г. сейсмографы уже сигнализировали о пробуждении вулкана. Благодаря сети наблюдательных станций на острове Гавайя научные сотрудники вулканологической обсерватории заранее определили глубину очагов - 50 км, что было неожиданно, так как нижняя граница земной коры там лежит всего на 15 км ниже уровня моря.

В последующие недели вулканологи отметили постепенное уменьшение глубины очагов и, замеряя скорость этого восхождения, установили, когда магма начнет выходить на поверхность. Тщательно изучая все явления, связанные, судя по опыту прежних исследований, с процессом восхождения магмы, вулканологи обсерватории зафиксировали, где именно (кратер Ики) и когда начнется извержение. В своих прогнозах они пошли еще дальше: после трехнедельного пароксизма они не только предсказали, что извержение еще не закончилось и возобновится с новой силой, но и указали на место повторного действия вулкана - близ селения Капоо. В результате удалось своевременно эвакуировать жителей этого селения.

Далеко не всегда можно точно истолковать показания сейсмографов и наклономеров, особенно в отношении чреватых опасными взрывами страто-вулканов, число которых весьма велико в пределах Тихоокеанского огненного кольца.

Одно из наиболее перспективных направлений по прогнозированию вулканических извержений - изучение эволюции химического состава газов. Установлено, что состав газов после извержения изменяется в следующем порядке: вначале выделяются НСl, HF, NH 4 , Cl, Н 2 О, СО, О 2 (галлоидная стадия), затем - H 2 S, SO 2 , Н 2 О, СО, Н 2 (сернистая стадия), дальше - СО 2 , Н 2 , Н 2 О (углекислая стадия) и, наконец, едва нагретый пар. Если активность вулкана возрастает, то состав газов изменяется в обратном порядке. Следовательно, постоянное изучение вулканических газов позволит предсказать извержение. Л.В. Сурнина и Л.Г. Воронина исследовали состав газов вулкана Эбеко. В одном его участке (так называемое Северо-Восточное поле) содержание НСl в течение ряда лет изменялось следующим образом (в объемн. %): 1957 г. - 0,19; 1960 г. - 0,28; 1961 г. - 2,86; 1962 г. - 5,06. Таким образом, количество хлористого водорода постепенно увеличивалось, что свидетельствовало о возраставшей активности Эбеко, завершившейся извержением в 1963 г.

В ряде случаев возможна активная защита от вулканических извержений. Она заключается в бомбардировке авиацией или артиллерией движущихся лавовых потоков и стен кратеров, через которые изливается лава; в создании дамб и других препятствий на пути движения лавы; в проведении туннелей к кратерам для спуска воды кратерных озер.

Дамбы и насыпи с успехом используются для борьбы с жидкими лавами Гавайских островов. Во время извержений 1956 и 1960 гг. каменные насыпи противостояли даже мощным лавовым потокам. Применение дамб и насыпей возможно и против некоторых грязевых потоков.

Для предотвращения грязевых потоков (лахар) необходимо спускать из кратеров избыточные воды. Для этого с наружного склона вулканического конуса в кратер проводят водоотводящий туннель. Таким способом был осушен Келун, с которым связано возникновение губительных лахар.

ВОЗМОЖНОСТЬ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВСТРЕЧИ АСТЕРОИДА С ЗЕМЛЕЙ

В 1967 - в начале 1968 г. неоднократно обсуждался вопрос о возможности столкновения с Землей микропланеты Икар в момент их наибольшего сближения 15 июня 1968 г.

В октябре 1937 г. астероид Гермес прошел мимо Земли всего лишь в 800 тыс. км, т.е. на расстоянии немногим более 100 земных радиусов. Икар в поперечнике имеет размеры не более 1 км. Следовательно, вес его должен быть равен 3 млрд. т. Если бы Икар столкнулся с Землей, то удар был бы равен взрыву 105 Мт тринитротолуола. Разрушительный эффект был бы намного значительнее, чем, например, при извержении вулкана Кракатау, когда возникшие в море волны погубили 36 тыс. человек.

Астероиды могут быть и значительно больших размеров, а следовательно, последствия их столкновений с Землей еще страшнее.

Очень редкое, по страшное по катастрофическим последствиям столкновение Земли с астероидом в недалеком будущем будет безопасно для человека. Уже современный уровень астрономии и вычислительный техники позволяет заблаговременно (за несколько месяцев) не только знать время, но и точно определить место падения на Землю космического пришельца. Это даст возможность заранее принять необходимые меры, резко уменьшающие последствия катастрофы (выселение людей из опасной зоны, расчет высоты волн на побережье в случае падения астероида в воду и т.д.). В принципе уже сейчас можно разрушить астероид с помощью ракет за некоторое время до того, как он достигнет пашей планеты.

ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ СЕЛЕЙ

Возможности борьбы человека с коварными разрушительными силами природы можно продемонстрировать на примере «обуздания» селя в районе столицы Казахской ССР города Алма-Ата. Сель - это бешено мчащийся по долине горной реки поток, состоящий из грязи, щебня и валунов размером до метра и более. Образуется он вследствие бурного летнего таяния снега, когда талая вода постепенно впитывается ледниковыми валунно-галечными отложениями, а затем вся эта полужидкая масса лавиной низвергается по долине.

В 1921 г. чудовищный сель, свалившийся с гор ночью на спящий город, прошел Алма-Ату из конца в конец, фронтом в 200 м шириной. Не считая воды, грязи, обломков деревьев, одних лишь камней обрушилось на город столько, что, по подсчетам, их хватило бы для загрузки нескольких сот товарных поездов. И эти эшелоны, разогнавшись но склону, на курьерской скорости таранили Алма-Ату, разрушая и уничтожая дома, улицы. Объем селя определялся тогда в 1200 тыс. м 3 .

Опасность повторения такой катастрофы существовала постоянно. Город Алма-Ата рос. И с каждым годом бедствия от селя могли быть все более ужасными. Смелая мысль перекрыть путь селю искусственно созданной плотиной принадлежала академику М.А. Лаврентьеву. Он предложил воздвигнуть такую плотину с помощью направленного взрыва.

В конце 1966 г. направленные взрывы уложили 2,5 млн. т камня на дно урочища Медео. Возникла плотина, перекрывшая долину р. Алмаатинки. Селя пришлось ждать недолго. В июле 1973 г. гидрологические посты сообщили о возможности селя.

15 июля в 18 час. 45 мин. местного времени моренное озеро ледника Туюксу мгновенно вспучилось и сразу опало. Раздался характерный, похожий на хриплый вздох, звук, тут же переросший в зловещий грохот. Предсказанный, но всегда неожиданный сель рванулся вниз.

Пока точно не установлено, сколько воды извергла первоначальная морена. По-видимому, не меньше 100 тыс. м 3 . Но через несколько минут в селе было уже не менее 1 млн. м 3 воды и камней. Однако на этот раз путь селю преградила плотина. Вот что рассказывает очевидец, находившийся на плотине в момент катастрофы.

День был знойный и тихий. Вдруг издали донесся грохот, будто за снежной вершиной хребта реактивный самолет брал звуковой барьер. Грохот исчез так же неожиданно, как и возник. Через 10 сек. за покрытым елями склоном горы взвился вверх огромный рыжий столб пыли, закрывший небо. Из-за поворота стремительно выкатился огромный грязевой вал. Он с ходу ударился о твердь котлована, потом отпрыгнул к противоположному склону, обрушившись на него всей своей тяжестью. На плотину Медео обрушился удар такой силы, какой, если не считать атомных взрывов, никогда еще не наносился по творению рук человеческих. Камни забили водоотводные трубы, а вздувшаяся река добавляла в котлован но 10- 12 м 3 воды ежесекундно. Уровень озера начал быстро подниматься. Вода грозила перехлестнуть плотину. Трудно вообразить, что могло бы произойти, если бы сель вместе с плотиной рухнул почти с двухкилометровой высоты на Алма-Ату.

Вода в котловане все прибывала и прибывала, но люди не дремали: спешно монтировались 16 мощных насосов для ее откачки и три трубопровода для сброса воды в опустевшее после закупорки плотины русло Малой Алмаатинки. Наконец, заработал один дизель, за ним - другой. Вода устремилась в нитку трубопровода и через плотину, по ступенчатому склону горы - в русло Малой Алмаатинки. К утру вода в котловане стала постепенно убывать.

Впервые в истории Средней Азии крупнейшее стихийное бедствие было не только предсказано, но и встречено по точному плану, а затем нейтрализовано. Благодаря научному прогнозу, четкой организации работ, героизму людей одержана победа в первой такого рода схватке с грозной стихией.

Плотина выполнила свою роль, но ведь сель может повториться. Осенью 1973 г. были начаты работы по укреплению плотины. Она поднялась на 10 м, а в дальнейшем поднимется еще на 30; 3,5 млн. м 3 твердого грунта легли на тело «старой» плотины. В будущем намечается отвод более 100 моренных озер, расположенных на высоте 3000-3500 м над уровнем моря.

Можно ли управлять погодой?

Надежное управление погодой - задача невероятно сложная. Энергия процессов, которые нагревают и охлаждают колоссальные воздушные бассейны или замораживают гигантские массы воды, очень велика. Такой энергии человек пока ничего не может противопоставить. И все-таки человек уже в состоянии активно воздействовать на погоду. Мы можем вызвать дождь или снег, рассеять туман или прервать образование града. Изучаются также пути предотвращения гроз. Американские ученые разработали специальную программу, в которой предусматривается засеивать грозовые облака металлизированными нитями. По их мнению, это может подавить грозовую активность туч. Ученые Советского Союза с этой же целью провели первые эксперименты по применению грубодисперсных порошков, которые направлялись в облака.

Как только приближается крупная облачность, в дело вступают специальные оперативные локаторы. Дальнобойные разведчики неба предсказывают опасность на расстоянии до 300 км. С их помощью определяют не только расстояние до цели, но и насколько облачность коварна, не несет ли с собой града.

По сигналу более чем двухметровая ракета «Облако», как бы не спеша, покидает гнездо установки и направляется навстречу грозе садов. В ее чреве специальный химический реагент - йодистый свинец. Встретив на подступах (за 8 км) на высоте до 6 км мощное облако, ракета проникает в него, а затем опускается на специальном парашюте, распыляя реагент. Проходят минуты, и кристаллические образования, которые могли бы превратиться в град, уже не опасны. Вместо грозного града на территорию, занятую садами, проливается дождь.

В Грузии разработан комбинированный метод борьбы с этим бедствием. Сначала в облако забрасывается поваренная соль, которая не позволяет каплям воды замерзнуть и превратиться в град. Но если этот процесс все же начался, то тучу обстреливают снарядами и ракетами, которые начинены специальными реагентами. Перспективным представляется способ тушения лесных пожаров с помощью искусственно вызванного дождя.

В опытном порядке ведутся работы по прогнозированию и контролю за снежными лавинами. Создана сеть сейсмических приборов, которые регистрируют незначительные колебания, вероятно, возникающие в снежной массе перед началом ее движения по склону. Ведутся измерения плотности снежного покрова, абляции (уменьшение массы ледника или снежного покрова в результате таяния), объема выпадающих осадков, характера процесса отложения снега, температуры воздуха и скорости ветра.

В последние годы наметилась реальная возможность по крайней мере вдвое уменьшать силу урагана. Поскольку огромная энергия, требуемая для «поддержания» урагана, создается частично за счет испарения воды океана, возникла мысль уменьшить это испарение за счет тонкой пленки химических веществ.

Искусственная пленка на поверхности воды играет двойную роль. Во-первых, она уменьшает волнообразование и тем самым сокращает площадь поверхности, с которой испаряется жидкость. Во-вторых, эта пленка толщиной всего в несколько молекул служит физической преградой для испарения воды.

При испытаниях применялись различные химические вещества, которые распылялись отдельными полосами с кораблей и самолетов на участке площадью 2,6 км 2 . Эти полосы, легко различимые с воздуха по уменьшенному блеску, фотографировались с самолета.

Через несколько часов после распыления отдельные полосы сливались и покрывали большую часть испытательного участка. В результате значительно уменьшалась величина воли, а их энергия снижалась на 46% по сравнению с энергией волн на чистой водной поверхности.

Разрабатываются и другие способы воздействия на тропические циклоны. Ученые полагают, что рассчитанные взрывы на пути мощных восходящих потоков воздуха могут если не погасить их, то сильно ослабить.

Выше мы говорили о том, что с развитием науки и техники опасность природных катастрофических явлений резко уменьшится. Значительно более серьезные последствия могут иметь относительно быстрые климатические и биологические изменения на земной поверхности, вызванные деятельностью человека. Физические процессы на Земле находятся в состоянии неустойчивого равновесия. В XVIII - в. началась беспощадная вырубка древесины для промышленности и строительства. Площадь лесов на Земле сократилась с 7200 млн. до 3704 млн. га, а лесопосадки, которые применяются сравнительно недавно, пока покрыли всего 40 млн. га. Сейчас каждый человек в течение жизни «расходует» столько древесины, сколько дает роща из 300 деревьев. Постоянная вырубка леса может привести к необратимым последствиям в природе. Сведение лесов в Чилийских Андах привело к тому, что почти 3/4 сельскохозяйственных земель подвержены эрозии.

Интенсивная индустриализация может в будущем вызвать изменение теплового баланса нашей планеты. В настоящее время тепло, выделяемое промышленными предприятиями, еще невелико по сравнению с теплом, поступающим от Солнца,- 0,01%, но количество энергии, используемое человеком в некоторых городах и промышленно развитых районах, приближается к количеству солнечной энергии, падающей на те же площади. Если в будущем сохранится настоящий темп роста производства энергии (около 10% в год во всем мире), то недалеко время, когда вырабатываемое на Земле тепло может привести к заметным изменениям климата.

Некоторые аспекты изменений климата будут благоприятны для народного хозяйства, но другие могут создать различные трудности. Одним из последствий такого изменения термического режима может быть сначала отступание, а затем полное разрушение ледяного покрова в Северном Ледовитом океане.

Сильно изменяется промышленностью химический состав атмосферы. Ежегодно в атмосферу выбрасывается около 6 млрд. т углерода. В течение всего прошлого столетия в процессе индустриализации при сжигании топлива было введено в атмосферу более 400 млрд. т углерода. Концентрация углерода в воздухе, которым мы дышим, повысилась вследствие этого на 10%. Если сжечь все известные запасы нефти и угля, она увеличится в 10 раз. Некоторые специалисты считают, что избыток углерода в настоящее время превышает поглощение и может нарушить тепловой баланс Земли из-за явления, называемого парниковым эффектом. Двуокись углерода пропускает солнечные лучи, но удерживает тепло у поверхности Земли. Высказывалось мнение, что увеличение углекислоты в атмосфере может сильно повысить температуру на земной поверхности. Однако американские ученые С. Расул и С. Шнайдер пришли к выводу, что по мере увеличения содержания двуокиси углерода рост температуры замедляется. Следовательно, катастрофического события не предвидится. Даже восьмикратное увеличение содержания углерода, что очень маловероятно в течение ближайших тысячелетий, повысило бы температуру земной поверхности меньше чем на 2° С.

Гораздо важнее эффект возрастающего содержания пыли в атмосфере. За последние 60 лет общее содержание взвешенных частиц в атмосфере могло удвоиться. Пыль понижает поверхностную температуру, так как она эффективнее задерживает солнечное излучение, чем земное. По мере того как количество пыли увеличивается, понижение температуры ускоряется: благодаря аэрозолю Земля становится лучшим отражателем солнечного света. В результате такого лавинообразного отрицательного тепличного эффекта возможны изменения климата в большом масштабе.

Есть предположение, что в течение ближайших 50 лет ожидается рост загрязнения в 6-8 раз. Если эта скорость засорения усилит существующую теперь непрозрачность атмосферной дымки в четыре раза, то земная температура понизится на 3° С. Столь значительное понижение средней температуры земной поверхности, если оно продлится несколько лет, окажется достаточным, чтобы начался ледниковый период.

По признанию Европейского регионального комитета Всемирной организации здравоохранения, загрязнение воздуха уже стало экономическим, социальным и санитарным бичом Европы. В индустриальных районах ФРГ на каждом квадратном километре территории оседает от 8 до 15 т пыли в сутки, а экономический ущерб от пыли в Великобритании исчисляется многими миллионами фунтов стерлингов в год: быстро ржавеет металл, распадается ткань, погибают растения. Национальная академия наук США установила, что примерно четверть всех заболеваний в крупных американских городах вызвана загрязнением атмосферы автотранспортом и промышленностью.

Во многих реках и озерах уменьшилось количество кислорода, вода потеряла прозрачность, погибли обитавшие здесь организмы.

Известные специалисты Харпер и Аллен подсчитали, что за последние 20 веков охотники и колонисты уничтожили 106 видов крупных зверей и 139 видов и подвидов птиц. За первые 1800 лет вымерло 33 вида. Затем истребление фауны пошло нарастающим темпом: за последующее столетие уничтожено еще 33 вида. В XIX в. было перебито 70 видов животных, а за последние 50 лет - еще 40 видов. Еще более неутешительны перспективы на ближайшее будущее: 600 видов животных находятся сейчас на грани полного уничтожения. По-видимому, они не доживут и до конца нашего века.

Вымирание почти тысячи видов в течение двух тысячелетий при длительности эволюционного развития организмов, измеряемой сотнями миллионов лет, представляет собой катастрофу более резкую и быструю, чем вымирание динозавров в конце мезозойской эры.

Еще 30 лет назад многим казалось, что просторы Мирового океана настолько велики, что загрязнить его невозможно. И вот оказывается, что в последнее 10-летие загрязнение морских вод отходами промышленности, в особенности нефтью и ее продуктами, приняло чудовищные размеры.

Нефть, разлитая в море, растекается на поверхности воды, образуя топкую пленку, которая нарушает обмен воды с газами атмосферы и тем самым нарушает жизнь морского планктона, создающего кислород и первичную продукцию органического вещества в океане. Подсчитано, что ежегодно в результате различного рода аварий в океаническую воду сбрасывается 10 млн. т нефти. По данным федерального правительственного агентства США, занимающегося исследованиями атмосферы и океана, 665 тыс. квадратных миль водной поверхности континентального шельфа и Карибского бассейна загрязнены отходами американской промышленности. В заливе Эскамбия, близ Пенсаколы (штат Флорида), за один день погибло 15 млн. экземпляров сельди.

Это уже не первый случай массовой гибели рыбы в результате загрязнения моря промышленными отходами. Полагают, что причина гибели - недостаток кислорода в воде. Сельдь задохнулась, а омары, крабы и рыба, способные долго жить в сильно загрязненной воде, получили «ракообразные» опухоли и другие болезни.

Природу нужно беречь, защищать. На это направлены сейчас усилия во многих странах, и прежде всего в Советском Союзе. Вопросами охраны природы занимаются специально созданные постоянные комиссии Верховного Совета СССР. Наше государство вкладывает огромные средства в строительство очистных сооружений на химических и нефтеперерабатывающих заводах, в создание полезащитных полос, ведет борьбу с эрозией почв, осуществляет охрану недр, водных ресурсов и т.д.

Ученые многих стран объединяют усилия для разностороннего изучения Земли как планеты и отдельных ее составляющих - биогеносферы (географической оболочки), атмосферы, гидросферы и т.д. Большую роль в этом отношении призвана сыграть Международная биологическая программа. Цель ее - оценить биологические ресурсы земного шара, познать глубинные закономерности в развитии живого вещества в пределах всей биогеносферы, «спланировать» использование живой природы для будущих поколений. Работы по планам Международного гидрологического десятилетия обогатят человечество точными данными о количестве, составе и круговороте воды в глобальном масштабе.

Велика сила человека в борьбе со стихийными явлениями природы. Разум и техническая оснащенность позволяют уже сейчас предотвратить или значительно уменьшить многие естественные катастрофы. Но следует подчеркнуть, что наше воздействие на природу становится настолько ощутимым, что незаметные на первый взгляд явления способны вызвать необратимые процессы катастрофического характера.

Человек в состоянии предотвратить катастрофу, но может ее и вызвать. Отсюда ясно, что глубокое и всестороннее изучение природных явлений в их сложной взаимосвязи становится одним из основных научных направлений. Чтобы правильно управлять природой, ее нужно хорошо знать.

Вспомните

• Чем опасны для человека землетрясения и извержения вулканов? Почему эти опасные явления бывают чаще всего в горах? Какие полезные ископаемые вы знаете? Приведите примеры твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых.

Как земная кора воздействует на человека. Земная кора - это каменная основа, которая необходима для существования человека. Люди расселяются и хозяйствуют, приспосабливаясь к рельефу. На равнинах проще строить здания и дороги, вести сельское хозяйство, поэтому 8/10 всего населения планеты обитает на равнинах. Только 1% человечества живет в горах выше 2000 м над уровнем моря.

В горах часто наблюдаются грозные и разрушительные природные явления, осложняющие жизнь человека. Это не только землетрясения и извержения вулканов, о которых вы уже знаете, но и обвалы, оползни (рис. 75, 76).

Рис. 75. Обвал

Обвал - это отрыв от обрывистых склонов и обрушение вниз огромных масс горных пород.

Причины обвалов и оползней могут быть как природными (землетрясения, размыв склонов), так и антропогенными (постройка тяжелых зданий, прокладка дорог, уничтожение растительности на склонах). Обвалы и оползни происходят внезапно и часто приводят к большим разрушениям и гибели людей.

Горные обвалы нередко запруживают реки, которые разливаются и образуют озера. Так в горах Памира образовалось Сарез-ское озеро, а на Кавказе - озеро Рица.

Из-за сложного рельефа, сурового климата и опасных природных явлений города и промышленные предприятия в горах располагаются на высотах до 1500 м над уровнем моря. Выше люди занимаются только сельским хозяйством и добычей полезных ископаемых. Живописные участки высоких гор используются для альпинизма и горнолыжного спорта.

Рис. 76. Оползень

Оползень - это сползание горных пород вниз по склонам.

Как человек вмешивается в жизнь земной коры . Человеческая деятельность все активнее влияет на земную кору. Самое большое воздействие оказывает добыча полезных ископаемых. Как и любые горные породы, полезные ископаемые бывают осадочными, магматическими и метаморфическими. Скопления полезных ископаемых в земной коре образуют месторождения. Месторождения осадочных полезных ископаемых (уголь, нефть, газ, соли) приурочены к равнинам. Магматические полезные ископаемые, например руды цветных металлов, образуются чаще всего в горах.

Рис. 77. Добыча нефти и газа

Полезные ископаемые извлекают из недр разными способами. Нефть и газ добывают через скважины (рис. 77), твердые полезные ископаемые - в шахтах (рис. 78). Для добычи многих полезных ископаемых устраивают открытые карьеры. Но добыча в них возможна только там, где полезные ископаемые залегают не очень глубоко от поверхности.

Открытые карьеры, шахты и подземные сооружения создают большие пустоты. Они нарушают равновесие земной коры и вызывают опускания и обрушения земной поверхности. Опускания земной коры происходят и под разрастающимися городами, особенно крупными. Постройки в городах вдавливают поверхность земли. Скорость искусственных опусканий соизмерима со скоростью природных вертикальных движений земной коры и даже превышает ее. Так, отдельные участки Токио (Япония) опускаются на 20 см в год, а Мехико (Мексика) - даже на 30 см.

Рис. 78. Добыча полезных ископаемых в шахте

Шахта очень дорогое сооружение. Работать людям под землей трудно.

Крупные плотины и водохранилища, создаваемые при строительстве гидроэлектростанций, также оказывают на поверхность огромное давление. Из-за этих нагрузок увеличивается подвижность земных слоев и возникают искусственные землетрясения. Они отмечены во многих странах - Италии, Франции, России.

При добыче полезных ископаемых и строительных работах из недр Земли извлекается огромная масса горных пород - по 20 т на каждого жителя планеты в год. После переработки полезных ископаемых ненужную породу ссыпают на поверхность. Так образуются искусственные горы - отвалы и терриконы (рис. 79). Они уродуют поверхность и загрязняют окружающую местность.

Рис. 79. Образование отвалов и терриконов

Ветер поднимает над отвалами и терриконами пыль. В состав этой пыли иногда входят ядовитые вещества. Люди, живущие поблизости, часто страдают хроническими заболеваниями.

Чтобы уменьшить ущерб, наносимый природе, извлекаемые из глубин породы должны находить применение. Перерабатывать отходы намного выгоднее, чем складывать их в отвалы. Породы из отвалов служат строительным материалом, ими засыпают овраги и карьеры.

По своим масштабам воздействие человека на земную кору уже сопоставимо с природными процессами. Для предотвращения неблагоприятных последствий хозяйственной деятельности земную кору нужно охранять так же, как и другие природные объекты.

Вопросы и задания

1. Приведите примеры разрушительных, неблагоприятных для человека природных явлений в земной коре.
2. Какими способами добывают из земной коры полезные ископаемые? Наносит ли это вред окружающей среде?
3. Можно ли человеческую деятельность считать геологической силой?
4. Какие виды хозяйственных работ, воздействующих на земную кору, производятся в вашей местности?

Итоговые вопросы и задания

План характеристики

1. Название формы рельефа.
2. Географическое положение:
   1. в какой части страны находится;
   2. с какими другими крупнейшими формами граничит;
   3. как расположена относительно морей и крупных рек;
   4. между какими меридианами и параллелями находится;
   5. в каком направлении протягивается и на какое расстояние (на сколько километров).
3. Главные свойства:
   1. какую имеет абсолютную высоту и к какой группе по высоте относится;
   2. в каком направлении понижается (повышается);
   3. самая высокая (низкая) точка поверхности, ее название и географические координаты.
4. Особенности хозяйственного использования: наличие поселений, дорог, полезных ископаемых.
5. Нарушения поверхности, вызванные деятельностью человека.
1. Нарисуйте схематический разрез рельефа дна любого океана по вашему выбору. На разрезе изобразите основные формы рельефа и подпишите названия тех из них, которые обозначены на карте полушарий.
2. Расскажите о явлениях, возникающих в земной коре и на ее поверхности под воздействием человеческой деятельности.

Кордильеры или Анды (Cordilleros de Los Andes) — испанское имя огромной горной системы (от перувианского слова Anti, медь); этим именем назывались прежде хребты близ Кузко, но впоследствии так стала называться горная цепь южной Америки. Испанцы и испано-американцы называют Кардильеры также и часть хребтов Средней Америки, Мексики и ЮЗ Соединенных Штатов, но совершенно неправильно называть горы этих стран одним именем с огромной горной цепью южной Америки, которая, начинаясь на самом крайнем юге, у м. Горн, тянется почти параллельно Тихому океану, вдоль всей южн.

Америки до Панамского перешейка, на протяжении почти 12000 км. Горные цепи западной части североамериканского материка не имеют никакой связи с южно-американскими Кордильерами или Андами; помимо иного направления хребтов — их отделяют от Анд низменности Панамского перешейка, Никарагуа и Тегуантеневского перешейка.

Для предупреждения недоразумений поэтому лучше называть южноамериканские Кордильеры Андами. Они по большей части состоят из целого ряда высоких кряжей, идущих более или менее параллельно один другому и покрывающих своими нагорьями и покатостями почти 1/6 часть всей южн. Америки.

Общее описание горной системы Анд.

Описание горной системы Анд.

Горная система огромной протяженности, со сложной орографией и разнообразным геологическим строением резко отличается от восточной части Южной Америки. Ей свойственны совершенно иные закономерности формирования рельефа, кли­матов и другой состав органического мира.

Природа Анд исключительно разнообразна. Это объясняется, прежде всего, их огромной протяженностью с севера на юг. Анды лежат в 6 климатических поясах (экваториальном, северном и южном субэкваториальном, южном тропическом, субтропическом и умеренном) и отличаются (особенно в центральной части) резкими контрастами в увлажнении восточных (подветренных) и западных (наветренных) склонов Северные, центральные и южные части Анд отли­чаются друг от друга не меньше, чем, например, Амазония от Пампы или Патагонии.

Анды появились благодаря новой (кайнозойской-альпийской) складчатости, время проявления которой от 60 миллионов лет до наших дней. Этим также объясняется тектоническая активность проявляемая в виде землетрясений.

Анды - возрождённые горы, воздвигнуты новейшими поднятиями на месте так называемого Андского (Кордильерского) складчатого геосинклинального пояса. Анды богаты рудами главным образом цветных металлов, в передовых и предгорных прогибах -нефтью, газом. Они состоят из преимущественно из меридиональных параллельных хребтов: Восточные Кордильеры Анд, Центральные Кордильеры Анд, Западные Кордильеры Анд, Береговые Кордильеры Анд, между которыми лежат внутренние плоскогорья и плато (Пуна, Альтипано - в Боливии и Перу) или впадины.

По Андам проходит межокеанический водораздел, в них берут начало Амазонка и её притоки, а также притоки Ориноко, Парагвая, Параны, реки Магдалена и реки Патагонии. В Андах лежит самое высокогорное из больших озёр мира - Титикака.

Наветренные влажные склоны от Северо-Западных Анд до Центральных Анд покрыты горными влажными экваториальными и тропическими лесами. В Субтропических Андах - вечнозелёные сухие субтропические леса и кустарники, к югу от 38° южной широты - влажные вечнозелёные и смешанные леса. Растительность высокогорных плато: на севере - горные экваториальные луга Парамос, в Перуанских Андах и на востоке Пуны - сухие высокогорно-тропические степи Халка, на западе Пуны и на всём тихоокеанском западе между 5-28° южной широты - пустынные типы растительности.

Анды - родина хинного дерева, кока, картофеля и других ценных растений.

Классификация Анд.

В зависимости от по­ложения в том или ином климатическом поясе и от различий в орографии и структуре Анды под­разделяются на регионы, каждый из которых име­ет свои особенности рель­ефа, климата и высотной поясности.

Выделяют среди Анд: Карибские Анды, Северные Анды, лежащие в экваториаль­ном и субэкваториаль­ном поясах, Централь­ные Анды тропического пояса, субтропические Чилийско-Аргентинские Ан­ды и Южные Анды, ле­жащие в пределах уме­ренного пояса. Особо рас­сматривается островная область - Огненная Зем­ля.

От мыса Горна главная цепь Анд идет вдоль западного берега Огненной Земли и состоит из скалистых вершин от 2000 — 3000 высоты над уровнем моря; самая высочайшая из них Сакраменто, 6910 над уровнем моря. Патагонские Анды идут прямо к Северу до 42° ю. ш., сопровождаемые параллельными скалистыми, гористыми островами на Тихом океане. Чилийские Анды тянутся от 42° ю. ш. до 21° ю. ш. и образуют сплошную цепь, разделяясь в северном направлении на несколько кряжей. Самый высокий пункт не только этой области, но и всех Анд — это Аконкогуа 6960 над уровнем моря).

Между Чилийскими кордильерами и Тихим океаном, на расстоянии 200 — 375 км., находятся огромные равнины, лежащие на высоте 1000 — 1500 над уровнем моря моря. На юге равнины эти покрыты богатой растительностью, но более высокие горные области совершенно лишены ее. Боливийские Анды образуют центральную часть всей системы и направляются к северу от 21° ю.ш. до 14° ю.ш. огромные массы скал, тянущихся в длину на протяжении почти семи градусов широты, а в ширину на расстояние от 600 — 625 км. Около 19° ю. ш. горная цепь разделяется на два огромных долготных параллельных кряжа на восток — кордильеры Реаль и запад – Прибрежные. Кряжи эти заключают нагорье Дезагуадеро, оно тянется на 1000 км. в длину и 75 — 200 км. в ширину. Эти параллельные кряжи кордильеры тянутся на расстоянии около 575 км. один от другого и соединяются, в некоторых пунктах, огромными поперечными группами или одиночными хребтами, перерезающими их на подобие жил. Склон к тихому океану очень крут, отвесен он также к востоку, откуда отроги расходятся к низменным равнинам.

Главнейшие вершины Прибрежных Кордильер: Сахама 6520м. 18°7′ (ю.ш. и 68°52′ з.д., Иллимани 6457м. 16°38 ю.ш. и 67°49′ з.д., Перуанские Кордильеры. отделены от Тихого океана пустыней в 100 — 250 км. ширины, на протяжении от 14° до 5°, и делятся на два восточные отрога — один, идущий к северо-западу, между реками Мараньон и Гуаллагой, другой — между Гуаллагой и Укаялле. Между этими отрогами лежит нагорье Паско или Гуануко. Кордильера Эквадора начинаются у 5°ю. ш. и вдут в северном направлении до нагорья Квито окруженного великолепнейшими в свете вулканами в восточной ветви: Сангай, Тунгурагуа, Котопахи, в западной ветви – Чимборазо. На восточной цепи, под 2° с.ш. находится горный узел Парамо, от которого идут три отдельные цепи: Сума Паз — к северо-востоку мимо озера Маракаибо до Каракаса, у Караибского моря; Куиндиу к северо-востоку, между реками Каукой и Магдаленой.

Чоко — вдоль берега Тихого океана до Панамского перешейка. Здесь вулкан Толимо 4°46′ с.ш. и 75°37′ з.д.. Гигантская горная цепь Анд пересекается между 35° ю.ш. и 10° с.ш. многими, по большей части узкими, крутыми и опасными проходами и дорогами на высотах, равных высочайшим вершинам европейских гор, каковы, например, проходы: между Арекипой и Пуной, (и высочайший проход между Лимой и Паско. Наиболее удобные из них доступны только проезду на мулах и ламах или переноске путников на спинах туземцев. Вдоль Анд на протяжении 25000 км., идет большая торговая дорога от Трухилльо до Папаяна.

В Перу имеется железная дорога чрез главный кряж Кордильер, от океана на восток до бассейна озера Титикаки Геологическое строение Анд Южной Америки частью из гранита, гнейса, слюды и сланца, но преимущественно из диорита, порфира, базальта в смеси с известняком, песчаником и конгломератами. Минералы, встречающиеся здесь: соль, гипс и на больших высотах жилы каменного угля; особенно богаты Кордильеры золотом, серебром, платиной, ртутью, медью, железом, свинцом, топазами, аметистами и другими драгоценными каменьями.

Анды.

Карибские Анды.

Северный широтный отрезок Анд от острова Тринидад до низменности Маракайбо по орографи­ческим особенностям и структуре, а также по характеру климатических условий и растительности отличается от системы собственно Анд и образу­ет особую физико-геогра­фическую страну.

Карибские Анды при­надлежат к Антильско-Карибской складчатой области, которая по особенностям строения и развития отличается как от Кордильер Северной Америки, так и от собственно Анд.
Существует точка зрения, согласно которой Антильско-Карибская область является западным сектором Тетиса, отделив­шимся в результате «раскрытия» Атлантического океана.

На материке Карибские Анды состоят из двух антиклинальных зон, которым соответствуют хребты Кордильера-да-Коста и Сьерра-дель-Интериор, разделенные широкой долиной об­ширной синклинальной зоны. У залива Барселоны горы пре­рываются, распадаясь на два звена - западное и восточное. Со стороны платформы Сьерра-дель-Интериор отделена глубин­ным разломом от нефтеносного субандийского прогиба, кото­рый сливается в рельефе с низменностью Ориноко. Глубинный разлом отделяет также систему Карибских Анд от Кордильеры-де-Мериды. На севере затопленный морем синклинальный прогиб отделяет от материка антиклинорий островов Марга­рита - Тобаго. Продолжение этих структур прослеживается на полуостровах Парагуана и Гоахира.

Все горные сооружения Карибских Анд сложены склад­чатыми породами палеозоя и мезозоя и пронизаны интру­зиями различного возраста. Современный рельеф их сфор­мировался под влиянием неоднократных поднятий, послед­ние из которых, сопровождавшиеся прогибанием — синкли­нальных зон и разломами, происходили в неогене. Вся система Карибских Анд сейсмична, но не имеет действующих вулканов. Рельеф гор глыбовый, средневысотный, наиболее высокие вер­шины превышают 2500 м, массивы гор отделяются друг от друга сквозными эрозионными и тектоническими пониже­ниями.

Располагаясь на границе между субэкваториальным и тропическим поясами, Карибские Анды, в особенности острова и полуострова Парагуана и Гоахира, отличаются более сухим климатом, чем соседние районы. Весь год они находятся под воздействием тропического воздуха, приносимого северо-вос­точным пассатом. Годовые суммы осадков не превышают 1000 мм, но чаще они даже ниже 500 мм. Основная масса их выпадает с мая по ноябрь, но в наиболее сухих северных районах влажный период длится всего два-три месяца. С гор в сторону Карибского моря стекают небольшие короткие во­дотоки, выносящие к берегу большое количество обломочного материала; места, где на поверхность выходят известняки, почти совершенно безводны.

Лагунные побережья материка и островов покрыты широ­кими полосами мангровых зарослей, на сухих низменностях господствуют заросли, типа мойте, состоящие из канделябровидных кактусов, опунций, молочаев, москита. Среди этой серо-зеленой растительности просвечивает серая почва или желтый песок. Более обильно орошаемые склоны гор и открытые к морю долины покрыты смешанными лесами, в которых соче­таются вечнозеленые и листопадные виды, хвойные и лист­венные породы деревьев. Верхние части гор используют как пастбища. На небольшой высоте над уровнем моря яркими пятнами выделяются рощи или единичные экземпляры коро­левских и кокосовых пальм. Все северное побережье Вене­суэлы превращено в курортно-туристскую зону, с пляжами, оте­лями и парками.

В широкой долине, отделенной от моря хребтом Кордилье­ра-да-Коста, и на склонах окружающих гор раскинулась сто­лица Венесуэлы - Каракас. Расчищенные от леса горные скло­ны и равнины заняты плантациями кофейного и шоколад­ного деревьев, хлопчатника, табака, сизаля.

Северные Анды

Под этим названием известен северный отрезок собственно Анд от побережья Карибского моря до границы между Эк­вадором и Перу на юге. Здесь, в районе 4-5° ю.ш., про­ходит разлом, отделяющий Северных Анды от Центральных.

У побережья Карибского моря на территории Колумбии и Венесуэлы веерообразно расходящиеся хребты чередуются с предгорными впадинами и широкими межгорными долинами, достигая общей ширины 450 км. На юге, в пределах Эк­вадора, вся система суживается до 100 км. В строении основ­ной части Северных Анд (примерно между 2 и 8° с. ш.) четко выражены все главные оротектонические элементы Андийской системы. Вдоль побережья Тихого океана протягивается уз­кий, невысокий и сильно расчлененный Береговой хребет. От остальных Анд он отделен продольной тектонической впа­диной реки Атрато. Восточнее поднимаются параллельно друг другу более высокие и массивные хребты Западной и Цент­ральной Кордильер, разделенные узкой долиной реки Кауки. Центральная Кордильера - самый высокий горный хребет Ко­лумбии. На ее кристаллическом основании возвышаются от­дельные вулканические вершины, среди которых Толима под­нимается до высоты 5215 м.

Еще восточнее, за глубокой долиной реки Магдалены, нахо­дится менее высокий хребет Восточной Кордильеры, который сложен сильно складчатыми осадочными породами и разде­лен в центральной части обширными бассейнообразными по­нижениями. В одном из них на высоте 2600 м находится столица Колумбии Богота.

Около 8° с. ш. Восточная Кордильера разделяется на две вет­ви - субмеридиаиальную Сьерра-Периха и Кордильера-де-Ме-рида, отходящую на северо-восток и достигающую высоты 5000 м. На расположенном между ними срединном массиве сформировалась обширная межгорная впадина Маракайбо, занятая в центральной части одноименным озером-лагуной. Западнее хребта Сьерра-Периха простирается заболоченная низменность нижней Магдалены - Кауки, соответствующая молодому межгорному прогибу. У самого побережья Кариб­ского моря поднимается изолированный массив Сьерра-Нева-да-де-Санта-Марта (Кристобаль-Колон - 5775м), являющийся продолжением антиклинория Центральной Кордильеры, от­деленным от его основной части прогибом долины Магдалены. В молодых отложениях, выполняющих впадины Маракайбо и Магдалены - Кауки, содержатся богатейшие месторождения нефти и газа.

Со стороны платформы вся зона Северных Анд сопровож­дается молодым субандийским прогибом, также отличающимся
нефтеносностью.

В южной части Колумбии и на территории Эквадора Анды суживаются и состоят только из двух частей. Береговая Кор­дильера исчезает, а на ее месте появляется холмистая при­брежная равнина. Центральная и Восточная Кордильеры сли­ваются в один хребет.

Между двумя горными цепями Эквадора лежит депрессия с полосой разломов, вдоль которых поднимаются потухшие и действующие вулканы. Самые вы­сокие из них - действующий вул­кан Котопахи (5897 м) и потухший вулкан Чимборасо (6310 м). В пре­делах этой тектонической депрес­сии на высоте 2700 м расположена столица Эквадора - Кито.

Действующие вулканы возвы­шаются также над Восточной Кордильерой Южной Колумбии и Эк­вадора- это Каямбе (5790 м), Антисана (5705 м), Туннурагуа (5033 м) и Сангай (5230 м). Пра­вильные конусы этих вулканов с шапками снега представляют собой одну из наиболее ярких особен­ностей Эквадорских Анд.

Для Северных Анд характерна четко выраженная система высот­ных поясов. В нижней части гор и на прибрежных низменностях влажно и жарко, там отмечается самая высокая средняя годовая температура Южной Америки (+ 2Й°С). При этом сезонные разли­чия почти отсутствуют. Па низменности Маракайбо средняя температура августа + 29°С, средняя январская +27°С. Воздух насыщен влагой, осадки выпадают почти весь год, годовые суммы их достигают 2500-3000 мм, а на Тихоокеанском побережье -5000-7000 мм.

Весь нижний пояс гор, называемый местным населением «жаркой землей», неблагоприятен для жизни людей. Высокая и постоянная влажность воздуха и из­нуряющая жара действуют расслабляюще на организм чело­века. Обширные болота являются рассадниками различных заболеваний. Весь нижний горный пояс занят влажным тропи­ческим лесом, по внешнему облику не отличающимся от лесов восточной части материка. В его состав входят пальмы, фикусовые (среди них - каучуконос кастиллоа дерево какао, бананы и др. На побережье лес сменяют мангровые заросли, а на заболоченных участках - обширные и часто непроходимые тростниковые болота.

На месте расчищенных влажных тропических лесов во многих районах побережья выращивают сахарный тростник и бананы - главные тропические культуры северных районов Южной Америки. На богатых нефтью низменностях вдоль Карибского моря и Тихого океана большие участки тропи­ческих лесов сведены, и на их месте появились «леса» бесчис­ленных нефтяных вышек, многочисленные рабочие поселки, крупные города.

Выше нижнего жаркого горного пояса расположен уме­ренный пояс Северных Анд (Пегга Гетр1айа), поднимающийся до высоты 2500-3000 м. Для этого пояса, как и для нижнего, характерен ровный ход температуры в течение года, но в связи с высотой там довольно значительные суточные амплитуды температуры. Сильной жары, свойственной жаркому поясу, не бывает. Средняя годовая температура колеблется от +15 до +20°С, количество осадков и влажность значительно мень­ше, чем в нижнем поясе. Особенно сильно снижается коли­чество осадков в замкнутых высокогорных котловинах и доли­нах (не более 1000 мм в год). Первоначальный растительный покров этого пояса по составу и облику сильно отличается от лесов нижнего пояса. Исчезают пальмы и преобладают древовидные папоротники и бамбуки, появляется хинное дерево (виды СтсНопа), кустарник кока, в листьях которого содер­жится кокаин, и другие породы, неизвестные в лесах «жар­кой земли».

Умеренный пояс гор наиболее благоприятен для жизни лю­дей. Из-за однообразия и умеренности температуры его назы­вают поясом вечной весны. В его пределах живет значитель­ная часть населения Северных Аид, там находятся наиболее крупные города и развито земледелие. Широко распространены кукуруза, табак и важнейм’ая культура Колумбии кофей­ное дерево.

Следующий пояс гор местное население называет «холодной землей» (Пегга /г/а). Его верхняя граница лежит на высоте около 3800 м. В пределах этого пояса сохраняется равно­мерная температура, но она еще более низка, чем в умеренном поясе (всего +10, +11°С). Для этого пояса характерна высо­когорная гилея, состоящая из низкорослых и искривленных деревьев и кустарников. Разнообразие видов, обилие эпифит-ных растений и лиан сближают высокогорную гилею с равнин­ным тропическим лесом.

Главные представители флоры этого леса - вечнозеленые дубы, вересковые, миртовые, низкорослые бамбуки и древовид­ные папоротники. Несмотря на большую высоту над уровнем моря, холодный пояс Северных Анд населен. Небольшие по­селения по котловинам поднимаются до высоты 3500 м. Насе­ление, по преимуществу индейское, возделывает кукурузу, пше­ницу и картофель.

Следующий высотный пояс Северных Анд альпийский. У местного населения он известен под названием «парамос». Он кончается у границы вечных снегов на высоте около 4500 м. В пределах этого пояса климат суровый. При положи­тельных дневных температурах во все времена года бывают сильные ночные заморозки, снежные бури и снегопады. Осад­ков выпадает немного, а испарение очень сильное. Раститель­ность парамос своеобразна и имеет ярко выраженный ксерофитный облик. Она состоит из редко, растущих дерновинных злаков, подушкообразных, розетковидных или высоких (до 5 м), сильно опушенных сложноцветных растений с яркими соцве­тиями. На плоских участках поверхности большие площади занимают моховые болота, а для крутых склонов характерны совершенно бесплодные каменистые пространства.

Выше 4500 м в Северных Андах начинается пояс вечного снега и льда с постоянно отрицательной температурой. На мно­гих массивах Анд есть большие ледники альпийского типа. Они наиболее развиты в Сьерра-Невада-де-Санта-Марте, Централь­ной и Западной Кордильерах Колумбии. Высокие вершины вулканов Толима, Чимборасо и Котопахи покрыты огромны­ми шапками снега и льда. Значительные ледники есть также в средней части хребта Кордильера-де-Мерида.

Центральные Анды

Центральные Анды вытянуты на огромное расстояние от го­сударственной границы между Эквадором и Перу на севере до 27° ю.ш. на юге. Это самая широкая часть горной системы, достигающая в пределах Боливии ширины 700 800 км.

На юге среднюю часть Анд занимают плоско­горья, которые с двух сторон сопровождаются хребтами Восточной и Западной Кордильерами.

Западная Кордильера представляет высокогорную цепь с по­тухшими и действующими вулканами: Охос-дель-Саладо (6880 м), Коропуна (6425 м), Уальягири (6060 м), Мисти (5821 м) и др. В пределах Боливии Западная Кордильера образует главный водораздел Анд.

В Северном Чили со стороны Тихого океана появляется цепь Береговой Кордильеры, достигающая высоты 600-1000 м. От Западной Кордильеры ее отделяет тектоническая впадина Атакама. Береговая Кордильера обрывается прямо в океан, об­разуя прямолинейный скалистый берег, очень неудобный для стоянки судов. Вдоль побережья Перу и Чили из океана высту­пают скалистые острова, где, так же как и на прибрежных скалах, гнездятся миллиарды Птиц, отлагающих массы гуа­но - ценнейшего естественного удобрения, широко используе­мой в этих странах.

Андийские плоскогорья, называемые местным населением Чили и Аргентины «пунами», а Боливии «альтиплано», рас­положенные между Западной и Восточной Кордильерами, дос­тигают высоты 3000-4500 м. Поверхность их загромождена грубым обломочным материалом или сыпучими песками, а в восточной части покрыта толщами вулканогенных продуктов. Местами выделяются понижения, частично занятые озерами. Примером может служить котловина озера Титикака, распо­ложенная на высоте 3800 м. Несколько юго-восточнее этого озера на высоте 3700 м над уровнем моря на дне глубокого ущелья, врезанного в поверхность плато, и на его склонах лежит главный город Боливии - Ла-Пас - самая высокогор­ная столица в мире.

Поверхность плоскогорий в разных направлениях пересе­кают высокие хребты, превышающие их среднюю высоту на 1000-2000 м. Многие вершины хребтов представляют собой действующие вулканы. Так как водораздел проходит по Запад­ной Кордильере, плоскогорья пересекают реки, текущие на вос­ток и образующие глубокие долины, и дикие ущелья.

По своему происхождению зона пун - альтиплано соответ­ствует срединному массиву, состоящему из выровненных склад­чатых сооружений палеозойского возраста, испытавших опус­кание в начале кайнозоя и не подвергшихся в неогене столь сильному поднятию, как Восточная и Западная Кордильеры.

Высокая Восточная Кордильера имеет сложное строение и образует восточную окраину Анд. Западный склон ее, обра­щенный в сторону плоскогорий, крутой, восточный - пологий. Так как восточный склон Центральных Анд в противополож­ность всем остальным частям региона получает значительное количество осадков, для него характерно глубокое эрозионное расчленение.

Над гребнем Восточной Кордильеры, достигающем в сред­нем высоты около 4000 м, поднимаются отдельные снежные вершины. Самые высокие из них - Ильямпу (6485 м) и Ильи­мани (6462 м). Вулканов на Восточной Кордильере нет.

На всем протяжении Центральных Анд в Перу и Боливии есть крупные месторождения руд цветных, редких и радиоак­тивных металлов. Береговая и Западная Кордильеры в пре­делах Чили занимают одно из первых мест в мире по добыче меди, в Атакаме и на побережье Тихого океана находится единственное в мире месторождение природной селитры.

В Центральных Андах преобладают пустынные и полупус­тынные ландшафты. На севере выпадает 200-250 мм осадков в год, причем большая их часть приходится на лето. Самая высокая средняя месячная температура +26°С, самая низкая + 18°С. Растительность имеет резко ксерофитный облик и сос­тоит из кактусов, опунций, акаций и жестких трав.

Южнее становится гораздо суше. В пределах пустынной впадины Атакамы и на соседнем участке Тихоокеанского по­бережья в год выпадает менее 100 мм осадков, а местами даже менее 25 мм. В некоторых пунктах восточнее Береговой Кордильеры никогда не бывает дождей. В приморской полосе (до высоты 400-800 м) отсутствие дождей несколько компен­сируется высокой относительной влажностью воздуха (до 80%), туманами и росами, которые обычно бывают в зимнее врем» года. Некоторые растения приспособлены к существованию зь счет этой влаги.

Холодное Перуанское течение умеряет температуру на побережье. Средняя январская с севера на юг изменяется от +24 до + 19°С, а средняя июльская от + 19 до +13°С.

Почвы и растительность в Ата­каме почти отсутствуют. Отдельные эфемерные растения, не образую­щие сомкнутого покрова, появля­ются в сезон туманов. Большие площади занимают засоленные по­верхности, на которых раститель­ность совершенно не развивается. Очень сухи также склоны Запад­ной Кордильеры, обращенные в сторону Тихого океана. Пустыни поднимаются здесь до высоты 1000 м на севере и до 3000 м на юге. Склоны гор покрыты редко стоя­щими кактусами и опунциями. Годовой ход температур, осадков в пределах тихоокеанской пустынников и относительной влажности пустыни сравнительно мало оазисов. В центральной части Тихоокеанского побережья естественные оазисы существуют по долинам небольших речек, начинающихся из ледников. Большая их часть находится на побережье Северного Перу, где среди пустынных ландшафтов на орошенных и удобрен­ных гуано участках зеленеют плантации сахарного тростника, хлопчатника и кофейного дерева. В оазисах на побережье расположены и наиболее крупные города, в том числе столица Перу - Лима.

Пустыни Тихоокеанского побережья сливаются с поясом горных полупустынь, известных под названием сухой пуны. Су­хая пуна распространяется на юго-западную часть внутренних плоскогорий, на высоту от 3000 до 4500 м, в некоторых. местах опускаясь и ниже.

Осадков в сухой пуне выпадает менее 250 мм, максимум их приходится на лето. В ходе температуры проявляется континентальность климата. Воздух днем сильно прогрет, но хо­лодные ветры в самое теплое время года могут вызывать сильное похолодание. Зимой бывают морозы до -20°С, но средняя месячная температура положительна. Средняя темпе­ратура наиболее теплых месяцев +14, +15°С. Во все периоды года велика разница в температурах дня и ночи. Осадки выпа­дают главным образом в виде дождя и града, но зимой бывают и снегопады, хотя снежный покров не образуется.

Растительность очень скудная. Преобладают карликовые кустарники, среди которых представители называемые толой, почему и весь ландшафт сухой пуны часто называют толой. К ним примешиваются некоторые злаки, как, например, вейник, ковыль и различные лишайники. Встре­чаются также кактусы. Засоленные участки еще более бедны растениями. На них растут главным образом полынь и эфедра.
На востоке и севере Центральных Анд годовое количество осадков постепенно возрастает, хотя остальные особенности климата сохраняются. Исключение составляет местность, при­легающая к озеру Титикака. Огромная водная масса озера (пло­щадь свыше 8300 км2, глубина до 304 м) оказывает весьма ощутимое влияние на климатические условия окрестностей. В приозерном районе температурные колебания не столь резки и количество осадков выше, чем в других частях плоскогорья. В связи с тем что количество осадков увеличивается на востоке до 800 мм, а на севере даже до 1000 мм, растительность становится богаче и разнообразнее, горная полупустыня пере­ходит в горную степь, которую местное население называет «пуной».

Для растительного покрова пуны характерны разнообраз­ные злаки, особенно типчак, ковыль и вейник. Очень распростра­нен вид ковыля, называемый местным населением «ичу», об­разующий редко сидящие жесткие дерновины. Кроме того, в пуне растут различные подушкообразные кустарники. В неко­торых местах встречаются также отдельные низкорослые де­ревья.

Пуны занимают в Центральных Андах огромные террито­рии. В Перу и Боливии, особенно по берегам озера Титикака и в наиболее влажных долинах, они были до прихода испан­цев населены культурными индейскими народами, образовав­шими государство инков. До сих пор еще сохранились раз­валины древних сооружений инков, вымощенные каменными плитами дороги и остатки оросительных систем. Древний город Куско в Перу у подножия Восточной Кордильеры был столи­цей инкского государства.

Современное население внутренних плоскогорий Анд сос­тоит в основном из индейцев кечуа, предки которых составляли основу инкского государства. Кечуа занимаются орошаемым земледелием, приручают и разводят лам.

Земледелием занимаются на больших высотах. Посадки картофеля и посевы некоторых злаков можно встретить до высоты 3500-3700 м, еще выше выращивают киноа - одно­летнее растение из семейства маревых, дающее большой уро­жай мелких семян, составляющих главную пищу местного населения. Вокруг больших городов (Ла-Пас, Куско) поверх­ность пун превращена в «лоскутный» ландшафт, где поля чере­дуются с рощами из завезенных испанцами эвкалиптов и за­рослями дрока и других кустарников.

На берегах озера Титикака живет народ аймара, занимаю­щийся рыболовством и изготовлением различных изделий из тростника, растущего у низких берегов озера.
Выше 5000 м на юге и 6000 м на севере температура в тече­ние всего года отрицательна. Оледенение незначительно из-за сухости климата, только на Восточной Кордильере, получаю­щей больше осадков, существуют крупные ледники.

Ландшафты Восточной Кордильеры существенно отличают­ся от ландшафтов остальных Центральных Анд. Влажные вет­ры приносят в летнее время значительное количество влаги с Атлантического океана. Частично по сквозным долинам она проникает на западный склон Восточной Кордильеры и приле­гающие части плоскогорий, где выпадают обильные «садки. Поэтому нижние части склонов гор до высоты 1000-1500 м одеты густыми тропическими лесами с пальмами и хинным деревом В пределах этого пояса в долинах выращивают сахар­ный тростник, кофе, какао и различные тропические фрукты. До высоты 3000 м растут низкорослые вечнозеленые горные леса - густые заросли бамбука и папоротников с лианами. Выше поднимаются заросли кустарников и высокогорные степи. В сквозных речных долинах окруженные полями и рощами эвкалиптов ютятся индейские деревни. А в одной из долин, принадлежащей бассейну Амазонки, на восточном склоне Кор­дильеры, находятся развалины древней крепости инков, соз­данной в период ожесточенной борьбы с испанскими завоева­телями,- знаменитой Мачу Пикчу. Ее территория превращена и музей-заповедник.

Чилийско-Аргентинские Анды.

В субтропическом поясе между 27 и 42° ю.ш. в пределах Чили и Аргентины Анды суживаются и состоят только из одной горной цепи, но достигают своей наибольшей высоты.

Вдоль берега Тихого океана протягивается полоса невысоко­го плато Береговой Кордильеры, служащая продолжением Бе­реговой Кордильеры Центральных Анд. Средние высоты ее 800 м, отдельные вершины поднимаются до 2000 м. Глубо­кие долины рек разделяют ее на столовые плато, которые круто обрываются к Тихому океану. Позади. Береговой Кор­дильеры лежит параллельная ей тектоническая впадина Цент­ральной, или Продольной, долины Чили. Она является оро­графическим продолжением впадины Атакамы, но отделяется от нее поперечными отрогами Анд. Подобные Отроги главного хребта разделяют долину на ряд изолированных понижений. Высота дна долины на севере около 700 м, к югу она снижает­ся до 100-200 м. Над ее холмистой поверхностью поднимают­ся изолированные конусы древних вулканов, достигающих не­скольких сотен метров относительной высоты. Долина является самым населенным районом Чили, в ней расположена столица страны Сантьяго.

С востока Центральная долина ограничена высокой цепью Главной Кордильеры, по гребню которой проходит граница Чили и Аргентины. В этой части Анды сложены сильно склад­чатыми мезозойскими отложениями и вулканическими поро­дами и достигают огромной высоты и целостности подня­тия. Над стеной главного хребта выступают высочайшие вер­шины Анд - Аконкагуа (6960 м), Мерседарьо (6770 м), дейст­вующие вулканы Тупунгато (6800 м), Майло (5223 м). Выше 4000 м горы покрыты снегом и льдом, склоны их почти от­весны и неприступны. Вся полоса гор, включая также и Цент­ральную долину, подвержена сейсмическим и вулканическим явлениям. Особенно частые и разрушительные землетрясения бывают в Среднем Чили. Катастрофическое землетрясение разразилось в Чили в 1960 г. Неоднократно повторяющиеся толчки достигали 12 баллов. Вызванные землетрясением волны пересекли Тихий океан и с огромной силой обрушились на берега Японии.

В приморской части Чилийских Анд клим*ат субтропичес­кий, с сухим летом и влажной зимой. Район распростра­нения этого климата охватывает побережье между 29 и 37° ю. ш., Центральную долину и нижние части западных склонов Главной Кордильеры. На севере намечается переход к полупустыням, а к югу увеличение осадков и постепенное исчезновение периода летней засухи знаменуют переход к ус­ловиям океанического климата умеренных широт.

По мере удаления от побережья климат становится более континентальным и сухим, чем на берегах Тихого океана В Вальпараисо температура самого прохладного месяца + 11°С, а самого теплого +17, +18°С, сезонные амплитуды температуры невелики. В Центральной долине они более ощутимы. В Сантьяго средняя температура самого холодного месяца +7, +8°С, а самого теплого +20°С. Осадков выпадает немного, количество их возрастает с севера на юг и с востока на запад. В Сантьяго выпадает около 350 мм, в Вальдивии - 750 мм. Земледелие в этих районах требует искусственного орошения. По направлению к югу годовые суммы осадков быстро нарастают и различия в их распределении между летом и зимой почти стираются. На западных склонах Глав­ной Кордильеры осадки возрастают, но на ее восточном склоне их вновь становится очень мало.

Почвенный покров очень пестр. Наиболее распространены типичные коричневые почвы, характерные для сухих субтро­пических районов. В Центральной долине развиты темно­цветные почвы, напоминающие черноземы.

Естественная растительность сильно истреблена, так как в средней части Чили живет почти все население страны, зани­мающееся преимущественно сельским хозяйством. Поэтому большая часть удобных для распашки земель занята посева­ми различных культур. Для естественной растительности ха­рактерно преобладание зарослей вечнозеленых кустарников, напоминающих маквис Южной Европы или чаппараль Север­ной Америки.

Леса покрывали в прошлом склоны Анд до высоты 2000- 2500 м. На восточных сухих скло­нах верхняя граница леса лежит на 200 м ниже, чем на более влаж­ных западных. Теперь леса истреб­лены и склоны Анд и Береговой Кордильеры оголены. Древесная растительность встречается глав­ным образом в виде искусственных насаждений в населенных пунктах и вдоль полей. На конических вул­канах, поднимающихся со дна до­лины в пределах Сантьяго, можно увидеть рощи эвкалиптов, сосен и араукарий, платаны, буки, в под­леске - заросли ярко цветущей герани и дроков. В этих насажде­ниях местная флора сочетается с видами, завезенными из Европы.

Выше 2500 м в Андах находится пояс горных лугов, в пре­делы которого по долинам заходят узкие полосы низкорослого леса и кустарников. В растительном покрове горных лугов представлены виды тех родов растений, которые встречаются и на альпийских лугах Старого Света: лютик, камнеломка, кислица, примула и др. Распространены также некоторые кус­тарники, например смородина и барбарис. Встречаются участ­ки торфяных болот с типичной болотной флорой. Горные луга используют как летние пастбища.

Культурная растительность сходна с растительностью соот­ветствующих по климату областей Европы и Северной Амери­ки. Большая часть субтропических культур была завезена в Южную Америку из средиземноморских стран Европы. Это виноградная лоза, оливковое дерево, цитрусовые и другие пло­довые деревья. Наибольшая часть распаханных площадей за­нята пшеницей, значительно меньшая - кукурузой. На скло­нах гор крестьяне на небольших участках выращивают кар­тофель, бобы, горох, чечевицу, лук, артишоки и стручковый перец. На наиболее удобных участках на месте истребления лесов имеются искусственные древонасаждения.

Южные (Патагонские) Анды.

На крайнем юге, в пределах умеренного пояса, Анды по­нижены и раздроблены. Береговая Кордильера южнее 42° ю. ш. превращается в тысячи гористых островов Чилийского архипе­лага. Продольная долина Среднего Чили на юге опускается, а затем исчезает под водами океана. Продолжением ее служит система заливов и проливов, отделяющих от материка острова Чилийского архипелага. Главная Кордильера также сильно снижается. В пределах Южного Чили высота ее редко превы­шает 3000 м, а на крайнем юге не достигает и 2000 м. В по­бережье врезается множество фьордов, рассекающих западный склон гор на ряд обособленных полуостровных участков. Про­должением фьордов часто служат крупные ледниковые озера, котловины которых пересекают невысокий хребет и, выходя на его восточный аргентинский склон, облегчают преодоление гор. Вся местность вдоль Тихого океана очень напоминает нор­вежское побережье Скандинавского полуострова, хотя фьорды чилийского побережья не так грандиозны, как норвежские.

В Южных Андах широко распространены ледниковые фор­мы рельефа. Кроме фьордов и ледниковых озер, там можно встретить большие цирки, долины с типичным корытообраз­ным профилем, висячие долины, моренные гряды, которые часто служат запрудой для озер, и т. д. Формы древнего оледенения сочетаются с мощным современным оледенением и развитием ледниковых процессов.

Климат Южного Чили влажный, с небольшими различи­ями в температуре лета и зимы, очень неблагоприятный для людей. Побережье и западные склоны гор находятся под посто­янным воздействием сильных западных ветров, приносящих ог­ромное количество осадков. При среднем их количестве до 2000-3000 мм в некоторых районах западного побережья вы­падает до 6000 мм осадков в год. На восточном склоне, подвет­ренном по отношению к западным воздушным течениям, ко­личество осадков резко снижается. Постоянные сильные ветры и дож­ди, идущие более 200 дней в году, низкая облачность, туманы и уме­ренная температура в течение го­да - характерные особенности кли­мата Южного Чили. На самом по­бережье и островах свирепствуют постоянные штормы, обрушиваю­щие на берег огромные волны.

При средней зимней температу­ре +4, +7°С средняя температура лета не превышает +15°С, а на крайнем юге снижается до +10°С. Только на восточном склоне Анд амплитуды колебаний между сред­ней температурой лета и зимы не­сколько возрастают. На большой высоте в горах в течение всего года господствует отрицательная темпе­ратура, на самых высоких вершинах восточного склона подолгу держатся морозы до - 30°С. В связи с этими особенностями климата снеговая, грани­ца в горах лежит очень низко: на севере Патагонских Анд примерно на высоте 1500м, на юге — ниже 1000м. Совре­менное оледенение занимает очень большую площадь, осо­бенно у 48° ю.ш., где на территории свыше 20 тыс. км2 ле­жит мощный ледяной покров. Это так называемый Патагонский ледниковый щит. От него к западу и востоку расходятся мощные долинные ледники, концы которых лежат значительно ниже снеговой границы, иногда у самого океана. Некоторые ледниковые языки восточного склона заканчиваются в круп­ных озерах.

Ледники и озера питают большое количество рек, впадающих в Тихий и частично в Атлантический океан. Долины рек глубоко врезаны в поверхность. В некоторых случаях они пересекают Анды, и реки, начинающиеся на восточном склоне, впадают в Тихий океан. Реки извилисты, полноводны и бурны, долины их обычно состоят из озеровидных расширений, сменя­ющихся узкими порожистыми участками.
Склоны Патагонских Анд покрывают влаголюбивые субан­тарктические леса, состоящие из высокоствольных деревьев и кустарников, среди которых преобладают вечнозеленые виды: у 42° ю. ш. имеется массив араукариевых лесов, а южнее рас­пространены смешанные леса. Благодаря густоте, обилию ви­дов, многоярусности, многообразию лиан, мхов и лишайников они напоминают леса низких широт. Почвы под ними типа буроземов, на юге - подзолистые. На плоских участках много болот.

Главные представители флоры лесов Южных Анд - виды, вечнозеленого и листопадного южного бука, магнолий, гигант­ские хвойные, бамбуки и древовидные папоротники. Многие растения цветут краси­выми душистыми цветками, особенно украшающими лес в ве­сеннее и летнее время. Ветви и стволы деревьев опутывают лианы и одевает пышный моховой и лишайниковый покров. Мхи и лишайники вместе с листовой подстилкой покрывают поверхность почвы.

С поднятием в горы, леса разреживаются и видовой состав их обедняется. На крайнем юге леса постепенно сменяются растительностью тундрового типа.
На восточном склоне гор, обращенном в сторону Патагонского плато, осадков выпадает значительно меньше, чем на западе.

Там растут леса менее густые и более бедные по видовому составу, чем на побережье Тихого океана. Главные лесообразующие породы этих лесов - буки, к которым примешиваются некоторые двойные. У подножия гор леса переходят в сухие степи и кустарниковые заросли Патагонского плато.

Леса Южных Анд содержат огромные запасы высокосорт­ной древесины. Однако до настоящего времени их используют неравномерно. Наибольшей вырубки подверглись араукариевые леса. В южных, наименее доступных районах до сих пор существуют значительные массивы лесов, почти не тронутых человеком.

Огненная Земля.

Огненной Землей называют архипелаг из десятков больших и малых островов, расположенных у южного побережья Юж­ной Америки между 53 и 55° ю. ш. и принадлежащих Чили и Аргентине. Острова отделены от материка и один от другого уз­кими извилистыми проливами. Самый восточный и наиболее крупный остров называют Огненной Землей или Большим ост­ровом.

В геологическом и геоморфологическом отношении ар­хипелаг служит продолжением Анд и Патагонского плато. Побережья западных островов скалисты и глубоко изреза­ны фьордами, восточных - плоски и слабо расчленены.

Вся западная часть архипелага занята горами высотой до 2400 м. В рельефе гор большую роль играют древние и современ­ные ледниковые формы в виде нагромождений валунов, тро-говых долин, «бараньих лбов» и запрудных моренных озер. Расчлененные ледниками горные хребты поднимаются от са­мого океана, в их склоны врезаются узкие извилистые фьорды. В восточной части самого большого острова раскинулась обшир­ная равнина.

Климат Огненной Земли очень влажный, за исключением крайнего востока. Архипелаг находится под постоянным воз­действием резких и влажных юго-западных ветров. Осадков на западе выпадает до 3000 мм в год, причем преобладают моросящие дожди, которые идут 300-330 дней в году. На вос­токе количество осадков резко снижается.

Температура в течение всего года низка, и колебания ее по сезонам незначительны. Можно сказать, что архипелаг Огнен­ная Земля по летней температуре близок к тундре, а по зим­ней - к субтропикам.
Климатические условия Огненной Земли благоприятны для развития оледенения. Снеговая граница на западе лежит на высоте 500 м, и ледники обрываются непосредственно в океан, образуя айсберги. Горные хребты покрыты льдом, и только от­дельные острые вершины поднимаются над его покровом.

В узкой приморской полосе, главным образом в западной части архипелага, распространены леса из вечнозеленых и лис­топадных деревьев. Особенно характерны южные буки, канело, из магнолиевых, цветущее белыми душис­тыми цветками, и некоторые хвойные. Верхняя граница лесной растительности и снеговая граница почти смыкаются между собой. Местами выше 500 м, а иногда и у моря (на востоке) леса сменяются скудными субантарктическими горными лугами без цветущих растений и торфяниками. В районах, где дуют постоянные сильные ветры, растут группами редкие и низкие искривленные деревья и кустарники с «флагообразными» кронами, наклоненными в направлении господствующих вет­ров.

Животный мир архипелага Огненная Земля и Южных Анд примерно одинаков и довольно своеобразен. Наряду с гуанако там распространены голубая лисица, лисицеподобная, или ма-гелланова, собака и многие грызуны. Характерен эндемич-ный, живущий под землей грызун туко-туко. Многочисленны птицы: попугаи, колибри.
Из домашних животных наиболее распространены овцы. Овцеводство является главным занятием населения.

Экологические проблемы в зоне Анд.

Небрежное использование природных ресурсов.

Среди полезных ископаемых добываемых на территории Анд выделяются руды черных и цветных металлов (меди, олова, вольфрама, молибдена, серебра, сурьмы, свинца и цинка) магматического и метаморфического происхождения. Также там добывают платину, золото, драгоценные камни. На восточных нагорьях крупные месторождения циркония, берилла, висмута, титана, урана, никеля связаны с выходом магматических пород; месторождения железа и марганца – с выходами метаморфических парод; залежи бокситов, содержащих алюминий, — с корой выветривания. Месторождения нефти, природного газа и каменного угля приурочены к прогибам платформы, межгорным и предгорным впадинам. В условиях пустынного климата при биохимическом разложении помета морских птиц образовались залежи чилийской селитры.

Также, достаточно быстрыми темпами ведется использование лесных ресурсов, при этом такими темпами, что они уже не возобновляются. Три основных проблемы в области охраны лесов – это: вырубка лесов под пастбища и сельскохозяйственные угодья незаконная вырубка лесов местным населением для продажи древесины или для использования ее в качестве топлива для обогрева домов, вследствие экономических причин.

Страны находящиеся в зоне Анд столкнулись с рядом экологических проблем в прибрежных и морских зонах. Прежде всего, это большие объемы вылова рыбы, который фактически никак не контролируется, что создает угрозу исчезновения многих видов рыбы и морских животных, учитывая, что вылов постоянно увеличивается. Развитие портов и транспорта привело к серьезному загрязнению прибрежных зон, где нередко располагаются свалки, склады оборудования и топлива для судов. Но самый серьезный ущерб приносят выброс канализационных отходов, а также индустриального мусора в море, что отрицательно сказывается на прибрежных зонах, флоре и фауне.

Надо сказать, что довольно трудно получить достаточно достоверную информацию относительно выбросов в атмосферу парниковых газов, так как статистические данные по этому вопросу либо отсутствуют или выглядят не совсем обоснованно. Тем не менее, достоверно известно, что причиной загрязнения воздуха в 50% случаев являются промышленное производство и выработка электроэнергии. Кроме того, наблюдается тенденция отказа от перспективного направления в области использования возобновляемой энергии в пользу сжигания топлива, как при выработке электроэнергии, так и в транспортном секторе. Наибольшая доля загрязнения атмосферы в Южной Америке и в Андах частности, приходится на тепловые электростанции и заводы по производству стали и чугуна, а загрязнения от транспорта составляют 33% всех выбросов.

Наиболее активная промышленная деятельность развернулась на территории пампы, области обширных зеленых степей. Здесь сосредоточены шахты, нефтяные скважины, плавильные заводы и нефтеперерабатывающая промышленность, которые значительно загрязняют близлежащие территории. Заводы по переработке нефти в особенности наносят ущерб водам и подземным источникам, загрязняя их такими тяжелыми металлами как ртуть и свинец и другими химикатами. Нефтеперерабатывающая деятельность в Сальте привела к эрозии почвы, ухудшению качества воды, отрицательно повлияв на сельское хозяйство регионов. Южные территории Патагонии значительно пострадали от шахтной деятельности в горных районах, которая отрицательно сказалась на флоре и фауне местности, что в свою очередь отрицательно отразилось на туризме, который является одной из важнейших статей дохода местных бюджетов.

Издревле государства Южной Америки были в большей степени аграрными странами. Поэтому деградация почв является серьезной проблемой для экономики. Причиной ухудшения состояния почв являются эрозия, загрязнение вследствие неправильного использования удобрений, уничтожение лесов и плохое управление сельскохозяйственными землями. Например, производство сои на экспорт вынудило министерство сельского хозяйства Аргентины расширять применение новых технологий, что привело к загрязнению пестицидами значительной территории на севере страны. Неправильное использование пастбищ привело к опустыниванию земель в аргентинских степях, где 35% плодородных земель было потеряно. Неправильное распределение земель и экономическая нестабильность приводит к переиспользованию земель ради быстрой прибыли, при этом данная картина наблюдается повсеместно на всем протяжении Анд. Если не будут приняты соответствующие меры по охране земельных ресурсов, деградация почв продолжится и страны столкнутся с серьезными сельскохозяйственными трудностями.

Территория Анд богато заселена различными биологическими видами, но многие животные и птицы оказались под угрозой из-за распространения сельского хозяйства и активной деятельности человека в прибрежных зонах. Таким образом, более 50% птиц и млекопитающих находятся под угрозой исчезновения. Хотя во многих странах используют большое количество заповедников, многие природные зоны недостаточно оценены по степени риска. Более того, многие заповедные зоны являются таковыми только на бумаге и практически никак не охраняются.

Возможные пути выхода из проблемы.

Основными экологическими проблемами Анд являются:

• деградация почв и прибрежных зон
• незаконная вырубка лесов и опустынивание земель
• уничтожение биологических видов
• загрязнение грунтовых вод и атмосферы
• проблемы с переработкой мусора и загрязнение тяжелыми металлами

Основной задачей правительств Латинской Америки на сегодня является улучшение экономического положения в своих странах, для того чтобы справиться с экологическими проблемами. Первоприоритетной задачей является устранение экологических проблем в городских зонах, где проживает более 1/3 населения стран. Улучшение санитарной обстановки, решение транспортных проблем и проблем с бедностью и безработицей – вот направления в которых надо действовать властям. Сохранение биологического разнообразия – вторая по важности задача.

Постепенно Латинская Америка начинает сознавать необходимость защиты своих природных богатств. Но дальнейшее претворение в жизнь правительственной программы по вопросам защиты окружающей среды возможно лишь после улучшения экономической обстановки в странах.

Однако нельзя забывать, что леса находящиеся на территории Латинской Америке, особенно в бассейне реки Амазонка, являются, и уже давно признанно, легкими нашей планеты, и как вырубаются и сжигаются леса виноваты не только бедные страны Латинской Америки, но богатые страны, хладнокровно выкачивая из недр этих стран природные ресурсы, не заботясь о будущем, живя по принципу: “После нас хоть потоп”.

Современные технологии и технический уровень позволяют человеку существенным образом изменять геологическую среду. Огромные по масштабам воздействия на природную среду оказываются сопоставимыми с геологическими процессами. Именно объемы производимых работ и те изменения, которые претерпевает геологическая среда в результате хозяйственного освоения, дали основания академику В. И. Вернадскому признать действия человека «огромной геологической силой».

Техногенными, или антропогенными, воздействиями называют различные по своей природе, механизму, длительности и интенсивности влияния, оказываемые деятельностью человека на объекты литосферы в процессе его жизнедеятельности и хозяйственного производства. Антропогенное воздействие на геологическую среду по своей сути является геологическим процессом, так как оно по размерам и масштабам проявления вполне сопоставимо с естественными процессами экзогенной геодинамики. Разница заключается только в скорости течения процесса. Если геологические процессы протекают медленно и растягиваются на сотни тысяч и миллионы лет, то скорость воздействия человека на среду укладывается в годы. Еще одна отличительная черта, характерная для антропогенной деятельности, - стремительное нарастание процессов воздействия.

Точно так же, как и природные экзогенные процессы, антропогенное воздействие на геологическую среду характеризуется комплексностью проявления. В нем выделяют:

1) техногенное разрушение (дезинтеграция) толщ горных пород, слагающих геологическую среду. Это действие в природных условиях осуществляют процессы выветривания, поверхностные и подземные и ветер;

2) перемещение дезинтегрированного материала. Это аналог денудации и транспортировки в процессах экзогенной геодинамики;

3) накопление перемещенного материала (дамбы, плотины, транспортные артерии, населенные пункты и промышленные предприятия). Это аналог аккумуляции осадков, их диа- и катагенеза.

В процессе добычи твердых (разнообразные руды), жидких (подземные воды и ) и газообразных полезных ископаемых производятся различные по характеру и объему горно-геологические работы. В процессе добычи твердых полезных ископаемых проводят как открытые горные выработки - шурфы и карьеры, так и подземные горные выработки - шахты, штольни и штреки. Геологопоисковые и геологоразведочные работы, а также добыча жидких и газообразных полезных ископаемых осуществляются бурением многочисленных поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин, которые внедряются в приповерхностную часть литосферы на разные глубины - от нескольких десятков метров до нескольких километров. При проведении горно-геологических работ толщи горных пород дезинтегрируются и удаляются из земных недр. Такие же действия производятся при сооружении котлованов под жилые здания и промышленные предприятия, во время выемок при сооружении транспортных магистралей, во время сельскохозяйственных работ, в процессе строительства гидро- и тепловых электростанций и других работ. Антропогенная деятельность, называемая инженерно-хозяйственной, немыслима без воздействия на самую верхнюю часть земной коры. В результате разрушается твердое вещество верхнего слоя геологического разреза и нарушается связность его составных частей. При этом дробятся и измельчаются некогда твердые горные породы. При извлечении горных пород и полезных ископаемых на глубине возникают наземные и подземные пустоты.

В. Т. Трофимовым, В. А. Королевым и А. С. Герасимовой (1995) предложена классификация техногенных воздействий на геологическую среду. Позже этими же авторами классификация была дополнена характеристикой прямых экологических последствий воздействия человека на геологическую среду и обратных воздействий на жизнедеятельность человека, природные ландшафты и биогеоценозы.

Создание антропогенных ландшафтов и антропогенного рельефа

Наиболее существенные изменения антропогенные процессы производят в рельефе земной поверхности, причем как равнинном, так и горном. В одних случаях техногенная деятельность вызывает денудацию земной поверхности, что, в свою очередь, приводит к выравниванию рельефа, а в других в результате аккумуляции материала создаются разнообразные аккумулятивные формы рельефа - мелкогрядовый, холмистый, техногенно-расчлененный, террасированный.

По степени распространения и по своему происхождению антропогенные формы рельефа и создаваемые руками человека ландшафты группируются в несколько типов.

Городской (селитебный) ландшафт характеризуется почти полным изменением естественного рельефа, сменой положения и видоизменениями условий деятельности гидросети, преобразованием почвенного покрова, сооружением промышленно-хозяйственных и жилых построек, значительным понижением или повышением уровня грунтовых вод. В одних случаях из-за понижения статического уровня водоносных горизонтов они перестают дренироваться реками, что приводит к значительному их обмелению и в некоторых случаях к полному исчезновению. В пределах городских агломераций в результате аварий на водопроводах и в канализационных системах в подпочвенные горизонты поступают воды, что приводит к повышению уровня грунтовых вод и к подтоплению жилых и промышленных зданий.

Создание городских ландшафтов ведет к необратимым изменениям в составе и климата над городскими агломерациями. В частности, чем крупнее населенный пункт, тем большая разница между дневными и ночными температурами, между температурами в центре и пригороде. Это вызвано тем, что промышленные предприятия выделяют в атмосферу значительное количество теплоты и парниковых газов. Точно так же в результате выбросов в атмосферу газов при работе промышленных предприятий и автотранспорта состав атмосферных газов над городами существенно иной, чем над сельскими территориями.

Горнопромышленный ландшафт отличается созданием наряду с производственными зданиями систем обогащения, очистки и складирования отходов с соответствующей инфраструктурой горно-обогатительных комбинатов (ГОК), карьеров, выемок и шахт, строительством террасированных воронок, иногда заполненных водой, расположением озер в карьерах и выемках, внешне сходных с карстовыми озерами. Техногенные отрицательные формы рельефа чередуются с положительными - отвалами, терриконами, насыпями вдоль железных и грунтовых дорог.

Создание горнопромышленного ландшафта влечет за собой уничтожение древесной растительности. При этом существенно изменяется не только растительный покров, но и состав почв.

Открытая и подземная разработка полезных ископаемых наряду с выемкой грунта и горных пород обычно сопровождается обильным водопритоком за счет подземных вод, дренирующих с разных горизонтов горных выработок. В результате этого создаются огромные депрессионные воронки, снижающие уровень грунтовых вод в районе горнопромышленных объектов. Это приводит, с одной стороны, к заполнению карьеров и выемок водой, а с другой, когда происходит снижение уровня грунтовых вод, - к осушению земной поверхности и ее опустыниванию.

Горнопромышленные ландшафты формируются на протяжении довольно короткого времени и занимают обширные территории. Особенно это характерно для разработки месторождений полезных ископаемых, обладающих пластообразными полого залегающими породами. Такими, в частности, являются пласты каменного и бурого угля, железных руд, фосфоритов, марганца, стратиформных полиметаллических месторождений. Примерами горнопромышленных ландшафтов являются ландшафты Донбасса и Кузбасса, Курской магнитной аномалии (районы городов Белгород, Курск и Губкин) и т. д.

Ирригационно-технический ландшафт характеризуется наличием системы каналов, канав и арыков, а также запруд, прудов и водохранилищ. Все перечисленные системы существенно меняют режим поверхностных и особенно грунтовых вод. Заполнение водохранилищ и подъем уровня воды до высоты верхнего бьефа плотин приводит к подъему уровня грунтовых вод, что, в свою очередь вызывает подтопление и заболачивание примыкающих территорий. В засушливых регионах этот процесс в связи с присутствием в воде значительных примесей солей сопровождается засолением почв и образованием солончаковых пустынь.

Сельскохозяйственный ландшафт на Земле занимает около 15% площади всей суши. Он создан на Земле более 5000 лет тому назад, когда человечество перешло от потребительского отношения к природе в процессе собирательства и охоты к производительному хозяйству - созданию земледельческих и скотоводческих цивилизаций. С тех пор человечество продолжает осваивать все новые территории. В результате интенсивной преобразовательной деятельности на поверхности многие природные ландшафты окончательно преобразовались в антропогенные. Исключение составляют высокогорные и горно-таежные ландшафты, которые в силу своего сурового климата не привлекают человечество. На месте лугов, степей, лесостепей, лесных массивов в равнинных и предгорных территориях возникают освоенные сельскохозяйственные ландшафты. Техногенные сельскохозяйственные ландшафты, в частности земля для отгонного скотоводства, создаются в результате орошения пустынь и полупустынь. На месте осушенных озер и морских побережий и особенно на заболоченных территориях возникают типичные сельскохозяйственные ландшафты. На склонах гор в субтропическом климате, подверженных привносу влаги, создаются террасированные ландшафты, используемые под выращивание цитрусовых, чая и табака.

Создание сельскохозяйственного ландшафта сопровождается не только выравниванием территории и удалением находящихся на поверхности мешающих проведению сельскохозяйственных работ глыб и валунов, но и засыпкой оврагов, сооружением террасовидных уступов на склонах гор, дамб и насыпей, защищающих сельскохозяйственные угодья и хозяйственные постройки от потоков воды во время половодий и паводков.

Характерной разновидностью антропогенного ландшафта являются польдеры - бывшее дно шельфа морей с расположенными на них садами и полями. Польдерные ландшафты широко распространены в Бельгии, Франции, Италии и Нидерландах.

Военный ландшафт возникает в процессе ведения военных операций и крупномасштабных военных учений, а также на территории военных полигонов различного назначения. Он характеризуется широким распространением мелкобугорчатого рельефа, возникающего в результате образования многочисленных воронок, ложбин и насыпей от взрывов, а также мелких отрицательных и положительных форм рельефа. Последние формируются при проведении военно-инженерных мероприятий (строительство насыпей дорог, укрепленных районов и т. д.). Своеобразный ландшафт дополняют военные инженерные сооружения - противотанковые рвы, окопы, подземные убежища и ходы сообщения.

Преобразованные природные ландшафты и созданный антропогенный рельеф в своем большинстве являются необратимыми и долгоживущими формами. Неблагоприятные экологические последствия некоторых антропогенных ландшафтов могут быть сведены до минимума рекультивационными работами, которые подразумевают частичное или полное восстановление былого природного ландшафта и существовавшего почвенно-растительного покрова на местах открытой разработки месторождений полезных ископаемых, мест военных действий и военных учений и т. д.

Активизация процессов экзогенной геодинамики в результате антропогенной деятельности

Активная хозяйственная деятельность человека не только преобразует природные ландшафты, но способствует развитию и более энергичному проявлению процессов экзогенной, а в ряде случаев и эндогенной геодинамики.

Проходка подземных горных выработок (шахт, штолен, штреков, вертикальных стволов) ведет к перехвату подземных вод, нарушению их режима, понижению уровня, а это, в свою очередь, сопровождается или осушением, или обводнением, или заболачиванием поверхностных территорий. Кроме того, подземные горные выработки стимулируют гравитационные процессы как на поверхности, так и в глубине. Происходят провалы, проседания, обвалы, оползни и смещения блоков горных пород.

Широкое использование методов подземного выщелачивания при добыче полезных ископаемых, закачка в специальные буровые скважины по контурам нефтяных месторождений морских и пресных вод, закачка в буровые скважины термальных вод в процессе добычи серы и тяжелой нефти, захоронение отходов химического производства приводят к резкой активизации процессов растворения горных пород. Возникают и начинают действовать рукотворные карстовые процессы. Вследствие возникновения подземных пустот и галерей на дневной поверхности появляются провальные гравитационные формы рельефа - воронки, просадки, полья.

В процессе сельскохозяйственного освоения и бесконтрольного использования земель резко усиливаются поверхностная и боковая эрозии. Возникает овражно-балочная сеть. Особенно это характерно при массовой распашке земель и нерегулированном выпасе скота. Эти же действия способствуют бороздовой и плоскостной дефляции, в результате чего уничтожается плодородный почвенный покров и дерновый слой.

Большие изменения появляются вследствие нарушения теплового режима в криолитозоне при промышленном и городском строительстве, при прокладке транспортных магистралей, сооружении нефте- и газопроводов, при разработке месторождений полезных ископаемых. В многолетнемерзлых грунтах, выведенных на поверхность и подвергающихся тепловому воздействию, активизируются криогенные процессы. Увеличивается скорость вытаивания подземных вод; происходит разжижение грунтов; образуются термокарст, наледи и бугры пучения. На склонах усиливается солифлюкционное перемещение грунтов. Одновременно происходит деградация тундровых почв и ликвидируются или видоизменяются тундровые ландшафты.

Мелиорация болот, так же как и ирригация, нарушает гидрогеологический режим подземных вод. Эти процессы сопровождаются или дополнительным заболачиванием, или опустыниванием.

Вырубка лесов на склонах гор не только оголяет их, но и способствует возникновению подводных осыпей и камнепадов, резко усиливает селеопасность территории и создает угрозу схода лавин.

Возникновение большого объема подземных пустот в процессе добычи полезных ископаемых, выкачка нефти и газа, меняющая внутрипластовое давление, а также создание больших по площади и глубине водохранилищ приводят к усилению напряжения в толщах горных пород. Внутренние смещения и обрушения пустот вызывают наведенные землетрясения, которые по своей силе приближаются к природным сейсмогенным явлениям.

Последствия антропогенных изменений состояния геологической среды

Естественное напряженное состояние (ЕНС) представляет собой совокупность напряженных состояний геологических тел (массивов изверженных и метаморфогенных горных пород, отдельных блоков, тел полезных ископаемых и т. д.) вследствие воздействия естественных факторов. Основной и постоянно действующей причиной ЕНС является гравитация. С ней сочетаются вертикальные и горизонтальные тектонические движения земной коры, денудация и аккумуляция толщ горных пород.

В конкретных геологических телах (слой, пачка, толща, интрузив, тело полезных ископаемых и т. д.) или в массивах горных пород напряженное состояние характеризуется определенным полем напряжения. Его качественное выражение зависит от физического состояния слагающих эти тела горных пород, т. е. от формы, размера, деформированности, прочности, вязкости, обводненности и т. д.

Напряжения, вызванные тектоническими, сейсмическими, вулканическими, физическими или иными причинами, реализуются в геологической среде в виде дислокаций. К ним относятся трещины и трещиноватость, кливаж, линеаменты, глубинные разломы, кольцевые структуры.

Трещинами называют нарушения сплошности горных пород и их слоев, по которым отсутствуют перемещения. Множество трещин в горной породе определяет ее физическое состояние. По морфологии трещины подразделяют на открытые (зияющие), закрытые и скрытые; по размерам - на микроскопические, малые, большие, а по генезису - на тектонические и нетектонические. Среди первых различают трещины отрыва и скалывания. Нетектонические трещины возникают при диа- и катагенезе осадочных горных пород, остывании магматических горных пород, при метаморфизме, в результате разгрузки напряженности горных пород за счет денудации, при напоре на породы надвигающихся ледников.

Независимо от причин трещинообразование происходит в поле ротационных напряжений. Это, в свою очередь, определяет закономерную ориентировку планетарной трещиноватости. Она может быть ортогональной или диагональной.

Трещины и зоны трещиноватости являются областями, по которым осуществляются миграция и разгрузка атмосферных и подземных вод. Это влияет на интенсивность протекания экологически неблагоприятных экзогенных процессов - мерзлотного выветривания и криогенных процессов, оврагообразования, карстообразования, гравитационных склоновых процессов.

Кливаж (от франц. clivage - раскол) - система параллельных трещин в горных породах, не совпадающих с первичной текстурой пород (в осадочных породах кливаж не совпадает со слоистостью), по которым породы легко раскалываются. Первичный кливаж возникает под влиянием главным образом внутренних причин, зависящих от вещества самой породы, от внутреннего сокращения ее объема в процессах литификации и метаморфизма. В осадочных породах первичный кливаж выражается обычно в образовании перпендикулярных друг другу и к наклону слоистости параллельных трещин. Вторичный кливаж является результатом деформации горных пород под влиянием внешних, в основном тектонических воздействий. Последний разделяется на кливаж течения и кливаж разлома.

Линеаменты и кольцевые структуры хорошо выражены и читаются на космоснимках различных уровней генерализации. Линеаменты - это линейные аномалии, обладающие значительным превышением длины над шириной и выраженные на отдельных отрезках спрямленными элементами геологической структуры. Они проявляются как в форме отдельных трещин, разрывных нарушений, даек магматических пород и их систем, так и в форме эрозионно-денудационного или аккумулятивного рельефа. Последнее выражается в виде распределения по определенной системе эрозионно-овражной сети, уступов речных террас, сети рек, водораздельных гребней и т.д.

Линеаментные зоны, или области концентрации линеаментов, пересекают как платформенные структуры, так и складчатые пояса. Ширина их составляет от сотен метров до первых десятков километров, а протяженность - многие сотни и тысячи километров. Это специфический класс структур, отражающий своеобразный план распределения трещиноватости.

Кольцевые структуры - это геологические объекты изометрической и овальной формы, выявляющиеся на космических снимках. Наиболее крупные структуры достигают в поперечнике 1000 км и более. В крупные кольцевые структуры довольно часто вписаны более мелкие кольца, овалы, полукольца и полуовалы. Диаметр самых мелких структур составляет около 50 км.

На земной поверхности кольцевые структуры выражаются расположенными в форме дугообразных и кольцевых систем трещин, разрывов, магматических тел, форм рельефа эрозионного и тектонического происхождения.

По генезису выделяют магматогенные, тектоногенные, метаморфогенные, космогенные и экзогенные структуры. Широко распространены кольцевые структуры сложного полигенного происхождения. Они отличаются своеобразным расположением рельефа на земной поверхности. Экологическая роль линеаментов и кольцевых структур полностью не выяснена. По-видимому, они имеют такое же геоэкологическое значение, как и остальные структурные элементы, сформированные в областях естественного напряженного состояния геологической среды. С ними связаны изменения в распределении поверхностных и подземных вод, скорость и интенсивность протекания экзогенных и некоторых эндогенных процессов, а также некоторые геопатогенные зоны.

Глубинные разломы представляют собой зоны подвижного сочленения крупных блоков земной коры, обладающие значительной протяженностью (многие сотни и тысячи километров) и шириной (несколько десятков километров). Глубинные разломы рассекают не только всю литосферу, но нередко распространяются ниже границы Мохоровичича и характеризуются длительностью существования. Как правило, они состоят из сближенных крупноамплитудных разрывных нарушений различной морфологии и опирающих их разломов. Вдоль разломов проявляются вулканические и сейсмические процессы, осуществляются перемещения блоков земной коры.

Исходя из геологической роли глубинных разломов определяется их экологическая значимость. К глубинным разломам приурочено большинство очагов мелкофокусных и глубокофокусных очагов тектонических землетрясений. Вдоль глубинных разломов и особенно в местах их взаимного пересечения отмечаются наиболее интенсивные вариации внешнего и аномального геомагнитных полей, возбуждаемых солнечной активностью, космическим излучением, внутриземными физико-химическими и тектоническими процессами, перемещением подземных вод различной глубины залегания. Вариации геомагнитного поля воздействуют на физическое поле человека, меняют параметры его биомагнитного и электрического полей, тем самым оказывая воздействие на психическое состояние человека, действуют на различные органы, нередко вызывая их функциональные расстройства.

К глубинным разломам приурочены места выхода из недр расплавленных горных пород. Они являются каналами дегазации Земли, путями подъема из земных недр трансмантийных флюидов, состоящих из , гелия, азота, диоксида и оксида углерода, паров воды и других химических элементов и соединений.

Вдоль глубинных разломов происходят вертикальные и горизонтальные перемещения блоков земной коры. Такие перемещения вызваны глубинными причинами, размеры их составляют 8-15 мм в год. В том случае, когда в зоне глубинных разломов располагаются сложные и экологически опасные тектонические объекты, смещения могут привести к нарушению целостности гражданских, промышленных и военных объектов со всеми вытекающими последствиями.

Инженерно-геологическая деятельность приводит к нарушениям сложившегося естественного напряженного состояния геологической среды. Деформации массивов и блоков горных пород на глубине и на поверхности активизируют перемещения блоков по дислокациям, вызывают опускания земной поверхности, порождают наведенную сейсмичность (антропогенные землетрясения), рождают горные удары и внезапные выбросы, разрушают инженерные сооружения.

Опускания земной поверхности

На многих территориях промышленных и городских агломераций на фоне природных тектонических перемещений земной поверхности наблюдаются процессы внезапного опускания поверхности, вызванные техногенной деятельностью. По частоте проявления, скоростям и негативным последствиям техногенные опускания превосходят естественные тектонические движения. Грандиозность последних вызвана длительностью проявления геологических процессов.

Одной из причин опускания урбанизированных территорий является дополнительная статическая и динамическая нагрузка от зданий, сооружений и транспортных систем города, от возникающих под ними пустот после разрывов канализационных и водопроводных систем. Еще больший эффект оказывают пустоты, оставленные после извлечения из недр подземных вод и других видов полезных ископаемых. Например, территория г. Токио только за период 1970-1975 гг. опустилась на 4,5 м. На территории г. Мехико интенсивная откачка подземных вод привела в 1948- 1952 гг. к опусканию поверхности со скоростью до 30 см/год. К концу 70-х годов XX в. значительная часть территории города опустилась на 4 м, а его северо-восточная часть - даже на 9 м.

Добыча нефти и газа обусловила оседание территории небольшого городка Лонг-Бич вблизи г. Лос-Анджелеса (США). Величина опускания к началу 50-х годов XX в. достигла почти 9 м. От проседания серьезно пострадали промышленные и жилые здания, морской порт и транспортные магистрали.

В России проблема проседания связана в первую очередь с обширными территориями. Особенно актуальна она для Западной Сибири, где добывают жидкие и газообразные углеводороды, Западного Приуралья, Поволжья и Прикаспия, а также для Кольского полуострова, на территории которого расположены многочисленные горнодобывающие предприятия. Опускания этих территорий даже на несколько десятков сантиметров довольно опасны. Так, в Западной Сибири они усиливают заболачивание, в При-уралье и Поволжье интенсифицируют карстовые процессы.

Наведенная сейсмичность. Суть наведенной сейсмичности состоит в том, что вследствие антропогенного вмешательства в геологическую среду в ней происходит перераспределение существовавших или образование дополнительных напряжений. Это влияет на течение природных процессов, ускоряя их образование, и порой играет роль своеобразного «спускового механизма». Тем самым увеличивается частота природных землетрясений, а антропогенные действия способствуют разрядке уже накопленных напряжений, оказывая триггерное действие на подготовленное природой сейсмическое явление. Иногда действие антропогенного фактора само является фактором накопления напряженности в сейсмических полях.

Возможность проявления наведенной сейсмичности резко возрастает, если антропогенному воздействию подвергается зона глубинного разлома, вдоль которой генерируются очаги возбужденных землетрясений. Изменение естественного напряженного состояния геологической среды приводит к регенерации отдельных разрывов, входящих в зону глубинного разлома, и вызывает сейсмическое событие.

Наиболее мощными объектами, в которых реализуется наведенная сейсмичность, являются мегаполисы и крупные промышленные центры, водохранилища, шахты и карьеры, районы закачки газовых флюидов в глубокие горизонты геологической среды, проводимые подземные ядерные и неядерные взрывы большой мощности.

Механизм воздействия каждого фактора имеет свою специфику. Особенности проявления наведенной сейсмичности в районе крупных водохранилищ рассматривались выше.

Промышленные центры, так же как и горные выработки, меняют естественное напряженное состояние среды. Их перераспределение создает в одних местах дополнительную нагрузку (мегаполисы, крупные промышленные центры), а в других - разгрузку (горные выработки) земных недр. Тем самым те и другие после накопления напряженности вызывают разрядку в виде землетрясения. Наведенная сейсмичность может возникать также в результате изменения гидростатического давления в геологической среде после откачки нефти, газа или подземных вод и при закачке различных жидких веществ в буровые скважины. Закачка проводится с целью захоронения загрязненных вод, создания подземных хранилищ в результате растворения каменной соли на глубине, обводнения залежей углеводородов для поддержания внут-рипластового давления. Примеры возникновения наведенных землетрясений многочисленны. В 1962 г. в штате Колорадо (США) произошли землетрясения, вызванные закачкой отработанных радиоактивных вод в скважину на глубину около 3670 м, пробуренную в докембрийских гнейсах. Очаги находились на глубине 4,5-5,5 км, а эпицентры - вблизи скважины вдоль проходившего недалеко разрывного нарушения.

На Ромашкинском месторождении нефти в Татарии в результате многолетнего законтуренного обводнения было отмечено повышение сейсмической активности и появление наведенных землетрясений силой до б баллов. Аналогичной силы наведенные землетрясения происходили в Нижнем и Среднем Поволжье в результате изменения внутрипластового давления, а возможно и в результате проведения подземных испытательных взрывов для регулирования внутрипластового давления.

Крупные землетрясения магнитудой более 7 произошли в 1976 и 1984 гг. в Газли (Узбекистан). По мнению специалистов, они были спровоцированы закачкой 600 м 3 воды в Газлийскую нефтегазоносную структуру с целью поддержания внутрипластового давления. В конце 80-х годов XX в. вблизи ряда горнодобывающих предприятий на Кольском полуострове, в частности в Апатитах, произошла серия землетрясений силой около 6 баллов. По свидетельству специалистов, землетрясения были спровоцированы сильными взрывами при проходке подземных выработок и обрушением оставшихся в них пустот. Подобные наведенные землетрясения довольно часто происходят на территориях угледобывающих предприятий в Донбассе, Кузбассе, Воркуте в результате просадок поверхностных частей над шахтами.

Подземные ядерные взрывы сами по себе вызывают сейсмические эффекты, а в сочетании с разрядкой накопленных природных напряжений способны спровоцировать весьма опасные наведенные афтершоки. Так, взрывы подземных ядерных зарядов на полигоне в штате Невада (США) с тротиловым эквивалентом, равным нескольким мегатоннам, инициировали сотни и тысячи толчков. Они длились несколько месяцев. Магнитуда основного толчка из всех толчков была на 0,6, а других последующих толчков на 2,5-2 меньше магнитуды самого ядерного взрыва. Подобные афтершоки наблюдались после подземных ядерных взрывов на Новой Земле и в Семипалатинске. Сейсмические толчки были зарегистрированы многими мировыми сейсмостанциями.

Несмотря на то что афтершоков обычно не превышает энергию самого взрыва, случаются и исключения. После подземного взрыва в апреле 1989 г. на Кировском руднике в ПО «Апатит» на горизонте +252 м произошло землетрясение силой 6-7 баллов в эпицентре и магнитудой, равной 4,68-5,0. Сейсмическая энергия составила 1012 Дж при энергии самого взрыва 10 6 -10 10 Дж.

Горные удары и внезапные выбросы возникают в результате нарушения естественного напряженного состояния геологической среды при проходке подземных горных выработок, созданных при разработке полезных ископаемых. Горный удар - внезапное быстротекущее разрушение предельно напряженной части массива полезных ископаемых или массы горных пород, прилегающей к горной выработке. Он сопровождается выбросом пород в горную выработку, сильным звуковым эффектом, возникновением воздушной волны. Подобные явления довольно часто происходят в шахтах во время добычи полезных ископаемых. Они случаются при проходке туннелей при строительстве подземных линий метро и т. д.

Горные удары обычно происходят на глубинах свыше 200 м. Вызываются они наличием в массиве горных пород тектонических напряжений, превышающих по величине гравитационные в несколько раз. По силе проявления выделяют стреляния, толчки, микроудары и собственно горные удары. Наибольшую опасность представляют горные удары, возникающие при проходке шахт через хрупкие горные породы- сланцы и добыче каменного угля.

Степень удароопасности оценивают на основе регистрации явлений и процессов, сопровождающих бурение скважин (выход и размерность бурового шлама, захват бурового снаряда в скважине, раскалывание керна на диски сразу же после его поднятия на поверхность), а также по различным геофизическим параметрам (скорости прохождения упругих волн, электрическому сопротивлению).

Ограничить силу горного удара можно применением специальных проходческих комбайнов, созданием специальных щитов, податливой крепи, исключением особо опасных горных выработок из использования.

Внезапный выброс представляет собой самопроизвольный выброс газа или полезного ископаемого (угля или каменной соли), а также вмещающей горной породы в подземную выработку. Выброс длится всего несколько секунд. С увеличением глубины горной выработки частота и сила выбросов увеличиваются. Горная выработка заполняется природным газом (метаном, углекислым газом, азотом) и массой раздробленных пород. Самый мощный в мире внезапный выброс составил 14 тыс. т угля и 600 тыс. м 3 метана. Это произошло в 1968 г. в Донбассе на глубине 750 м. Горные удары и внезапные выбросы приводят к разрушению подземных выработок и гибели людей, работающих под землей.

Геологические и геолого-сейсмические данные свидетельствуют о трехчленном внутреннем строении Земли. По своему строению и функциональным направлениям резко различаются континентальный и океанский типы земной коры. Геологическая среда - это пространство, в котором протекают геологические процессы. Экологическая роль литосферы состоит из ресурсной, геодинамической и геофизико-геохимической функций. К ресурсной функции относятся комплекс полезных ископаемых, добываемых из недр и используемых человечеством для получения энергии и вещества. Геодинамическая роль проявляется в форме геологических процессов, влияющих на жизнедеятельность организмов, в том числе и человека. Некоторые из них носят катастрофический характер. Геофизико-геохимическая роль определяется влиянием геофизических полей разной интенсивности и природы и геохимических аномалий на жизнедеятельность организмов. Эндогенные процессы вызывают сильные изменения физико-географических условий и нередко становятся негативными. Геофизические и геохимические аномалии по происхождению разделяют на природные и антропогенные. Все они отрицательно влияют на здоровье человека. Антропогенная деятельность создает специфические ландшафты и формы рельефа. В процессе антропогенной деятельности активизируются процессы экзогенной геодинамики.