Процессы, происходящие в недрах Земли, их характеристика, возможность использования на благо человека

Эти минералы образовались при относительно низких температурах в зонах, расположенных на значительном удалении от поверхности Земли. На глубинах более 9,5 км также встречаются признаки рудной минерализации. В образцах, взятых оттуда, обнаружены магнетит, мусковит, флогопит, сульфиды. Многочисленные данные указывают на то, что и на больших глубинах существуют благоприятные условия для образования месторождений полезных ископаемых, что условия в глубинах континентов благоприятны для рудоотложения.

Кольская сверхглубокая скважина подтверждает перспективность глубокого бурения в поисках большинства видов минерального сырья. С ее помощью выделены два источника углекислого газа: один связан с мантией, второй — с результатом жизнедеятельности микроорганизмов. Обнаружены их окаменевшие остатки. Следовательно, земные недра некогда были ареной активных биологических процессов.

В настоящее время бурение скважины прекращено. Она стала лабораторией, в которой проводятся испытания новых приборов и методов геолого-геофизических, геохимических и гидрогеологических исследований, а также наблюдения за температурным режимом и физико-химическими процессами, протекающими в земной коре.

Для человечества недра Земли являются кладовой полезных ископаемых. Их добыча из года в год растет, и в настоящее время человечество ежегодно извлекает из недр Земли более 1 млрд т железной руды, более 3 млрд т нефти, более 2,5 млрд т угля, миллиарды тонн строительных и других материалов. Комплекс отраслей производства по разведке месторождений полезных ископаемых, их добыче из недр Земли и первичной обработке — обогащению — относится к горнодобывающей промышленности. В зависимости от вида ископаемого она делится на топливодобывающую (нефтяная, добыча природного газа, угольная, сланцевая, торфяная), рудодобывающую (железорудная, марганцово-рудная, добыча руд цветных, благородных и редких металлов, радиоактивных элементов), промышленность неметаллических ископаемых и местных стройматериалов (добыча мрамора, гранита, асбеста, мела, доломита, кварцита, каолина, глины, гипса, мергеля, полевого шпата, известняка), горно-химическую (добыча апатита, калийных солей, нефелина, селитры, серного колчедана, борных руд, фосфатного сырья), гидроминеральную (минеральные подземные воды, водоснабжение), алмазодобывающую.

В качестве примера остановимся на топливодобывающей промышленности. Ежедневно человечество расходует на 0,02% больше энергии, чем накануне. Каждые 13 лет потребность в ней удваивается. Развитие энергетики в значительной степени стимулирует промышленную мощь любой страны, уровень благосостояния ее жителей. Каждый новый процент увеличения электроэнергии дает, например, один процент прироста производительности труда. В большинстве стран мира жизненный уровень людей прямо пропорционален их энергопотреблению.

Это во многом предопределяет нынешнее интенсивное развитие мировой топливно-энергетической индустрии, при которой «львиная доля» отводится нефти, газу и каменному углю. Так, в середине 1980;х годов мировой энергобаланс складывался на 46% из нефти, на 19% из газа, на 26% из угля (всего 91%), остальные 9% занимали гидроэнергетика (6%), ядерная (2%) и другие виды энергии (1%). За последнее пятилетие появилась тенденция к некоторому снижению доли нефти, но к увеличению роли каменного угля, гидрои ядерной энергетики.

Если представить годовую добычу нефти в России в виде непрерывного потока, то этот поток следует разделить на четыре рукава. Один из них — экспортный ручей, утекающий за рубеж и возвращающийся в виде конвертируемой валюты. Второй — ручей, также, к сожалению, утекающий за рубеж и представляющий собой нефтепродукты, которые мы отдаем кредиторам или дружеским странам в счет долгосрочных обязательств. Третий ручей — это потери, происходящие при транспортировке, хранении нефти и нефтепродуктов.

«С внедрением нефти и газа роль каменного угля как энергоносителя заметно поблекла. Однако в последнее время о каменном угле снова заговорили как об альтернативе истощающимся углеводородам. Главный козырь в том, что запасы угля огромны — 1012 т. На его долю приходится свыше 80% ресурсов биологического ископаемого топлива, тогда как на нефть и газ — всего 17%». Но тепловая станция (в пересчете на 1 ГВт электрической мощности) потребляет в год 8 млн т угля, при этом выбрасывая в атмосферу около 10 млн т углекислого газа (СО2) и несколько сот тыс.

яч тонн золы. На наших отечественных теплоэлектростанциях выбросы твердых частиц в 10 раз, а оксидов серы и азота — в 2−3 раза больше, чем в развитых странах мира.

Сторонники использования угля в тепловых станциях предлагают его двухстадииное сжигание: первая стадия — получение из угля топливного газа (в основном метана), вторая — утилизация его в топках котлов или камер сгорания газовых турбин. На каждой из этих стадий необходимо обеспечить улавливание оксидов серы и азота. Это связано с созданием новой технологии экологически чистого сжигания каменного угля.

Надо также учитывать последствия интенсивной угледобычи, необходимость рекультивации земель, транспортировку угля и даже возможность радиоактивного загрязнения местности при сжигании угля. Последнее связано с тем, что каменный уголь в ряде примесей содержит такие радиоактивные элементы, как уран, торий, радий, калий. Вместе с дымом они попадают в атмосферу, а потом оседают на Земле. По данным ООН, годовая коллективная доза радиоактивного облучения людей от выбросов всех теплоэлектроцентралей в два раза превышает излучение от всех атомных электростанций. Причем эти оценки сделаны при условии, что степень очистки выбросов от летучей золы составляет не менее 90%.

Природный газ занимает пока сравнительно скромное место в энергетическом балансе мира — в среднем около 19%. Мировые запасы его (по данным на 1987 год) — 107 трлн м3, а годовая добыча составляет примерно 8 трлн м3. Это означает, что если газ извлекать из недр такими же темпами, как сейчас, то его хватит лет на 60. Это без учета возможного прироста запасов.

«Очевидно, именно газ должен стать в нашей стране в обозримой перспективной альтернативой нефти и каменному углю. Чтобы покрыть топливный дефицит, который неизбежно разовьется при падении нефтедобычи, чтобы обеспечить необходимое ежегодное увеличение в потреблении энергии, придется в разумных пределах наращивать газодобычу».

Заключение

Период НТР, с которой связано открытие и использование новых видов энергии, создание и применение новых видов конструкционных материалов, вызвало необходимость, как количественного увеличения добычи, так и разнообразия добычи минерально-сырьевого комплекса. Неравномерное распространение полезных ископаемых, несоответствие государств, где сосредоточены основные источники и запасы их с теми, где происходит переработка и потребление полезных ископаемых, отсутствие паритета между ними, нестыковка цен вызывали значительные геополитические противоречия в мире. В последнее время достаточно активно рассматривается вопрос о развитии сырьевого (минерально-сырьевого) и энергетического кризиса. Энергетический кризис 1973;1974 гг. вызвал значительный рост цен на топливо и материалы, создал впечатление о нехватке нефти и нефтепродуктов.

Несомненно, что происходит известное обострение минерально-сырьевой ситуации, однако она проявляется весьма различно для разных государств и регионов. Можно считать, что в целом истощение полезных ископаемых в ближайшие десятилетия, а для некоторых видов полезных ископаемых и в столетия человечеству не грозит.

Имеется много направлений, которые будут способствовать решению сырьевой и энергетической проблем. В первую очередь в пределах континентов имеется достаточно много областей, содержащих не установленные запасы полезных ископаемых. В действующих горнодобывающих районах возможны увеличение глубины добычи и разработка более бедных разностей, сокращение потерь. Переработка использованных материалов (рециклинг) представляет огромный источник многих металлов. Возможно внедрение многих заменителей дефицитных материалов, в частности металлов и т. д. Наконец, морская добыча полезных ископаемых предоставляет такой значительный резерв, что вполне можно говорить, учитывая и ведущие геологические процессы, о возобновляющихся запасах полезных ископаемых.

Важность исследования недр Земли и процессов, происходящих в них, несомненно, очевидна. Именно с помощью науки возможно если не предотвратить, то хотя бы ослабить энергетический кризис, который может разразиться в ближайшие десятилетия.

Список литературы

Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания: Учеб. М., 2004.

Концепции современного естествознания. Под ред. Самыгина С. И. Ростов-на-Дрну. 1997.

Кунафин М. С. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. Уфа, 2003.

Потеев М. И. Концепции современного естествознания. Учебник. СПб. — М. -

Харьков — Минск. 1999.

Сорохтин О. Г., Ушаков С. А. Развитие Земли. М. 2006.

Потеев М. И. Концепции современного естествознания. Учебник. СПб.

— М. — Харьков — Минск. 1999.

С. 108.

Там же: С. 108.

Кунафин М. С. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. Уфа, 2003. С. 355.

Сорохтин О. Г., Ушаков С. А, Развитие Земли. М. 2006. С. 346.

Гусейханов М. К., Раджабов О. Р. Концепции современного естествознания: Учеб. М., 2004. С. 256.

Потеев М. И. Концепции современного естествознания. Спб.

— М. — Харьков — Минск.

1999. С. 110.

Концепции современного естествознания. Под ред. Самыгина С. И. Ростов-на-Дрну. 1997. С. 204.

Потеев М. И. Концепции современного естествознания. Учебник. СПб. — М. — Харьков — Минск.

1999. С. 113.