Г Рудько - Землелогія як новий науковий напрям у геоекології - страница 1

Страницы:
1 

ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ Серія геол. 2010. Вип. 24. С. 56-61

VISNYK LVIV UNIV. Ser. Geol. 2010. Is. 24. P. 56-61

УДК 55

ЗЕМЛЕЛОГІЯ ЯК НОВИЙ НАУКОВИЙ НАПРЯМ У ГЕОЕКОЛОГІЇ

Г. Рудько

Державна геологічна служба України Державна комісія України по запасах корисних копалин пр. Кутузова, 18/7, оф. 816, м. Київ, 01133, e-mail: scmr@dkz.gov.ua

Порушено фундаментальні проблеми, пов'язані з сучасним станом Землі як планети, що переживає період екологічної кризи. Проведено дослідження щодо оцінювання природно-ресурсного потенціалу та меж його використання людством. Проаналізовано стратегічні аспекти впливу глобального потепління, наведено тех­нологічні принципи керування вмістом СО2 в атмосфері Землі. Викладено сценарії розвитку Землі в техногенній траєкторії розвитку людства.

Ключові слова: біосфера, екологічна криза, техногенез, природно-ресурсний потенціал, глобальне потепління.

Щораз більша глобалізація посилює суперечності між біосферою і людиною. Голо­вні ризики, що постали перед людством, мають виразний характер техногенного гене­зису. Майже з 1950-х років і до наших днів людська популяція в контексті збільшення її кількості в геометричній прогресії зумовила стан, коли нинішнє покоління людей спо­живає ресурси восьмого покоління. Усі розроблені сьогодні сценарії виходу з екологіч­ної кризи або є декларативними, або з низки причин не можуть бути реалізовані (Про­грами зі стабілізації кількості населення, Концепція сталого розвитку тощо). Землелогія

- науковий напрям, що вивчає стан та ресурси Землі як планети, характеризує процеси, що привели до екологічної кризи, яка дедалі поглиблюється, аналізуючи наявні ресурси, ефективність їхнього використання та визначає головні сценарії розвитку людства.

Природно-ресурсний потенціал та межі його використання людством. Раціо­нальне використання людиною найрізноманітніших ресурсів планети - основа процві­тання цивілізації. Нині 2/5 площі суходолу окультурено, насамперед це сільськогоспо­дарські угіддя; щорічно Земля дає нам понад 500 млн т рису, 100 млн т риби, 22 млрд барелів нафти, багато інших ресурсів. Унаслідок цього знищують ландшафти, вирубу­ють ліси, відходами промисловості забруднюють повітря, воду, ґрунти тощо.

На початку XXI ст. одними з головних критеріїв оцінювання потужності держави стали енергоозброєність та енергоефективність. У сучасному світі без збільшення енерго­споживання неможливе тривале економічне зростання та й власне розвиток суспільства.

За період 1971-2000 рр. світове споживання енергоресурсів разом з дровами, відхо­дами сільського господарства та іншими некомерційними видами біомаси у нафтовому еквіваленті зросло в 1,8 раза. Водночас споживання нафти підвищилось на 47 %, вугілля

- на 62,5 %, природного газу - у 2,3 раза, енергії АЕС - у 23,2 раза. Швидке зростання споживання первинних енергоресурсів прогнозують і на найближчі десятиліття.

Проведені комплексні дослідження підтвердили, що в сучасних умовах, для яких характерний значний розрив рівнів економічного розвитку, а отже, рівнів енергоспожи-

© Рудько Г., 2010вання розвинених країн і країн, що розвиваються, підвищення ефективності викорис­тання палива та енергії лише сповільнить темпи зростання попиту на енергоносії, проте ніяк їх не компенсує.

Наприклад, доведені видобувні світові запаси газу, згідно з останнім оцінюванням Cedigas, становлять 180 трлн м3. У разі стабілізації світового видобутку на рівні 3 трлн м3/рік (у 2003 р. - 2,6 трлн м3) його запаси вичерпаються через 60 років. Сумарні початкові ре­сурси газу оцінені в 436-500 трлн м3, з яких близько 55 уже видобуто і 180 трлн м3, як уже зазначено, - розвідані запаси. Отже, невідкриті (прогнозні та ймовірнісні) ресурси газу становлять 200-265 трлн м3, що достатньо на 67-88 років.

Загальні геологічні ресурси вугілля у світі, за офіційними національними даними, оцінені в 14 810 млрд т, з яких близько 160 млрд т уже видобуто. Розвідані та придатні для рентабельного добування світові запаси вугілля становлять близько 900-1000 млрд т, з яких лише 750 млрд т - кам'яного. У разі стабілізації світового видобутку вугілля на рівні 5 млрд т/рік (2002 р. - 4,8 млрд т) розвіданими запасами вугілля людство забезпе­чене на 180-200 років. Отже, щодо вугілля також є резерви нарощування розвіданих запасів рентабельних паливно-енергетичних ресурсів.

Крім викопних видів палива, людство має значні ресурси відновлюваних джерел енергії, технічно й економічно реалізована частина яких оцінена в 80-85 млрд т н.е., а також значні розвідані запаси урану, яких за сучасних темпів використання вистачить на 45 років. Крім того, у людства реальні шанси освоєння термоядерної та водневої енергетики, отримання інших видів енергії.

Отже, у найближчій перспективі головною проблемою розвитку світової енергети­ки буде не нестача енергетичних ресурсів як таких, а можливість забезпечення потріб­них обсягів виробництва палива та енергії необхідними інвестиціями за умов, щоб вар­тісні показники залишилися прийнятними для споживачів і привабливими для виробни­ків енергоносіїв.

Глобальне потепління та його наслідки як результат нераціонального викори­стання природних ресурсів. Одним із наслідків освоєння земних ресурсів є гло­бальне потепління клімату: літо стає спекотнішим, зима - м'якшою. Вчені за­уважили, що в останні 100-130 років наша атмосфера значно потеплішала і цей процес безупинний, середня температура вперто повзе вгору. Лише за останні 100 років середньорічна температура підвищилась щонайменше на 0,3-0,6 °С.

Глобальне потепління пояснюють так званим парниковим ефектом. Суть його поля­гає в тому, що Земля отримує енергію Сонця головно у видимій частині спектра, а сама як набагато холодніше тіло випромінює в космічний простір переважно інфрачервоні промені. Проте багато газів, що є у складі атмосфери, - водяна пара, вуглекислий газ, метан, оксиди азоту та інші - прозорі для видимих променів, проте активно поглинають інфрачервоні, утримуючи в атмосфері частину теплоти, яку та мала б віддавати у кос­мос. Так на поверхні Землі утримується температура на рівні, придатному для життя. Ці гази затримують теплоту в атмосфері Землі й створюють так званий парниковий ефект.

Парниковий ефект на нашій планеті існує, відколи з'явилась атмосфера. Сам по собі він не є негативним явищем, бо без нього температура навколоземних шарів атмосфери була б у середньому на 30 градусів нижчою від сучасної, а поверхні Землі - лише -18 °С, а отже, й умов для життя не було б, бо вода на земній поверхні існувала б тільки у твердому стані.

Людина посилює парниковий ефект викидами в атмосферу СО2, СН4, N2O та інших газів. За останнє століття внаслідок людської діяльності вміст вуглекислого газу в атмо-сфері зріс більше ніж на чверть, метану - у 2,5 раза. Із 1980-х років частка СО2 у глоба­льному потеплінні зменшилась. З'явилися й нові речовини, що спричиняють парнико­вий ефект, - насамперед хлорфторвуглеці, у тім числі добре відомі фреони. За останні 20 років внесок СО2 в сумарні викиди парникових газів становить близько 50 %, СН4 -18, N2O - 6, хлорфторвуглеців - 14 % від загального внеску в глобальне потепління.

До складу атмосфери входить шість головних парникових газів: водяна пара, вугле­кислий газ, метан, озон, сесквіоксид азоту й останнім часом - хлорфторвуглеці. Крім них, усі інші парникові гази трапляються в природі.

В Україні під час видобування і спалювання органічного палива утворюється 95 % усіх викидів СО2. З промислових процесів найбільший внесок у викиди СО2 дає вироб­ництво цементу. У світі найбільші кількості цього газу викидають розвинені країни: США, Японія, Канада, країни Західної Європи - Німеччина, Англія, Італія, Росія. Укра­їна посідає 10-те місце в світі за викидами СО2.

За даними 1990 р., в Україні найбільший внесок у викиди метану робить енергетика - близько 65 %, а також виробництво сільськогосподарської продукції, утилізація від­ходів. Метан - супутній продукт спалювання біомаси й неповного згоряння палива. Вбирають метан ґрунти, поглинається він під час хімічних перетворень в атмосфері.

Згідно з комп'ютерними моделями, якщо вміст парникових газів в атмосфері про­довжуватиме зростати, то наприкінці XXI ст. середньорічна температура підвищиться на 1,4 - 5,8 °С. Рівень Світового океану підніметься на кілька десятків сантиметрів - не стільки через танення полярного льоду, скільки через теплове розширення верхнього прогрітого шару. Частина приморських країн зникне в морі.

Єгипетські вчені розрахували, що в разі підвищення рівня моря на 1 м буде затоп­лено регіон, у якому нині живе 15 % населення їхньої країни і де виробляють 16 % про­довольства.

Однак глобальне потепління створить проблеми не тільки жителям приморських країн. Підвищення середньої світової температури усього лише на кілька градусів може привести до величезних змін клімату планети. Це означатиме зміщення всіх кліматич­них зон від екватора до полюсів: південна частина тундри стане тайгою, на півдні нині­шньої тайги виростуть широколистяні ліси. І людям, і тваринам доведеться звикати до нового клімату.

Значно збільшиться ерозія ґрунту, почастішають зсуви, затоплення прибережних зон, зростуть площі перезволожених земель. Збільшиться ризик виникнення таких сти­хійних лих, як циклони, посухи, пожежі, повені, урагани. Відомо, що на нашій планеті протягом 1980-х років сталося вдвічі більше стихійних лих, ніж у 1970-х роках. Сільсь­ке господарство потребуватиме додаткових іригаційних заходів, зміниться врожайність і якісний склад культур, а це, відповідно, позначиться на тваринництві. В енергетично­му секторі найвразливішою буде гідроенергетика.

Почнуть масово розмножуватися кровососні комахи і шкідники лісу. Багато тропіч­них і субтропічних видів комах пошириться на північ разом із хворобами, які вони пе­реносять: малярією, тропічними вірусами, лихоманками та ін.

Можливі значні відхилення температури в обидва боки від середньої. Наприклад, у Києві в січні буде більше днів із температурою -25 °С та вище 0 °С. Те ж саме буде з опадами, вітрами тощо - зміняться не стільки їхні середні значення, скільки відхилення від них.

Збільшення промислових викидів і викидів автотранспорту, крім посилення парни­кового ефекту, дедалі більше погіршує якість повітря в містах. Це згубно впливає наздоров'я людей: зростає кількість захворювань дихальних шляхів, серцево-судинної системи, онкологічних. Ці викиди прискорюють руйнування будівель, корозію метале­вих конструкцій.

Вплив зміни клімату на здоров'я людей буде найвідчутнішим у країнах Африки, Азії, Південної Америки, через слабко розвинену економіку вони не зможуть ефективно подолати наслідки глобального потепління. Може значно зрости кількість екологічних біженців із цих країн.

Потепління на планеті буде нерівномірним: найбільшим на полюсах (у 2-3 рази вище від середнього) і найменшим у тропіках (50-75 % від середнього рівня). Сьогодні прогнози зміни температури на регіональному рівні мають високий ступінь невизначе­ності.

До способів вирішення проблеми глобального потепління треба зачислити такі чинники, як зменшення кількості викидів і збільшення кількості поглиначів парникових газів. Найліпшими поглиначами парникових газів є біомаса (ліси) та океан. Коли ми спалюємо ліс, ми не тільки збільшуємо викиди СО2, СН4, а й зменшуємо кількість при­родних поглиначів. Знищення лісів негативно позначається на обох процесах: погли­нанні та викидах.

Міжнародна спільнота визнала небезпеку, пов'язану з постійним зростанням вики­дів парникових газів. Ще 1988 р. Генеральною Асамблеєю ООН створена Міжурядова група експертів з проблеми змін клімату. У 1992 р. в Ріо-де-Жанейро підписано Рамко­ву конвенцію ООН з питань зміни клімату, 1997 р. схвалено так званий Кіотський про­токол. Згідно з цим документом, розвинені країни та країни з перехідною економікою, у тім числі Україна, домовилися зменшити викиди парникових газів на 5 % щодо рівня базового року. Для різних країн визначено різні рівні зниження викидів. Згідно з прото­колом, який Україна ратифікувала у лютому 2004 р., наша держава має обмежити зрос­тання викидів парникових газів рівнем 1990 р. Однак тут є низка проблем, адже еконо­міка і промисловість України лише розвиваються, а обмеження зростання викидів пар­никових газів стосується енергетики, транспорту, усіх промислових процесів, лісового господарства... Ще складніше буде ратифікувати цей протокол розвиненим країнам із надпотужною промисловістю.

До технологічних чинників зменшення наслідків глобального потепління належить одна з найперспективніших технологій, яка частково може забезпечити зменшення ви­кидів СО2 в атмосферу, уловлювання і зберігання вуглецю (англ. - Carbon Capture & Storage (CCS)), або геологічний секвестр вуглецю. Цей процес охоплює уловлювання та відділення з викидів електростанцій і нафтопереробних заводів більшої частини вугле­кислого газу з подальшим транспортуванням його для зберігання в підземних резервуа­рах або повторного використання (наприклад, як ресурс для виробництва охолоджува­льних напоїв, у парниках для стимулювання росту рослин, а також для виштовхування із пласта невидобутих запасів нафти і газу). Через обмеженість ринку повторного вико­ристання більшість виділеного вуглекислого газу потребує зберігання.

Потенційними місткостями для зберігання СО2 можуть слугувати такі геологічні утворення, як вироблені нафтогазові резервуари, глибокі солоні водоносні горизонти, підземні вугільні пласти.

Сценарії розвитку Землі в техногені. На думку вчених, екологічних криз в історії Землі було чимало. А в історії людства перша глобальна екологічна криза, яка ще не завершилась, розпочалася із середини XX ст. Водночас відбувались процеси хімізації економіки промислово розвинених країн. Усього за кілька десятиліть створено до 300-

400 тис. штучних хімічних сполук, тобто їхня кількість перевищила видове різноманіття рослинного світу.

Найближчими роками загрожує друга хвиля глобальної екологічної кризи, яка охопить країни третього світу і, мабуть, країни колишнього соціалістичного табору. Населення цих країн становить 6/7 загальної кількості населення Землі, до того ж, 1/3 з них - постійно голодує. Понад 90 % приросту населення Землі в найближчі десятиліття припаде саме на ці країни. Щоб задовольнити їхні потреби на рівні, близькому до промислово розвинених країн, необхідно збільшити світове виробництво товарів у 5-10 разів, енергії - у 5 разів. Природні ресурси Землі недостатні для забезпечення такого приросту.

Уже нині людство споживає природних ресурсів на порядок більше, ніж можна вилучити з біосфери, не завдаючи шкоди її біохімічним циклам і без порушення процесу самовідновлення. Оцінено, що людство витрачає 40 % усієї продукції, виробленої в процесі фотосинтезу на суходолі. Інакше кажучи, людство впродовж XX ст. жило за кошт своїх нащадків. Крім того, воно поставило біосферу, а отже, і себе як невід'ємну частину біосфери на межу повної деградації. Друга хвиля глобальної екологічної кризи матиме ще серйозніші наслідки для біосфери, які наразі важко передбачити.

Відповідно до сучасної екологічної ситуації розроблено сценарії розвитку нашої цивілізації. Єдиним сценарієм є Програма сталого розвитку (Sustainable Development), що розроблена Комісією ООН з навколишнього середовища та розвитку і схвалена сесією ООН у Ріо-де-Жанейро. Програма передбачає надання всім людям права на сприятливе для здоров'я навколишнє середовище та використання природних ресурсів в інтересах сучасного і майбутнього поколінь. Однак ця Програма, на жаль, не гарантує мобілізації ні державних еліт, ні, тим паче, широких мас населення на прийняття радикальних рішень.

Людство активно змінювало середовище життя, починаючи з моменту своєї появи. Проте тільки у ХХ ст. воно почало змінювати глобальний клімат планети. Як наслідок, постають проблеми глобального потепління, впливу на біоту та ландшафтне середовище, рівень океану, епідемії і перенаселення Земної кулі.

За логікою спрямованої еволюції з сучасної глобальної екологічної кризи виділяються дві головні траєкторії виходу в майбутнє: техносферна і ноосферна.

Згідно з техносферною траєкторією розвитку, реальність визначатиметься "самовпливом". Згубність ситуації індивідуально усвідомлюватиме багато людей, однак рішучих заходів світова спільнота не вживатиме через різні позиції в різних країнах і в різних верствах суспільства, тому екологічні суперечності загострюватимуться, а планета досягне свого апогею до 2030 р. Імовірно, що кіборг-солдат стане першим реальним результатом процесу кіборгізації. У техногейській цивілізації рано чи пізно виникнуть соціальні суперечки між людьми і кіборгами. До кіборгів, як до найадаптованіших до техносфери, на певному етапі й перейде роль лідера спрямованої еволюції. Отже, можемо зробити однозначний висновок, що запрограмоване входження людства на техносферну траєкторію розвитку в XXI ст. буде катастрофою для нього.

Відповідно до ноосферної траєкторії розвитку, передбачене створення складнішої системи безвідходних виробництв і апелювання до необмежених можливостей науки майбутнього. Такий штучний ноосферний сценарій нещодавно дослідили В. Горшков, К. Кондратьєв, С. Шерман і довели, що він практично неможливий. За іншим сценарієм ноосферно-технологічного розвитку "Sustainable development" - "сталого розвитку"потреби сьогодення повинні бути задоволені внаслідок економічного зростання, зорієнтованого на принципи енерго- і ресурсозаощадження та безвідходного виробництва і так, щоб не ставити під загрозу можливості майбутніх поколінь задовольняти свої потреби.

Отже, вперше зроблено спробу пов'язати головні показники, які характеризують ресурсний, екологічний і, певною мірою, соціальний стан людства в умовах ресурсних обмежень. Науковий напрям "Землелогія" може дати змогу знизити рівень ризиків по­дальшого розвитку екологічної кризи. А введення наукової дисципліни "Землелогія" у низці вищих навчальних закладів України допоможе сформувати відповідну світогляд­ну базу студентів як природничих, так і технічних спеціальностей.

EARTHLOGY AS NEW SCIENTIFIC DIRECTION IN GEOECOLOGY

G. Rud'ko

Geological Survey of Ukraine State Committee of Ukraine for Mineral Reserves Kutuzova Ave, 18/7, of. 816, Kyiv, 01133, e-mail: scmr@dkz.gov.ua

The fundamental problems concerning the modern state of Earth as a planet that expe­riences the period of environmental crisis are elaborated. Researches about the evaluation of natural-resource potential and scopes of its using by humanity are conducted. The strategic aspects of influencing of global rise of the temperature were analyzed. Technological prin­ciples of the management of СО2 content in the atmosphere of Earth are shown. The scena­rios of development of Earth are presented in the technogenic trajectory of humanity evolu­tion.

Key words: biosphere, environmental crisis, technogenesis , natural-resource potential, global rise of the temperature.

ЗЕМЛЕЛОГИЯ КАК НОВОЕ НАУЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В ГЕОЭКОЛОГИИ

Г. Рудько

Государственная геологическая служба Украины Государственная комиссия Украины по запасам полезных ископаемых пр. Кутузова, 18/7, оф. 816, г. Киев, 01133, e-mail: scmr@dkz.gov.ua

Затронуты фундаментальные проблемы, связанные с современным состоянием Зе­мли как планеты, переживающей период экологического кризиса. Проведено исследо­вание относительно оценки естественно-ресурсного потенциала и границ его использо­вания человечеством. Проанализировано стратегические аспекты влияния глобального потепления, приведены технологические принципы управления содержанием СО2 в атмосфере Земли. Изложены сценарии развития Земли в техногенной траектории разви­тия человечества.

Ключевые слова: биосфера, экологический кризис, техногенез, естественно-ресурсный потенциал, глобальное потепление.

Стаття надійшла до редколегії 28.09.2010 Прийнята до друку 04.10.2010

Страницы:
1 


Похожие статьи

Г Рудько - Землелогія як новий науковий напрям у геоекології