Экогеология России. Том 1. Европейская часть

В монографии изложены методологические основы нового научного направления – экологической геологии. Характеризуются геологическая среда как литогенная основа формирования экосистем, ее структура, состав и свойства, современные эндогенные и экзогенные геологические процессы, представляющие определенную опасность для жизнедеятельности человека.

Рассмотрены основные особенности природных и природно-техногенных геосистем европейской части России (в том числе связанные с разработкой месторождений полезных ископаемых), проблемы загрязнения городов, подземных вод, захоронения токсичных отходов в недрах и др.

Изложены основные направления эколого-геологического картографирования, мониторинга геологической среды, моделирования и прогноза современных геологических процессов, рационального использования недр. Обоснован прогноз эволюции геологической среды под влиянием глобальных изменений климата.

Монография предназначена для широкого круга специалистов – геологов, геофизиков, геохимиков, хозяйственных руководителей, специалистов в области охраны природы, студентов геологических вузов.

The monograph presents the methodological grounds of a new scientific branch – ecological geology. The geological environment is characterized as a lithogenic basis for formation of ecosystems; its structure, composition and properties, current hazardous endogenic and exogenic geological processes are described.

The basic features of natural and anthropogenically disturbed geosystems of the European part of Russia, including those connected with mineral deposits development, are formulated. The problems of contamination of towns, groundwater, underground disposal of toxic waste, and others are discussed.

The basic directions of ecologo-geological mapping, geoenvironmental monitoring, modeling and prediction of current geological processes, the rational use of natural resources are described. The prediction of geo-environment evolution under the influence of global climatic changes is substantiated.

The monograph is intended for broad specialists: geologists, geophysicists, geochemists, managers, environmental specialists, geological students.

Территория Российской Федерации по ландшафтным, геолого-структурным обстановкам, особенностям проявления эндогенных и экзогенных геологических процессов, разнообразию эксплуатируемых полезных ископаемых, включая подземные воды, характеризуется весьма сложными условиями хозяйственного освоения.Специфика каждого отдельно взятого региона в сочетании с многовековой не всегда рациональной практикой освоения недр во многих случаях оказывалась причиной возникновения чрезвычайных ситуаций, граничащих с крупными катастрофами или техногенно-стихийными бедствиями, когда от государства требовались экстренные меры и значительные материально-технические и финансовые средства для предотвращения человеческих жертв, потери сельскохозяйственных угодий, разрушения дорогостоящих инженерных сооружений и пр.С учетом отмеченных обстоятельств и накопившихся экологических проблем, связанных с геологической средой, была сформулирована идея написания монографии, отражающей многосложное сочетание естественных и антропогенных процессов.В работе освещены специфические условия, присущие регионам России с развитыми многолетне-мерзлыми толщами, ареалами проявлений современной сейсмической активности, процессами оползне-образования, селей, абразии, карста; изложены вопросы сохранности качества подземных вод в регионах интенсивного антропогенного воздействия и др.В подготовке монографии принимали участие ведущие ученые страны, представители различных министерств и ведомств России.Монография включает три тома: т.1 – Экогео-логия европейской части России, т.2 – Экогеология Урала и Западной Сибири, т.3 – Экогеология Сибири и Дальнего Востока.Первый том содержит основной методико-тео-ретический материал, а также основные понятия и термины, способствующие адекватному восприятию материала.

Экологические проблемы России носят сложный многогранный характер, а их решение имеет огромную экономическую и социальную значимость для страны. Экстенсивный характер развития промышленности и сельского хозяйства, отсталые технологии, несовершенное природоохранное законодательство привели многие регионы к деградации природных систем. Решение экологических проблем в настоящее время уже невозможно на основе проведения лишь природоохранных мероприятий. Экономика большинства регионов России в значительной мере определяется добычей, переработкой и вывозом сырья – в первую очередь нефти, газа, угля, различных металлических и неметаллических полезных ископаемых. В связи с этим неизбежно возрастающее техногенное воздействие на природную среду, в результате чего происходит замена природных экосистем природно-техногенными.

Восстановление уже в различной степени нарушенных природных экосистем в настоящее время невозможно, однако необходимо смягчить последствия техногенного воздействия и предотвратить сползание ряда регионов к экологической катастрофе. Для этого в числе важнейших мер необходимы разработка и реализация государственной программы рационального природопользования, учитывающей природную и хозяйственную специфику каждого региона. Научной основой такой программы должна быть систематизация знаний о закономерностях взаимодействия геосфер и биосферы между собой и с техносферой, для чего требуются фундаментальные обобщения и синтез данных всех наук о Земле.

Это совершенно новая проблема, так как мировая наука, в том числе геология, развивалась по пути дифференциации. Лишь в ХХ в. возникли “пограничные” научные дисциплины – геохимия, биогеохимия и т.д. В первые десятилетия ХХ в. на основе изучения горно-промышленных районов В.И.Вернадский, А.Е.Ферсман и их последовате-ли отметили важнейшую роль технически вооруженного человека в преобразовании природы и его воздействии на все сферы Земли. Были сформулированы представления о техногенезе, о производственной деятельности человеческого сообщества как планетарной геологической силе, сравнимой по последствиям ее воздействия с основными природными процессами.

За последние десятилетия в различных отраслях наук накоплен огромный материал по техногенному воздействию на природную среду, наметился явный синтез наук о Земле в русле общей “экологизации” наук и технологий.

В этом синтезе важнейшая роль принадлежит прикладным наукам – горному делу, нефтегазоп-ромысловой геологии, гидрогеологии, инженерной геологии, геохимии и др. При этом в каждой из прикладных наук формируются свои экологические направления. Наряду с этим происходит разработка общей теоретической базы экологических направлений в науках о Земле, биологии, экономике, социологии. Общие теоретические вопросы формирующегося экологического направления в науках о Земле рассмотрены в работах А.В.Сидоренко, Е.М.Сергеева, А.Л.Яншина, Е.А.Козловского, И.В.Крутя, Г.С.Вартаняна, В.Т.Трофимова, Д.Г.Зилинга и др. В географических науках теоретические обобщения, связанные с “экологизацией”, сделаны И.П.Герасимовым, В.Б.Соча-вой, Б.Т.Розановым, С.П.Горшковым и др., в биологии и экологии – Н.Ф.Реймерсом, Э.В.Ги-русовым, В.П.Казначеевым, В.Д.Федоровым и др. В создание экологического направления в геохимии важный вклад внесли А.И.Перель-ман, Ю.Е.Сает, В.В.Ковальский, М.А.Глазов-ская, К.И.Лукашев, С.Р.Крайнов, В.М.Швец, В.В.Иванов. Экологическое направление в гидрогеологии связано с работами Г.С.Вартаняна, В.М.Гольдберга, Н.И.Плотникова, А.А.Карцева, В.Н.Островского, Л.А.Островского и др. В инженерной геологии экологические исследования известны благодаря трудам Е.М.Сергеева, Г.К.Бондарика, Г.А.Голодковской, И.И.Ма-зура, В.Т.Трофимова, Д.Г.Зилинга, Г.Л.Коф-фа, В.И.Осипова и др. В геокриологии существенный вклад в экологическое направление внесли В.А.Кудрявцев, Э.Д.Ершов, П.И.Мельников, С.Е.Гречищев и др., в почвоведении – Г.В.Добровольский, Е.Д.Никитин и др.

Современное состояние экологических проблем в науках о Земле, взаимоотношения геологических, географических, биологических и социальных наук при решении экологических задач детально рассмотрены в монографии В.Т.Трофимова, Д.Г.Зилинга и др. [214]. В этой работе авторы обосновывают существование экологической геологии, экологической географии, экологического почвоведения как основных составляющих геоэкологии.

Человечество в возрастающих масштабах использует недра Земли для самых различных целей – извлечения минеральных и энергетических ресурсов, строительства инженерных сооружений, захоронения промышленных отходов. Изучение недр Земли требуется не только для решения прикладных задач, но и для понимания особенностей проявления современных геологических процессов, истории развития нашей планеты, закономерностей проявления и развития жизни. Процессы в недрах Земли влияют на формирование и эволюцию ландшафтов и в значительной мере определяют его биологическую продуктивность, благоприятность для функционирования живых организмов, его эстетическую ценность.

Вторжение человека в недра Земли многообразно по форме – это разработка карьеров, шахт, рудников, строительство подземных коммуникаций и котлованов, бурение скважин, взрывные работы, изменение рельефа, создание водохранилищ, плотин и каналов, химическое, радиоактивное, тепловое загрязнение почв, горных пород, подземных вод и т.д.

Такие интенсивные формы вмешательства вызывают многообразные отрицательные, а порой и катастрофические последствия для всей окружающей среды, условий жизни человека и других живых организмов. Загрязняются атмосфера и поч-венно-растительный слой, поверхностные и подземные воды, продукты сельскохозяйственного производства, активизируются землетрясения, оползни и сели, карстовые и другие опасные геологические процессы, разрушаются производственные сооружения и жилые дома, уничтожаются сельскохозяйственные угодья, гибнут леса, снижаются урожаи, исчезают редкие виды животных и растений.

Предметом экогеологии могут рассматриваться закономерности взаимодействия литосферы и биосферы с учетом техногенного фактора для обоснования рационального изучения, использования и охраны окружающей среды как среды обитания живых организмов и человека. Объектами экологических исследований являются компоненты геологической среды и природно-техногенные геосистемы, изменяющиеся под влиянием деятельности человека и природных факторов и в свою очередь активно влияющие на развитие человеческого общества и состояние любых экосистем.

Экогеология (как одно из направлений в геологической науке) еще только формируется и система ее основных понятий находится в стадии становления. Поэтому для более четкого восприятия сложного материала требуются некоторые пояснения к используемым терминам и понятиям. (Ниже приводится краткий перечень определений основных понятий, принятых при составлении настоящей монографии. Перечень составлен в алфавитном порядке и является открытым для дополнений и уточнений).

Монография “Экогеология России” является результатом многолетних исследований коллектива ВСЕГИНГЕО, а также ученых Москвы и Санкт-Петербурга, работающих в системе Министерства природных ресурсов РФ, Российской академии наук, Российской академии естественных наук, высшего образования и других ведомств. Вместе с изданной в 1992 г. в Европе монографией “Geology and the Environment in Western Europe” эти работы дадут представление об экологическом состоянии практически всей территории Европы, что позволит внести существенный вклад в решение глобальных и континентальных экологических и социально-экономических проблем.

Рассматриваемые в монографии вопросы освещены с различной полнотой и обоснованностью фактическими данными. Некоторые положения следует рассматривать как дискуссионные. Отдельные направления экологических исследований, например геофизика экогеосистем, по существу только сформулированы. Это естественное следствие неравномерного развития нового направления геологической науки – экологической геологии.

Основная цель монографии – обобщение имеющихся данных об экологическом состоянии и эволюции геологической среды России, что особенно актуально в связи с развивающимся мировым экологическим кризисом. Экогеология должна внести существенный вклад в решение многих экологических проблем и конкретных задач научно-технического, технологического, экономического плана, в разработку государственной программы рационального недропользования.