Геохимические аномалии

   Часть планеты, охваченная техногенезом, представляет собой особую систему – ноосферу. В. И. Вернадский писал в 1944 г.: “Ноосфера есть новое геохимическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше. Перед нами открываются все более и более широкие творческие возможности”. Изучение геохимии ноосферы и техногенеза составляет теоретическую основу рационального использования природных ресурсов, охраны природы и борьбы с ухудшением качества окружающей среды. Эти исследования быстро развиваются. Многие теоретические проблемы техногенеза на базе геохимии ландшафта разработаны М.А.Глазовской. В разработке проблем ноосферы особенно важен контакт с другими науками, в частности с экономической географией, к чему призывал  Ю. Г. Саушкин. Его идеи о преобладании территориальной концентрации над территориальным рассеянием, о поляризации различных участков ноосферы и другие важны и для геохимии окружающей среды. Интересна мысль ученого о своего рода “нервных узлах” ноосферы – огромных концентрациях ученых, студентов, библиотек, сокровищ культуры в столичных и университетских городах, крупных промышленных центрах. Все же в целом концепция ноосферы разработана слабо, хотя не вызывает сомнений основной тезис В. И. Вернадского и А. Е. Ферсмана – человечество стало мощной геохимической силой. В ноосфере происходит грандиозная миграция атомов. Ежегодно перемещаются миллиарды тонн угля, нефти, руд и стройматериалов. В течение немногих лет рассеиваются месторождения полезных ископаемых, накопленные природой за миллионы лет.  
С продукцией сельского хозяйства и промышленности атомы мигрируют на огромные расстояния. С экспортом и импортом зерна в мире ежегодно мигрируют миллионы тонн К, сотни тысяч тонн Р и N, что лишь в 10 – 100 раз меньше ионного стока рек в океан. Н. Ф. Глазовский показал, что вывоз N, Р и К с зерновой продукции только с территории степной зоны России и Казахстана соответствует ионному стоку этих элементов в Каспийское море. По О. П. Добродееву масштабы многих процессов техногенеза превышают природные: ежегодно из недр извлекается больше металлов, чем выносится с речным стоком: Рв – почти в 70 раз, Сr – в 35, Сu – в 30, Р – в 20, Fе, Мn – в 10, Zn – в 5, Аl – в 3 раза и т.д. Только при сжигании угля освобождается больше металлов, чем выносится с речным стоком (V – в 400 раз, Мо – в 35, С – в 20 раз и т.д.). Существенное отличие ноосферы от биосферы – огромное ускорение геохимических процессов.

Энергетика техногенеза  как и в биосфере, в ноосфере используется текущая солнечная энергия, огромное значение приобретает также солнечная энергия былых биосфер, заключенная в ископаемом топливе – углях, горючих газах, сланцах, нефти. Используется и энергетический источник, чуждый биосфере, – атомная энергия. Поэтому для техногенных ландшафтов характерна еще большая неравновесность, чем для природных, создаются предпосылки для более высокой самоорганизации, хотя незнание ее законов часто приводит к уменьшению устойчивости ландшафтов, деградации природы. 
 
Часть используемой в ноосфере энергии производит работу, другая в соответствии со вторым законом термодинамики неизбежно обесценивается и выделяется в виде тепла. Пока эффект техногенного разогрева невелик – в 25 тыс. раз меньше солнечной радиации. Однако в крупных городах техногенное тепло уже достигает 5 % от солнечного излучения. Главная причина – отопление жилых домов и промышленных предприятий. По М. И. Будыко, увеличение производства энергии от 5 до 10 % в год приведет к тому, что через 100 – 200 лет техногенное тепло будет соизмеримо с величиной радиационного баланса земной поверхности. При этом могут произойти громадные изменения климата.  Месторождения угля, нефти и газа отрабатываются за десятки лет. В результате углерод снова соединяется с кислородом и входит в состав СO₂. Ежегодное потребление угля и нефти добавляет в атмосферу до 9 ^. 10⁹ т СO₂. При современных темпах через 50 лет содержание СO₂ удвоится и температура земной поверхности за счет парникового эффекта может повыситься на 4 °С. К техногенным парниковым газам относятся также метан, закись азота, фреоны, озон и др. В результате парникового эффекта возможно частичное растопление льдов Антарктики и Арктики, затопление приморских низменностей и другие положительные и отрицательные последствия. Громадная скорость процессов ставит сложные проблемы глобального воздействия на атмосферу с целью стабилизации климата. С распашкой почв, дроблением пород, руд и т.д. связано запыление атмосферы, которое может способствовать похолоданию климата. В этом же направлении действует вулканизм, но наиболее опасна возможность ядерной войны, которая помимо роста радиации чревата т. н. “ядерной зимой”. 

Два геохимических типа техногенной миграции - Выделяют два геохимических типа техногенной миграции:

1) Техногенная миграция, унаследованная от биосферы, но измененная в ноосфере. Так же, как и в биосфере, в техногенных ландшафтах протекает бик, элементы мигрируют в водах и атмосфере. Это позволяет устанавливать ряды миграции, типоморфные элементы, коэффициенты биологического поглощения. Такие понятия, как “биомасса”, “ежегодная продукция”, “дефицитные и избыточные элементы”, приложимы и к техногенезу. Для характеристики бика техногенных ландшафтов можно использовать коэффициент К. В результате орошения пустынь, осушки болот, строительства гидростанций, использования подземных вод в ноосфере изменяется и круговорот воды. Дефицит пресной воды становится одной из наиболее актуальных проблем. Затрачивая энергию на опреснение морской воды, очистку водопроводной воды, уменьшение ее жесткости и т.д., человечество выступает в роли антиэнтропийного фактора. По сравнению с биосферой для ноосферы характерно еще более грандиозное рассеяние элементов, которые концентрировались природой на протяжении геологической истории. Это увеличивает энтропию. В течение немногих десятилетий отрабатываются крупнейшие месторождения Fe, Сu, Рв, Zn и т.д. Заключенные в них атомы мигрируют на тысячи километров, пересекают океаны и континенты.

2) Техногенная миграция, чуждая биосфере. В ноосфере протекают и химические реакции, находящиеся в резком противоречии с природными условиями. Характерное для ноосферы металлическое состояние Fе, Аl, Сu, Zn и других металлов не соответствует физико-химическим условиям земной коры. Человек здесь уменьшает энтропию и тратит много энергии, чтобы получить и содержать металлы в свободном состоянии. Во все большем количестве производятся химические соединения, в биосфере не существовавшие, обладающие свойствами, неизвестными у природных материалов (искусственные полимеры, пластмассы и т.д.). Новым является производство атомной энергии, получение радиоактивных изотопов. Биосфере чужды экспорт – импорт и др. виды миграции, подчиняющиеся социальным законам.

   Для характеристики подобных процессов недостаточно старых понятий и методов, необходимы новый понятийный аппарат и новые подходы к исследованиям.

                                  Список литературы:

1. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. - М.: Логос, 2000.
2. Вестник РАН. Электронный журнал. Журнал №1, 1972-го года. С.44.
3. Наумов Г.Б. Геохимия биосферы: учебное пособие-М.: Издательский центр «Академия», 2010.
4. Ронов А. Б. и Ярошевский А. А., Химическое строение земной коры, "Геохимия", 1967.
5. Страхов Н. М., Основы теории литогенеза, ч. 1—2, М., 1960;