Землетруси. (самостійне вивчення)

(самостійне вивчення)

Мета: - розвинути у студента навики самостійної роботи з літературою; вміння вибирати головне, узагальнити і систематизувати знання;

- надати студентам загальні відомості про землетруси, інтенсивність, причини та їх наслідки для довкілля.

Завдання: прочитати текст в підручнику Й.М.Свинко, М.Я.Сивий «Геологія» стр. 208-215. Скласти конспект згідно з питань, приведених нижче. Відповісти на питання для самоконтролю.

Землетруси – це раптові коливання земної кори. Наука, яка вивчає землетруси, називається сейсмологією. На території земної кулі епіцентри землетрусів розташовані нерівномірно; в деяких місцях землетруси відбуваються часто і досягають великої сило. Охарактеризуйте, як розподіляються землетруси за походженням, яких типів бувають сейсмічні хвилі; від яких факторів залежить інтенсивність землетрусів і як географічно поширені землетруси на земній кулі. Як відбувається сейсмічне районування й прогнозування землетрусів? Відповісти на ці питання за наступним планом.

1. Загальні відомості про землетруси.

2. Види землетрусів.

3. Інтенсивність землетрусів.

4. Географічне поширення землетрусів.

5. Сейсмічне районування і прогнозування землетрусів.

Склавши конспект, закрийте зошит та відповідайте на запитання.

Питання для самоконтролю

1. Що таку землетруси?

2. Які Ви знаєте типи сейсмічних хвиль?

3. За допомогою якого приладу вивчають землетруси?

4. Поясніть механізм виникнення землетрусів.

5. Назвіть і покажіть на карті основні сейсмічні пояси земної кулі.

6. Для чого потрібне сейсмічне районування?

7. Що таке цунамі?

Модуль ІІІ

ОХОРОНА ТА РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ ГЕОЛОГІЧНОГО СЕРЕДОВИЩА

3.1 Геологічне середовище як складова довкілля

(лекція)

Мета: отримати загальні уявлення про геологічне середовище як складову довкілля, проаналізувати вплив та використання геологічного середовища як мінерально-сировинної бази для промисловості.

План

1. Геологічне середовище як складова довкілля.

2. Геологічне середовище як мінерально-сировинна база для промисловості.

3. Поняття антропогенезу.

4. Антропогенний вплив на геологічне середовище.

5. Три напрями геологічної діяльності в антропогенному геологічному процесі.

Поняття геологічного середовища, як і екологічної геології та геоекології набули наукового змісту зовсім недавно, наприкінці ХХ ст., та ще не мають чітко сформульованих загальноприйнятих означень, тому часто різні автори вкладають у них неоднаковий зміст і подають неоднозначні трактування.

У найзагальнішому вигляді геологічне середовище – це верхня частина земної кори, що перебуває під впливом інженерно-господарської діяльності людини. До складу геологічного середовища входять гірські породи, корисні копалини, підземні води та рельєф земної поверхні.

Геологічне середовище є складовою довкілля, з ним прямо або опосередковано зв’язані всі компоненти ландшафту будь-якої ділянки нашої планети. З одного боку, гірські породи, як основна складова геологічного середовища, безпосередньо впливають на ґрунтовий і рослинний покриви, які на них розвиваються, а опосередковано – і на тваринний світ та інші компоненти природи. З іншого боку, рельєф, клімат, рослинний і тваринний світ та людина впливають на стан геологічного середовища.

Геологічне середовище є мінерально-сировинною базою для промисловості, основою для спорудження житлових і промислових будівель, різноманітних інженерних споруд та лінійних комунікацій. Використовуючи геологічне середовище для своїх потреб, людина вносить у нього великі зміни, переважно негативні, порушує й руйнує його. Водночас руйнуються й інші компоненти природи, тісно з ним пов’язані, особливо – ґрунтовий покрив, рослинність, забруднюються поверхневі й підземні води, атмосферне повітря тощо. Трапляються не лише процеси механічного руйнування й засмічення довколишнього середовища, а й геохімічне забруднення – адже хімічні елементи в товщі земної кори розподілені нерівномірно. Крім того, й живі організми пристосувались до тих елементів, які найпоширеніші в поверхневих шарах гірських порід. Людина, піднімаючи з глибин величезні маси ендогенних мінералів, збагачених рідкісними для поверхні хімічними елементами – важкими металами, радіонуклідами, створює небезпечні умови для існування не лише рослин і тварин, а й для себе.

Вплив людини на геологічне середовище розпочався давно, від ранніх етапів її розвитку, і поступово посилювався разом зі збільшенням населеності планети. В наш час він досяг гігантських розмірів і став відчутним не лише в окремих регіонах, але й в глобальному масштабі на всій планеті. Серед екзогенних процесів з’явився новий процес, який називають антропогенезом, або техногенезом. Це процес зміни складу й будови верхньої частини земної кори та її поверхні людською діяльністю. За своїми масштабами і значенням геологічна діяльність людини уже досягла таких розмірів, що вона зіставляється з будь-яким із екзогенних процесів. За висловом академіка В.І.Вернадського, людина в середині ХХ ст.. стала найбільшою геологічною силою на нашій планеті, її господарська діяльність порушила планетарний геологічний кругообіг і почала спричиняти геологічні процеси, сумірні з природними, і навіть потужніші за них.

В антропогенному геологічному процесі спостерігаються ті самі напрями геологічної діяльності, що й у будь-якому екзогенному процесі:

· руйнування речовини земної кори, роздрібнення матеріалу;

· переміщення продуктів руйнування (транспортування);

· утворення нових гірських порід.

Руйнування земної кори відбувається внаслідок видобування корисних копалин, різноманітних будівельних й вибухових робіт тощо. Порушується структура гірських порід, умови залягання, їхня масивність – в цілях переробки для господарських потреб людства.

Добуті з надр землі гірські породи, особливо руди, вугілля, різноманітні будівельні матеріали, мінеральні добрива та інше, транспортують у великих обсягах на значні відстані.

Утворення нових гірських порід пов’язане з видобуванням (відвалами) та переробкою корисних копалин. З відходів виробництва формуються нові пухкі відклади, складені з роздрібнених уламків пустої породи або й нових хімічних сполук, які утворюють верстви, лінзи, а іноді й цілі гори на поверхні землі (терикони).

Найбільше на геологічне середовище впливають гірничо-видобувна промисловість, сільськогосподарська діяльність людей, будівництво та експлуатація різноманітних будівель і інженерних споруд, будівництво й експлуатація лінійних комунікацій (газонафтопроводів, залізниць, автомобільних шляхів).

Контрольні запитання

1. Що розуміють під поняттям «геологічне середовище»?

2. Що таке антропогенез?

3. Які галузі людської діяльності мають найбільший вплив на геологічне середовище?

4. Які Вам відомі три напрями геологічної діяльності в антропогенному геологічному процесі?

5. Чому людина останнім часом стала найбільшою геологічною силою на нашій планеті?

3.2 Порушення земель під час добування корисних копалин

(лекція)

Мета: отримати загальні уявлення про способи добування корисних копалин, наслідки цього процесу для сільськогосподарських угідь, ознайомитися з видами відвалів та їх характеристикою.

План

1. Порушення земель при добуванні корисних копалин.

2. Порушення земель при розвідуванні корисних копалин.

3.Характеристика порушень ґрунтового покриву гірничодобувною промисловістю України

4. Характеристика відвалів.

У разі добування корисних копалин відкритим способом повністю знищуються ґрунтовий покрив, культурна і природна рослинність, а на зміну їм приходить «місячний ландшафт» - конусоподібні відвали, нерідко з токсичних порід, на яких нічого не росте. З цих конусів вітер здіймає хмари пилу, забруднюючи довкілля: поля, населені пункти, промислові підприємства. Відвали легко піддаються водній ерозії, забруднюючи водойми.

Для регламентування питань подальшого використання земель, порушених гірничорудною промисловістю, розроблено їх класифікацію, що базується на систематизації форм порушення поверхні, походженні порушень, складу порід, віку відвалів, ступеня їх зростання. Останніми роками в класифікаціях стали враховувати міру придатності зруйнованих земель до різних видів рекультивації.

Характеристика порушень ґрунтового покриву гірничодобувною промисловістю України приведена в таблиці 3.1.

Розвідування корисних копалин обумовлює забруднення ґрунтів сольовими глинистими розчинами, що використовуються під час буріння свердловин. Ґрунти при цьому засолюються та зазнають осолонцювання. Але небезпечніше забруднення відбувається тоді, коли із свердловини фонтанують газ, нафта чи засолені підґрунтові води.

Підземне добування корисних копалин супроводжується створенням териконів і териконників, в які складають пусту породу. Під них відводять значні площі родючих ґрунтів. Водна та вітрова ерозія зміщує з них дрібнозем, нерідко забруднюючи навколишню територію токсичним пилом. Терикони вугільних шахт самозагоряються і роками забруднюють повітря отруйними газами. Осідання вироблених штреків спричинює провали на поверхні ґрунту, які вилучають дану площу з сільськогосподарського використання.

Але найбільше порушується ґрунт при видобуванні корисних копалин відкритим способом. У таких випадках під відвали йдуть значні площі сільгоспугідь.

Відвали бувають зовнішніми та внутрішніми. Зовнішні відвали формують поза рудними розробками. Ними можна нарощувати дороги, утворювати з них терикони та териконники, що займають значну площу та отруюють довкілля. Найдоцільніше використовувати під зовнішні відвали яри, балки та інші знижені форми рельєфу, які слід засипати до брівки, а згодом, після осідання, їх рекультивують під сільськогосподарські угіддя.

Внутрішні відвали утворюються тоді, коли пуста порода переміщується на вже вироблені ділянки родовища. Це найбільш економний з точки зору втрати сільськогосподарських угідь метод відкритого добування корисних копалин. Однак для створення розрізної траншеї все-таки необхідно формувати зовнішні відвали.

Наймасштабніше добування корисних копалин відбувається в Криворізькому та Камиш-Бургунському залізорудних басейнах України, в Придніпровському кам’яновугільному та Нікопольському марганцевому басейнах. У Криворізькому басейні вже вироблені кар’єри на глибину 500 м і більше, велика кількість зовнішніх відвалів загромаджує і забруднює територію родовища.

Відкрите добування корисних копалин передбачає зняття гумусованого родючого шару ґрунтів, складування його з подальшим використанням для рекультивації.

Залежно від способу переміщення розкривних порід відвали можуть бути автотранспортними, скреперними, екскаваторними та гідровідвалами. Найбільш вирівняними є автотранспортні та скреперні відвали, а також гідровідвали при намиванні породи. Найскладнішими для подальшого використання є екскаваторні відвали.

Контрольні запитання

1. Які існують способи видобування корисних копалин?

2. Які забруднення спричинює розвідування корисних копалин?

3. Як впливає на ґрунти підземне видобування корисних копалин?

4. Які Вам відомі порушення ґрунтового покриву гірничодобувною промисловістю України?

5. Надайте поняття відвалів, охарактеризуйте зовнішні та внутрішні.

6. Де на території України ведуться наймасштабніші добування корисних копалин?

3.3 Методи пошуків та розвідки родовищ корисних копалин

(самостійне вивчення)

Мета: - розвинути у студента навики самостійної роботи з літературою; вміння вибирати головне, узагальнити і систематизувати знання;

- надати студентам загальні відомості про стадії геологорозвідувальних робіт на тверді корисні копалини, про спеціальні пошукові методи та пошуково-розвідувальні роботи.

Завдання: прочитати текст в підручнику Й.М.Свинко, М.Я.Сивий «Геологія» стр. 407-412. Скласти конспект згідно з питань, приведених нижче. Відповісти на питання для самоконтролю.

Перш ніж розробляти родовища корисних копалин, їх треба знайти, оцінити, підрахувати запаси мінеральної сировини в них. Цей процес передбачає цілий комплекс різноманітних пошукових і геологорозвідувальних робіт. Охарактеризуйте, на які чотири стадії розподіляються геологорозвідувальні роботи на тверді корисні копалини, які спеціальні пошукові методи використовують і за яким принципом їх розподіляють. Як проводять пошуково-розвідувальні роботи і в чому їх суть? Відповісти на ці питання за наступним планом.

1. Загальні відомості про стадії геологорозвідувальних робіт на тверді корисні копалини.

2. Геологічні та спеціальні прогнозні карти.

3. Спеціальні пошукові методи, їх загальна класифікація.

4. Суть геологічних методів.

5. Геохімічні і біохімічні методи пошуків корисних копалин.

6. Геофізичні методи пошуків.

7. Методика проведення пошуково-розвідувальних робіт

Склавши конспект, закрийте зошит та відповідайте на запитання.

Питання для самоконтролю

1. Які Ви знаєте стадії геологорозвідувальних робіт на тверді корисні копалини?

2. Як використовується геологічна карта?

3. З якою метою складаються прогнозні карти?

4. У чому полягає суть геологічних методів пошуків корисних копалин?

5. Коли використовують уламково-річкові та шліхові методи пошуку рудних мінералів?

6. За яких причин застосовують геохімічні та біохімічні методи пошуку корисних копалин?

7. Назвіть геофізичні методи пошуків корисних копалин. У чому їх суть?

8. Для чого здійснюють розвідку родовищ корисних копалин і в чому її суть?

3.4 Раціональне використання мінеральних ресурсів

(лекція)

Мета: ознайомитися з поняттям охорони надр та літомоніторингу, отримати загальні уявлення про рекультивацію земельних ділянок, її види та методи раціонального використання мінеральних ресурсів.

План

1. Охорона надр.

2. Літомоніторинг.

3. Рекультивація: гідротехнічна та біологічна, їх характеристика.

4. Основні вимоги щодо охорони надр та раціонального використання мінеральних ресурсів.

Щороку з надр Землі добувають понад 100 млрд т різноманітних руд, горючих копалин, будівельних матеріалів та інших видів мінеральної сировини. За прогнозами вчених в недалекому майбутньому потреба в різних видах сировини досягне 500…600 млрд т на рік.

Господарська діяльність людини набула глобального характеру і стала сумірною з геологічними процесами, які беруть участь у формуванні ландшафтів Землі. Тривале споживацьке ставлення до природи призвело до різкого скорочення запасів багатьох видів мінеральної сировини, посилення негативного впливу техногенних процесів на довкілля. Порушення природного середовища під час розвідки та експлуатації родовищ корисних копалин зумовило надання особливої актуальності питанням раціонального використання природних багатств і охорони надр.

Охорона надр – це комплекс заходів, який передбачає:

· забезпечення повного і комплексного геологічного вивчення надр;

· найповніше вилучення з надр і раціональне використання запасів як основних, так і супутніх корисних копалин, а також компонентів, що містяться в них і мають промислове значення;

· недопускання самовільного користування надрами;

· недопускання шкідливого впливу робіт, які виконуються під час розробки надр, на збереженість запасів тих чи інших корисних копалин або на погіршення їхньої якості;

· охорону родовищ від затоплення, обводнення, забруднення та забудовування площ залягання корисних копалин;

· охорону заповідників, пам’яток природи і культури від шкідливого впливу робіт, пов’язаних із користуванням надрами.

Поряд з поняттям моніторингу, широко вживаним у географії, використовують також термін літомоніторинг, який означає контроль, оцінку стану і прогноз зміни геологічних, гідрогеологічних і інженерно-геологічних умов під дією технічних чинників. Своєчасне фіксування навіть незначних змін на поверхні Землі та в її надрах дасть змогу прогнозувати події і за необхідності не допускати негативних наслідків господарської діяльності. Літомоніторинг передбачає створення спостережних пунктів та експериментальних полігонів для вивчення поверхневих геологічних процесів і режиму ґрунтових вод. Такими спостережними пунктами мають бути природні заповідники із збереженими еталонами непорушеної літосфери, експериментальні ж полігони правитимуть за базу для відпрацювання охоронних заходів. Подібний полігон уже діє в Криму.

Геологи, проектувальники й будівельники мають оцінювати кожне родовище як комплекс корисних копалин. Адже супутні компоненти (будівельні, хімічні) за вартістю часто рівноцінні основній корисній копалині. Водночас розкривні та вмісні породи часто вважають відходами гірничодобувних підприємств і їх здебільшого складають у відвали. За рахунок комплексної розробки покладів в Україні виготовляють вапнякові добрива, формувальні матеріали для лиття, шляховий і будівельний щебінь, цеглу тощо. В разі комплексної оцінки деякі родовища, що раніше вважалися непромисловими, переводять в економічно рентабельні, оскільки вони містять певні дефіцитні для України супутні компоненти – апатити, фосфорити, боксити.

Однак повною мірою використовувати відвали як сировинні ресурси при сучасному рівні розвитку науки і виробництва неможливо, тому площі під відвалами, як і всі землі, порушені гірничими роботами, треба рекультивувати.

Рекультивація – це повернення земельних ділянок у той стан, коли їх можна використовувати в сільському господарстві або для лісових насаджень, будівництва чи створенні зон відпочинку. Іноді – це створення штучних ландшафтів, які гармонійно доповнюють природні. Розрізняють гідротехнічну та біологічну рекультивації.

Гідротехнічна рекультивація – це гасіння териконів, формування плоских відвалів, виположування схилів, загладжування терас, засипання понижень. Вирівняні ділянки вкривають шаром глинистих порід чи лесом, супіском і власне ґрунтом. Гумусовий горизонт ще до початку гірничих робіт зрізають і зберігають у спеціальних відвалах.

Біологічна рекультивація охоплює заходи щодо оновлення ґрунту або створення на породних відвалах умов, що забезпечують їх родючість. Для цього добирають най витриваліші види рослин і створюють стійкі біоценози.

Однією з основних вимог до розробки родовищ корисних копалин є застосування найраціональніших та найефективніших методів вилучення сировини з надр. Через не досить досконалі методи видобування частка розвіданих запасів корисних копалин залишається в забоях і кар’єрах. Боротьба за зменшення цих втрат є важливою ланкою охорони надр. Цьому сприяють такі заходи, як удосконалення організації робіт, впровадження нових технологій видобутку.

Більшість видів мінеральної сировини багатокомпонентні. Це, зокрема, руди чорних і кольорових металів, нафта, газ, вугілля, горючі сланці, солі тощо. Іноді трапляється, що загальна цінність супутніх елементів перевищує вартість основної сировини. Повнота вилучення супутніх компонентів визначає ступінь комплексності використання даної сировини.

Важливим аспектом охорони надр є виявлення, реєстрація та охорона геологічно цінних об’єктів, еталонів літосфери.

Нагляд за основними вимогами щодо охорони надр, комплексної розробки родовищ, охороною навколишнього середовища при експлуатації родовищ корисних копалин здійснює Держтехнаглядохоронпраці, Міністерство екології та природних ресурсів, місцеві Ради та органи виконавчої влади у межах своєї компетенції.

Контрольні запитання

1. Що включає в себе охорона надр?

2. Чому питання раціонального використання природних ресурсів та охорони надр набуває дедалі більшої актуальності?

3. Надайте визначення літомоніторингу.

4. Для чого проводять рекультивацію земельних ділянок?

5. Які види рекультивації Вам відомі? Надайте їх визначення.

6. Що Ви розумієте під раціональним використання мінеральних ресурсів?

3.5 Геологічні заповідні території і об’єкти України

(лекція)

Мета: ознайомитися з геологічними заповідними територіями і об’єктами України, їх характеристикою та особливостями призначення; зробити висновки щодо їх необхідності та ефективності в галузі раціонального використання природного середовища.

План

1. Заповідні території, їх категорії.

2. Державні заповідники.

3. Державні заказники.

4. Державні пам’ятки природи, типи геологічних пам’яток.

Під впливом інтенсивної господарської діяльності людини змінюються природні ландшафти України, збіднюється рослинний і тваринний світ, руйнуються геологічні об’єкти. Тому давно назріла необхідність виявлення й охорони державою найцінніших ділянок та об’єктів як живої, так і неживої природи з метою їх збереження для майбутніх поколінь. За останні роки в цій справі досягнуто певних успіхів. Природний заповідний фонд України уже охоплює понад 5300 територій і об’єктів, його мережа і далі розширюється. Цінні геологічні об’єкти потребують особливо дбайливої охорони, бо, на відміну від об’єктів живої природи, їх після руйнування не можна відновити, і вони втрачаються назавжди. Згідно з сучасною класифікацією заповідні території і об’єкти в Україні поділяються на дев’ять заповідних категорій: державні заповідники; державні природні національні парки; державні заказники загальнодержавного і місцевого значення; державні пам’ятки природи загальнодержавного і місцевого значення;державні ботанічні сади; державні дендрологічні парки; державні зоологічні парки; державні парки – пам’ятки садово-паркового мистецтва загальнодержавного і місцевого значення; державні заповідні урочища.

Державним заповідником оголошується територія (акваторія), в межах якої є природні об’єкти, що мають особливу наукову або культурну цінність. Він є науково-дослідною установою, основним завданням якої є збереження еталонів природи і генетичного фонду, розробка методів охорони природи та раціонального природокористування. Суто геологічних заповідників немає, всі вони мають комплексний характер, але в складі деяких заповідників є цінні геологічні об’єкти, які і слугують підставою для їх створення (Карадазький, Канівський, Карпатський).

На відміну від державних заповідників, де охороняється весь природний комплекс, в державних заказниках тимчасово або постійно охороняються лише окремі його компоненти. Державні заказники створюються для відтворення й збереження певних видів рослин, тварин, палеонтологічних пам’яток, геоморфологічних утворень або й окремих унікальних ландшафтів. На території заказника частково дозволяється господарська діяльність, якщо вона не шкодить об’єктам, які охороняються. Державні геологічні заказники створюються для збереження унікальних або рідкісних геологічних утворень (геологічні відслонення, печери, скелі, каньйони, місця знаходження викопних решток рослин і тварин тощо). В Україні їх виділено небагато, переважна більшість таких об’єктів віднесена до категорії державних геологічних пам’яток. Серед державних геологічних заказників варто назвати: Качинський каньйон, Чорна Ріка, Дніпровські пороги, Роздольненський та Аюдаг.

Державні пам’ятки природи – відносно невеликі за площею ділянки території або окремі об’єкти, цінні в науковому, культурному або естетичному відношенні, які охороняються державою. За своїм значенням вони поділяються на державні пам’ятки природи загальнодержавного та місцевого призначення. В Україні налічується понад 700 геологічних пам’яток.

Геологічні пам’ятки поділяють на типи:

· стратиграфічні і геохронологічні – виходи гірських порід на земну поверхню, характерні для певного геологічного віку;

· мінералого-петрографічні – відслонення особливо цікавих, рідкісних або типових гірських порід та порід з рідкісними мінералами;

· сліди давніх виробок корисних копалин;

· палеонтологічні – відслонення гірських порід із збереженими в них рештками фауни і флори тих далеких часів, коли утворювалися ці породи;

· тектонічні – різноманітні деформації гірських порід, які свідчать про колишні рухи земної кори та згаслі вулкани;

· геоморфологічні – оригінальні форми земної поверхні, які утворилися під дією тих чи інших геологічних процесів;

· мальовничі – геологічні утворення, які мають особливу культурно-естетичну цінність.

Контрольні запитання

1. На які категорії поділяють заповідні території?

2. Що таке державні заповідники? Для чого вони створюються?

3. Що таке державні заказники? Чим вони відрізняються від заповідників?

4. Що таке державні пам’ятки природи? Як вони поділяються?

5. Що таке геологічні пам’ятки природи і як вони поділяються?

ЛІТЕРАТУРА

1. Й.М.Свинко, М.Я.Сивий «Геологія», 2003р.

2. «Охорона ґрунтів»: Навч. посіб./ М.К. Шикула, О.Ф. Гнатенко,

3. Л.Р. Петренко, М.В. Капштик. – К.: Т-во «Знання», КОО, 2001 р.