Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология

Подождите немного. Документ загружается.

1.5. Эколого-геологические условия и их состояние

Рассматриваемые понятия являются логическим развитием представлений

об экологических функциях литосферы. Они позволяют перейти от изучения и

анализа взаимосвязей и зависимостей в системе "литосфера-биота" к оценке кон-

кретных материальных носителей этой информации.

Под

эколого-геологическими

условиями (обстановкой) следует понимать со-

вокупность конкретных экологических свойств (функций) литосферы, отража-

ющих современное или палеосостояние условий жизнедеятельности живых орга-

низмов в данном объеме литосферы как среде их обитания. Эта обстановка может

изменяться как от места к месту, так и во времени в пределах одного массива, одно-

го района. В последнем случае эколого-геологическая обстановка как бы проходит

ряд своих состояний, трансформируясь во времени от одного из них к другому.

В условиях техногенеза и вследствие развития природных катастрофических про-

цессов такие изменения происходят очень быстро, нередко практически мгновен-

но, даже с исторической точки зрения.

Следует подчеркнуть, что в формировании эколого-геологических условий

ведущая роль может принадлежать как всем экологическим функциям, действу-

ющим одновременно, так и, по существу, какой-либо одной функции, например,

геодинамической, которая в данный период по своей интенсивности или масштабу

оказывает наибольшее воздействие на биоту и как бы подавляет роль других функ-

ций. В последнем случае следует говорить об эколого-геологических условиях, осо-

бенности которых обусловлены геодинамическими характеристиками литосфе-

ры. Если таковой является геохимическая функция, то оперируем словосочетани-

ем эколого-геологические условия, особенности которых обусловлены геохимиче-

скими особенностями литосферного блока.

В геологической литературе также используются понятия

эколого-геодинами-

ческие условия,

эколого-геохимические

условия,

эколого-геофизические

условия.

С нашей точки зрения, это сокращенный вариант словосочетаний, выделенных

в предыдущем абзаце. Кроме того, их, скорее всего, правомерно использовать и

в случае, когда мы анализируем влияние только какой-либо одной экологической

функции литосферы на биоту или человека.

Изменения эколого-геологических условий могут происходить, как уже отме-

чалось, достаточно быстро. Этапные особенности рассматриваемого объекта -

эколого-геологической системы следует назвать состоянием

эколого-геологиче-

ской обстановки (условий), нередко называемое геологами экологическим состоя-

нием литосферы. Содержание этого понятия определим так: состояние эколого-

геологической обстановки (условий) - временное ее состояние, оцениваемое спе-

цификой проявления одного, нескольких или совокупностью экологических свойств

(функций) литосферы в данный момент времени, определяющих степень (уро-

вень) благоприятности

возможности проживания живых организмов.

Состояние эколого-геологической обстановки оценивается через временное

состояние определенных свойств литосферы и характеризует уровень воздействия

этих свойств на живые организмы. Согласно этому определению, оценка экологи-

ческого состояния литосферы должна включать, с одной стороны, определение

уровня ресурсного и энергетического воздействий на живые организмы со сторо-

ны литосферы и, с другой стороны, указание на специфические реакции на это

воздействие живой материи. Этот критерий пригоден для живых организмов всех

уровней организации экосистемы.

Состояние эколого-геологических условий (обстановки) может быть обуслов-

лено, как указано ранее, проявлением одного, нескольких или совокупностью

свойств и функций литосферы. Если наиболее сильно действуют на биоту особен-

ности, например, геофизической функции, то приходится говорить о состоянии

эколого-геологических условий, обусловленных проявлением геофизической функ-

ции (свойств). Часто геологи используют для обозначения этого более короткое

словосочетание:

эколого-геофизическое

состояние литосферы. В этом же смысле

используются и такие понятия, как

эколого-ресурсное

состояние литосферы, эко-

лого-геодинамическое состояние литосферы,

эколого-геохимическое

состояние

литосферы.

Таким образом, состояние эколого-геологических условий, определяемое для

конкретной территории или литосферного блока, отражается на индивидуальной

фактологической оценке и обеспечивается четкой временной привязкой или вре-

менным интервалом - современное состояние, состояние на конкретную дату.

Подчеркнем в дополнение еще одну позицию: оба введенных понятия - эколо-

го-геологические условия и состояние эколого-геологических условий являются

материальным атрибутом объекта изучения, и характеризующие их параметры

можно измерять, оценивать, классифицировать и моделировать, что обеспечивает

не только решение теоретических эколого-геологических проблем, но и практиче-

ских задач.

1.6. Логическая структура экологической геологии

Центральной проблемой любого естественно-научного знания является во-

прос о логической структуре науки, включающей в себя основания науки, основ-

ные понятия, теории и идеи, законы. Исходя из представления о том, что экологи-

ческая геология является научным направлением в геологии, а не отдельной (част-

ной) геологической наукой, ее логическая структура должна формироваться как

за счет ассимиляции определенных элементов логической структуры частных гео-

логических наук, привлекаемых для решения экологических задач, так и своей

собственной логической основы. Причем ассимиляция носит не механический ха-

рактер, а подчинена вполне определенным закономерностям, логике экологиче-

ского подхода. Следовательно, общее поле логической структуры экологической

геологии включает в себя определенные по объему части поля логической струк-

туры различных геологических наук и свою "собственную часть логической осно-

вы , тот стержень, который позволя-

ет целенаправленно использовать

привлекаемые теории, идеи и зако-

ны отдельных геологических наук.

В схематическом виде такая трак-

товка вопроса отражена на рис. 4. Он

свидетельствует о мозаичности поля

логической структуры экологиче-

ской геологии и дает представление

о геологических науках, принима-

ющих участие в обосновании реше-

ния экологических задач, а также о

вкладе этих наук в логическую

структуру экологической геологии.

Нетрудно заметить, что наиболь-

ший объем информации и методов

исследования для экологической

геологии "поставляют" инженерная

геология, геокриология, гидрогео-

логия, геохимия, геофизика и геоло-

гия полезных ископаемых. Осталь-

ные науки геологического цикла и

их логические структуры играют

меньшую роль.

Принятое в данной работе по-

нимание экологических функций

литосферы позволяет к важней-

шим элементам собственной части

логической структуры экологиче-

ской геологии отнести следующие

позиции:

положение о том, что структу-

ра, свойства и пространственные закономерности в строении приповерхност-

ной части литосферы и ее экологические функции есть результат историко-

геологического развития во взаимодействии с внешними природными среда-

ми и техносферой;

положение о том, что динамика (скорость, характер движения) литосферы,

ее компонентов и изменение экологических функций обусловлены их природны-

ми свойствами, видом и интенсивностью взаимодействия с внешними, в том числе

техногенными, средами;

закон соответствия при взаимодействии организмов с окружающей средой;

закон соответствия характера развития общества и состояния природной сре-

ды (основной экологический закон).

Именно эти положения формируют экологический стержень, объединяющий

научные основания других наук геологического цикла, и составляют собственную

часть логической основы экологической геологии.

Еще одной основополагающей проблемой любого естественно-научного зна-

ния является вопрос об уровнях организации и таксономии объектов. Для экологи-

ческой геологии можно принять следующие уровни организации литосферы:

элементарный, включающий геофизический (физические поля и частицы),

атомно-молекулярный (элементы, соединения), минералогическо-петрографиче-

ский (минералы, горные породы);

локальный геологический (массивы горных пород, стратиграфо-генетические

комплексы горных пород);

региональный (геологические формации, структурные этажи, региональные

геосистемы);

планетарный (геооболочки).

В общем виде такая структуризация литосферы достаточно хорошо коррес-

пондируется с иерархией природно-технических систем, предложенных Г.К.Бон-

дариком.

Нетрудно заметить, что каждый из выделенных таксономических уровней ор-

ганизации литосферы изучается определенным комплексом геологических дис-

циплин, каждая из которых опирается на свои теории и идеи. Так, для планетарно-

го уровня, главным образом, используются научные основания тектоники, струк-

турной геологии, геофизики и региональной геологии, для локального уровня -

инженерной геологии, гидрогеологии, литологии, геохимии и геофизики, для эле-

ментарного уровня - геохимии, инженерной геологии, для исследования физиче-

ских полей - только геофизики.

Роль и место различных наук геологического цикла в формировании логиче-

ской структуры экологической геологии наиболее объективно можно раскрыть че-

рез эту взаимосвязь путем рассмотрения экологических функций приповерхност-

ной части литосферы с учетом уровней ее организации. Для наглядности это отра-

жено в форме двухрядной матрицы (табл. 2), по горизонтальной оси которой при-

ведены уровни организации литосферы, а по вертикальной оси - экологические

функции литосферы, на пересечении этих рядов перечислены науки геологическо-

го цикла, формирующие теоретический базис экологической геологии.

Как следует из таблицы, ресурсная экологическая функция литосферы изуча-

ется преимущественно методами геологии полезных ископаемых и гидрогеоло-

гии. Причем это относится только к планетарному уровню организации литосфе-

ры. На региональном уровне к ним подключаются инженерная геология и геокрио-

логия. На локальном уровне приоритет переходит к минералогии, петрографии и

гидрогеологии, инженерной геологии и криолитологии.

При изучении геодинамической экологической функции литосферы на всех

уровнях ее организации доминируют инженерная геология, геокриология, геохи-

мия, геофизика, геология полезных ископаемых. Остальные науки геологического

цикла играют несколько меньшую роль. При изучении геофизической и геохими-

ческой функций литосферы доминируют геохимия, гидрогеология и геофизика. Это

принципиальная схема на уровне геологических наук (без детализации их по науч-

ным направлениям), дающая общее представление по рассматриваемому вопросу.

1.7.

Структура экологической геологии как науки

В составе экологической геологии нами выделяется несколько научных разде-

лов, ответственных за изучение определенных экологических функций литосфе-

ры. Таковыми являются экологическое ресурсоведение, экологическая геодинами-

ка, экологическая геохимия и экологическая геофизика (рис. 5).

Экологическое ресурсоведение исследует весь спектр морфологических, рет-

роспективных

прогнозных вопросов

проблем, связанных с обеспечением биоты

и, в первую очередь, человеческого сообщества минерально-сырьевыми ресурсами

литосферы

ресурсами геологического пространства с позиций использования

его для нужд человечества в эпоху активного техногенеза. Акцент в исследовани-

ях делается не на поиски и подсчет

запасов полезных ископаемых, а на

оценку их соответствия современно-

му уровню потребления и рациона-

льного использования с учетом эко-

логических последствий. По суще-

ству должен решаться вопрос о рег-

ламентации потребления минераль-

но-сырьевых ресурсов литосферы

с учетом сохранения и нормального

функционирования экосистем высо-

кого уровня организации. С экологи-

ческих позиций оцениваются и ре-

сурсы геологического пространства.

Для выполнения этих исследований

должны привлекаться методы ряда

геологических наук: геологии полез-

ных ископаемых, гидрогеологии (ми-

неральные сырьевые ресурсы), инже-

нерной геологии и геокриологии (ре-

сурсы геологического пространства). Кроме того, эти исследования должны быть со-

циально ориентированы, что подразумевает их тесную связь с социально-экономиче-

скими науками, а в практическом отношении - деловой контакт экологов-геологов

с экономистами, социологами, представителями директивных органов и проектных

институтов. К основным задачам этого раздела можно отнести оценку состояния ми-

нерально-сырьевых ресурсов с учетом развития современной цивилизации и геологи-

ческое обоснование предложений по регламентации их потребления.

Экологическая геодинамика исследует морфологические, ретроспективные

и прогнозные задачи, связанные с изучением воздействия природных и антропо-

генных геологических процессов на биоту как с позиций оценки возможных ката-

строф, так и комфортности ее проживания. Последнее относится, как правило,

к человеческому сообществу. Выполняемые исследования опираются на методы

инженерной геологии, геокриологии, гидрогеологии и геотектоники и предусмат-

ривают контакт с проектировщиками. К основным задачам относятся: разработка

методов оценки устойчивости приповерхностной части литосферы к изменению

ее геодинамических параметров под влиянием природных факторов и техногенеза

с учетом экологических последствий; эколого-геологическое обоснование инже-

нерной защиты от опасных и катастрофических геологических процессов (при-

родных и антропогенных), влияющих на существование и комфортность прожива-

ния биоты и человеческого сообщества.

Экологическая геохимия исследует морфологические, ретроспективные и про-

гнозные задачи, связанные с изучением геохимических полей и геопатогенных ано-

малий (неоднородностей земной коры) природного и техногенного происхожде-

ния на биоту. Среди этих полей выделяются литогеохимические, гидрогеохимиче-

ские,

сноугеохимические,

биогеохимические и атмогеохимические. Объектом ис-

следований является вещественный (минеральный) состав литосферы, миграция

подвижных соединений химических элементов, их аномальных концентраций

и характер воздействия на биоту с использованием методов геохимии, минерало-

гии, петрографии, гидрогеологии и данных медико-биологических оценок состо-

яния биоты. В практическом аспекте такие исследования подразумевают тесное

сотрудничество экологов-геологов с медиками и санитарной службой, так как

оценка аномалий должна проводиться с медико-санитарных позиций.

Экологическая геофизика исследует морфологические, ретроспективные

и прогнозные задачи, связанные с изучением геофизических полей природного

техногенного происхождения, их отклонением от нормы и воздействием на

биоту. Для этого привлекаются методы геофизики, геотектоники, сейсмотектони-

ки и данные медико-биологических дисциплин. Здесь также необходимо тесное

сотрудничество с представителями медико-санитарной службы.

Таким образом, экологическая геология и ее научные разделы тесно связаны

с проблемой геологического обеспечения устойчивого функционирования экоси-

стем, включая человеческое сообщество. При этом они опираются на теории и ме-

тоды многих геологических наук, таких как инженерная геология, геокриология,

гидрогеология, геохимия, геофизика и геология полезных ископаемых. Остальные

науки геологического цикла - геотектоника, петрография, минералогия и другие -

играют несколько меньшую роль, и их теории и методы привлекаются с учетом ха-

рактера решаемой эколого-геологической проблемы. Кроме того, эколого-геологи-

ческие исследования предусматривают широкое использование информации ме-

дико-биологического и социально-экономического характера.

Литература

Вахромеев

Г.С.

Экологическая геофизика. - Иркутск: Улисс, 1995. - 212 с.

Гавриленко

В.В. Экологическая минералогия и геохимия месторождений полезных

ископаемых. - СПб: СПбГГИ, 1993. - 158 с.

Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. Кн. 1-6. - М.: Недра, 1994-1997. -

304 с, 301 с, 351 с, 407 с, 575 с, 607 с.

Плотников

И.И.,

Карцев

А.

А., Рогинец И.И. Научно-методологические основы эколо-

гической гидрогеологии. - М.: Изд-во Моск. ун-та,

1992.

- 60 с.

Теория

методология экологической геологии / Под ред. В.Т.Трофимова. - М.: Изд-во

Моск. ун-та, 1997. - 368 с.

Трофимов

В.

Т., ЗилингД.Г. Инженерная геология и экологическая геология: теорети-

ко-методологические основы и взаимоотношение.

М.: Изд-во Моск. ун-та,

1999.

-120

с.

Экологические функции литосферы / Под ред. В.Т.Трофимова. - М.: Изд-во Моск.

ун-та, 2000. - 432 с.

Янин

ЕЛ.

Введение в экологическую геохимию. - М.,

1999.

- 67 с.

ГЛАВА 2

НАУЧНЫЙ МЕТОД ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ

И ЕЕ СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

2.1. Научный метод экологической геологии

Научный метод экологической геологии включает в себя общие, специальные

и частные методы познания, объединенные в единую систему, подчиненную реше-

нию эколого-геологических задач. В таком качестве он обеспечивает свое предназ-

начение, включая в себя методы не только геологических, но и сопредельных есте-

ственных и медицинских наук. Этим обеспечивается информационное простран-

ство экологической геологии. Важно подчеркнуть, что наряду со специальными

частными методами познания научный метод экологической геологии включает

в себя специальные методы, присущие только экологической геологии. Такая

сложная структура научного метода экологической геологии отражена в табл. 3,

дающей представление о всей сумме ассимилированных методов познания.

При рассмотрении теории и методологии экологической геологии (1997) по-

казано, что процесс познания в экологической геологии имеет иерархический ха-

рактер. Основные теоретические предпосылки формируются всеобщими метода-

ми познания; частные методы отдельных наук обеспечивают информационное

пространство, включающее характеристики основных элементов эколого-геоло-

гической системы и их причинно-следственные связи. Специальные методы эко-

логической геологии позволяют сформировать знания об объекте исследований,

принципах управления и контроля за его состоянием. Эти методы используются

практически на всех структурных уровнях и являются способами получения точ-

ного знания.

В качестве общих методов, составляющих основу системы познания, в эколо-

гической геологии рассматриваются два основных метода (см. табл. 3). Метод ма-

териалистической диалектики является общей философской основой, способству-

ющей наиболее полному и всестороннему отражению в научном знании объектив-

ных свойств и причинно-следственных связей изучаемого объекта. В рамках мате-

риалистического познания окружающего мира выделяются два уровня научного

познания: эмпирический и теоретический, которые неразделимы. Без наличия эм-

пирического материала невозможно сформировать теорию, а без надежной теории

нельзя разработать новые приемы и правила (метод науки) познания материально-

го объекта. Эта диалектическая связь является важнейшей чертой метода материа-

листической диалектики, используемого при познании такого сложного объекта,

как эколого-геологическая система.

Использование системного анализа позволяет рассматривать весьма сложный

объект в качестве единой системы, оценить, осуществить прогноз эколого-геоло-

гического состояния в пространстве и во времени, разработать программу управ-

ляющих решений. Эколого-геологические исследования выходят за рамки тради-

ционных геологических работ и включают информацию по биологии и медицине.

Связать воедино весь спектр этих научных направлений возможно, лишь исполь-

зуя аппарат системного анализа. Он позволяет проанализировать всю гамму при-

чинно-следственных связей, формирующих структуру эколого-геологической си-

стемы и разработать программу взаимозаменяющих исследований специальными

методами отдельных наук (геологии, географии, медицины, биологии, экономики,

социологии

т.д.).

В методах конкретных частных наук, привлекаемых для решения эколого-гео-

логических проблем, широко используются методы математики, физики, химии,

экологии, являющиеся по сути своей общенаучными. Применение того или иного

метода этих наук обусловливается конкретными целями исследований.