Геоэкология и геофизическая экология.

С геофизических позиций целесообразно использовать следующее определение: геоэкология – это фундаментальная междисципли­нарная наука, базирующаяся на комплексировании экологических проблем биологии, почвоведения, географии, геологии, гидрологии, геохимии и геофизики и позволяющая получать информацию об экологическом состоянии окружающей среды.

Объектом исследования геоэкологии являются окружающая сре­да и антропогенно нарушаемые системы высокого уровня орга­низации (ассоциации организмов и биоценозы), а предметом исследований — закономерности их функционирования и разви­тия. Основные решаемые задачи — изучение и прогнозирование изменений экосистем и их функций под влиянием природных и природно-техногенных процессов, разработка теории их устой­чивости, функционирования.

В геофизике также следует выделить фундаментальное науч­ное направление, которое можно назвать геофизической экологией или геофизикой биотехносферы (биогеотехносферы). Этимподчеркивается значение природных и техногенных физических полей для биосферы в целом, а не только для жизни людей.

Таким образом, геофизическая экология – это научный фундаментальный раздел общей геофизики, изучающий влияние физических полей космического и земного происхождения на экосистемы, а также проблемы вещественного и энергетического взаимодействия объектов не­живой и живой природы между собой.

Или геофизическая экология есть фундаментальный раздел общей геофизики, в котором изучаются структура, свойства, пространственно-временная изменчивость геофизических полей естественного и техногенного происхождения в аспекте их воз­действия на вещественный, энергетический и информационный об­мен в биосфере.

Предметом исследования геофизической экологии являются ес­тественные (космические и земные) и искусственные (антро­погенно-техногенные) физические поля, их свойства и характе­ристики, изменение в пространстве и во времени, воздействие этих полей на природную среду, биоту и человека.

Экологическая геология (экогеология) представляет собой новое направление в геологии, изучающее верхние горизонты литосфе­ры (включая подземные воды и газы) как основные абиотичес­кие (неживые) компоненты экосистем высокого уровня органи­зации. Основываясь на таком определении, следует считать, что экогеология является частью геоэкологии.

Объектом исследований экогеологии являются верхние гори­зонты литосферы, точнее, гидролитосферы до глубин, на кото­рые распространяется производственно-техническая деятельность людей, например добыча нефти и газа с помощью скважин до глубины 6—7 км. Верхняя, или приповерхностная, часть лито­сферы называется иногда геологической средой. Под геологичес­кой средой, в соответствии с данным Е.М. Сергеевым определе­нием, понимается поверхностная оболочка литосферы, находящаяся под воздействием инженерно-хозяйственной деятельности человека и, в свою очередь, в известной степени определяющая эту деятельность. Эта поверхностная оболочка мощностью в несколь­ко сотен метров иногда называется верхней частью разреза (ВЧР), геофизической средой (профессиональный геофизический термин). Она включает почвы, горные породы, поверхностные и под­земные воды, используется для размещения объектов челове­ческой деятельности, в ее пределах проявляются физико-геоло­гические процессы (оползни, карст и т.п.). ВЧР в наибольшей степени подвержена воздействию экзогенных (атмосферных и по­верхностных), техногенных (физико-химических и энергетичес­ких), меньше эндогенных (внутриземных) факторов. ВЧР харак­теризуется экстремальным проявлением как природных (рез­кой геологической, петрофизической и физической неоднород­ностью в пространстве и во времени), так и техногенных (макси­мальным проявлениям всевозможных искусственных полей) фак­торов.

Предметом исследований экологической геологии счита­ем знания об экологических функциях литосферы, т.е. выявление роли и значения литосферы, включая подземные воды, и протекаю­щих в ней природных и антропогенных геологических процессов, в жизнеобеспечении и эволюции биоты и, главным образом, человечес­кого общества.

Экологические функции литосферы могут изучаться на разных таксономических уровнях: а) элементарном, когда рассматривают­ся отдельные минералы или отдельные объекты исследований; б) локальном, с изучением массивов или комплексов горных пород; в) региональном, имеющем дело с геологическими форма­циями, геосистемами и т.п.; г) планетарном, рассматривающем геооболочки Земли.

Антропогенно-технические воздействия на верхние горизонты литосферы разнообразны по характеру и интенсивности. Среди методов изучения экологических функций литосферы на разных таксономических уровнях большая роль принадлежит геофизическим методам. Поэтому вполне оправданно существова­ние нового научно-прикладного направления в геофизике — экологической геофизики.

Экологическая геофизика — это раздел прикладной геофизики, изучающий экологически опасные природные, природно-техногенные и техногенные явления и процессы в литосфере, гидросфере и атмосфере в целях оценки их воздействия на состояние живых организмов путем исследования естественных и искусственных фи­зических полей.

Экологические задачи уже давно решаются средствами прикладной геофизики. Как известно, прикладная геофизика подраз­деляется на глубинную региональную (структурную), разведочную (нефтегазовую, рудную, нерудную и угольную), инженерную (ин­женерно-геологическую, гидрогеологическую, почвенно-мелиоративную, мерзлотно-гляциологическую, техническую), горную, скважинную геофизику. Дополнительным разделом прикладной геофизики следует считать экологическую геофизику. Экологическая геофизика изучает опасные с эколо­гических позиций процессы и явления, используя для этого традиционные и специально разработанные геофизические мето­ды. Она является прикладным разделом геофизической эколо­гии — фундаментального раздела геофизики.

У экологической геофизики и экологической геологии об­щий объект исследований — верхняя часть литосферы (или геолого-геофизическая среда), характеризующаяся нелинейностью свойств и изменчивостью во времени определяющих ее пара­метров. Нелинейность свойств литосферы проявляется в тензочувствительности — зависимости упругих свойств горных по­род от давления, флюидочувствителъности — зависимости упру­гих, электромагнитных и других свойств горных пород не толь­ко от геохимического состава твердой фазы, но и от состава флюидов (вода, нефть, газ), их перемещений — и в сложном характере реакции среды на внешнее воздействие. Вариации кос­мических полей во времени приводят как к ритмичным (упо­рядоченным), так и к хаотичным (случайным) изменениям па­раметров естественных и искусственных земных физических по­лей и характера протекания сопровождающих их процессов. Таким образом, геолого-геофизическая среда характеризуется фи­зическими и химическими свойствами, соотношениями твердой фазы и флюидов горных пород, геометрическими параметрами геологических тел, а также вариациями природных и все бо­лее возрастающих по интенсивности техногенных физических полей.

У экологической геофизики и экологической геологии еди­ный предмет исследований — экологические функции литосферы, в частности:

ресурсная (разведка органоминеральных ресурсов, необходи­мых для жизни биоты и человека);

геодинамическая (выявление нарушений верхних частей ли­тосферы вследствие эндогенных и экзогенных, естественных и искусственных процессов);

геохимическая (оценка вещественных загрязнений верхней части разреза);

геофизическая (изучение пространственно-временного рас­пределения физических полей).

Имеют определенное сходство и основные задачи экологической геофизики и экологической геологии, которые сводятся к следу­ющему.

1. Изучение изменений приповерхностных частей литосферы под влиянием природных и техногенных катастрофических и мед­ленно протекающих геодинамических процессов для оценки и прогнозирования их экологических последствий, геодинамичес­кой устойчивости литосферы и разработки способов контроля за сохранением ее экологических функций.

2. Медико-санитарное и социально-экологическое обеспечение деятельности людей в условиях тесной взаимосвязи с окружаю­щей средой и роста ее физико-химической загрязненности.

Различаются лишь методы исследований: они либо прямые геологические, в том числе литолого-петрографические, гидрогеологические, геохимические и т.п., либо, чаще, косвенные — физические (геофизические). В качестве относительно самостоя­тельной геофизическая информация экологического плана может быть получена при решении лишь отдельных аспектов пере­численных задач. Наиболее же целесообразно сочетание различ­ных, дополняющих друг друга методов, используемых в экологи­ческой геофизике и экологической геологии.