Влияние человека на геосферу литосферу Земли

Александр Бутюгин
Сегодня человеческая деятельность фактически оказывает реальное воздействие на геоэволюцию Земли.
Существующие сегодня проблемы экологии в большинстве случаев связывают с отрицательным воздействием человека на биосферу Земли.
И все изменения в земном ландшафте, связанные  с деятельностью человека (добыча полезных ископаемых в первую очередь), экологи также связывают (оценивают) с воздействием на биосферу (почву, биоту, водный и тепловой режимы).
Считается, что необратимые изменения в ландшафте последуют после нарушения твердого фундамента, рельефа, климата, так как эти компоненты — основные входы в геосистему, через которые извне поступает вещество и энергия. Преобразования твердого фундамента и мезорельефа формирует совершенно новые геосистемы — антропогенные (отвалы, карьеры, овраги и др.) [1]. И экологи в основном оценивают воздействие этих антропогенных ландшафтов на биосферу. При этом практически не оценивается экологический эффект, который оказывают изменения в верхних слоях земной коры, происходящие при строительстве и функционировании шахт, газо- и нефтескважин.
Технологии добычи полезных ископаемых  разрабатываются и совершенствуются  уже многие десятилетия в связи с истощением легкодоступных месторождений Геологи (разведчики недр) и разработчики  технологий  не представляли себе всех реальных отдаленных последствий добычи.
Кто мог предположить следующее:
1. что будут происходить проседание и провалы почвы над выработками, которые наблюдаются, например, в Донбассе (над угольными разработками), а также на разработках железной руды в Кривбассе? Аналогичные явления наблюдается в различных странах мира.
2. что шахтная добыча полезных ископаемых приводит к увеличению выделения радиоактивного радона?
3. возникнут проблемы с шахтными водами при закрытии шахт. Сейчас наиболее это проявляется в подтоплении. Но  никто не догадывается, чем это обернется в ближайшем и отдаленном будущем.
Вышеприведенные примеры – это  результат печального исторического опыта.
Однако реальные последствия добычи полезных ископаемых могут быть более фундаментальными, так как сегодня не учитываются (или просто не понимаются)  взаимосвязи в литосфере Земли, и целый ряд изменений, происходящих при добыче.
Непонимание или недооценка взаимосвязей в геосфере (литосфере) связано, вероятно, с отсутствием у геологов, геофизиков (в науке геологии) и добытчиков основополагающей теории, которая бы определяла  взгляд на Землю, как на целостный организм. Складывается такое впечатление, что ими управляет потребительская идеология, которая формирует у них взгляд на Землю, как объект неживой Природы и источник сырья.
Полезные ископаемые сотни миллионов лет формировались в земной коре.  Образование полезных ископаемых происходило за счет различных процессов в литосфере, мантии и ядре Земли.  Шли определенные физические, физико-химические и химические процессы. И месторождения полезных ископаемых – это уже некий равновесный вариант. Извлекая полезные ископаемые, мы нарушаем создавшееся равновесие, что порождает самые неожиданные (на первый взгляд) последствия.
Пример 1.
 Шахта. Глубина современных шахт уже более 1000 м.
Что изменилось?
До добычи: До начала эксплуатации был некий равновесный твердотельный комплекс. Были одни физические параметры (теплоемкость, теплопередача, диэлектрическая проницаемость, электропроводность, магнитного поля Земли) в этом конкретном месте.
После добычи: После добычи угля (или другого ископаемого) образовались пустоты.
На первом этапе вместо полезного ископаемого – воздух (вещество с низкой теплопроводностью, диэлектрик, инертное физико-химически), который изменяет все параметры (теплоемкости, теплопередачи, диэлектрической проницаемости, электропроводности, магнитного поля Земли). Также изменяется масса коры в этом месте. 
На втором этапе воздух замещается водой (веществом с высокой теплоемкостью, электропроводностью, физико-химически активное по отношению к породам), что приводит к новому изменению вышеуказанных параметров. Происходит возрастание массы, но не до прежних показаний, так как плотность воды меньше плотности угля (незначительно) и плотности пород (более значительно). Но особенно изменяется теплоемкость, теплопередача, электропроводность, диэлектрическая проводимость и магнитное поле всей системы. Что неизбежно влечет изменение равновесий с более глубокими слоями коры.
Пример 2.
Добыча нефти и газа. Нефть и газ имеют определенные физические (плотность, теплоемкость, теплопроводность, электропроводность, диэлектрическую проницаемость и пр.), физико-химические и химические свойства. Плюс они еще имеют определенное давление в пластах (имеются в виду глубокие пласты). Вся система до начала добычи имеет одни равновесные параметры (теплоемкость, теплопроводность, электропроводность и пр.). При этом практически отсутствует химическое взаимодействие с породами. При добыче используют воду, в которую добавлены ПАВы (поверхностно-активные вещества, снижающие поверхностное натяжение водных растворов, что улучшает смачиваемость пород, способствует проникновению растворов и вытеснению газа и нефти). Также в воду добавляют электролиты (минеральные соли). В итоге, органические вещества газа и нефти замещаются водными растворами, которые имеют в корне отличные физические и физико-химические свойства.
Нефть и газ находятся в пористых или дисперсных породах. Водные растворы меняют физические свойства этих пород, уменьшая их прочность (в общем плане), увеличивая их неустойчивость.
Изменение теплоемкостных и теплопроводящих свойств системы приводит к усилению теплового потока из недр Земли к поверхности, что повышает температуру верхнего слоя коры. Это влечет за собой изменение существовавших равновесий в атмосфере. И это может вносить свой вклад в глобальное потепление.
К каким последствиям приводит изменения электропроводности и магнитного поля (не только в конкретной системе, но и по цепочке – в земной коре, мантии) трудно судить.
Добыча сланцевого газа ведется с еще больших глубин, что приведет  к вышеуказанным изменениям в большем слое Земной коры.
Изучением вышеназванных явлений геология и геофизика не занимаются. Или эти исследования не афишируются.
Если в человеческом обществе происходят глобализационные процессы, то эти процессы должны повлиять  на идеологию науки геологии  и геологов в том плане, чтобы кардинально изменить их отношение к планете. Все в этом мире, в Природе, в геосфере и биосфере взаимосвязано. И взаимосвязь эта более глубокая, более всеобъемлющая, чем мы думаем. Вмешательство человечества в геоэволюцию Земли фактически началось с началом добычи полезных ископаемых.  И сегодня это вмешательство – по масштабам и энергетике – близко  космическому. Ответная реакция Земли в геосфере явно наблюдается, что проявляется в увеличении число и мощности природных катаклизмов. Это надо знать, понимать, правильно оценивать, изучать и учитывать в своей деятельности.
1. Соболева Н.П. Ландшафтоведение / Н.П. Соболева, Е.Г. Язиков. - Томск: изд-во ТПУ, 2008. – 176 с.