Техногенные процессы, подобные эндогенным геологическим процессам

Рассматриваемые ниже процессы лишь с большой условностью могут быть названы эндогенными. Дело в том, что они вызваны техногенными, т.е. внешними воздействиями человека на земную кору, однако по многим признакам напоминают некоторые процессы внутренней геодинамики.

Локальные прогибания земной коры с амплитудой до нескольких метров, напоминающие природные колебательные движения, обусловлены добычей нефти и подземных вод, статической нагрузкой наземных сооружений, интенсивностью движения наземного транспорта.

При интенсивной откачке нефти, газа и воды происходят максимальные по амплитуде (от 0,5 до 9,5 м) прогибания поверхности земной коры. Скорость опускания может достигать 3 — 8 и даже 20 см в год, что гораздо больше, чем при естественных тектонических колебаниях земной коры. Интересно, что при прекращении откачек и при нагнетании воды в недра опускания поверхности замедляются и даже приостанавливаются.

Иногда оседание поверхности сопровождается разрывом сплошности пород с возникновением зияющих трещин и разломов. Так, при прогибании земной поверхности в штате Аризона (США) образовались зияющие трещины шириной в несколько сантиметров и с протяженностью несколько километров. Крупный разлом длиной 700 м и шириной 5 см образовался в скальной стенке на Северном острове в Новой Зеландии при прокладке подводного тоннеля для гидростанции. На месторождении Ингвуд (США) в связи с добычей нефти и закачкой в недра воды активизировались существовавшие разрывы и возникли новые трещины протяженностью от 130 до 830 м и шириной до 15 см.

Тектонические смещения различной амплитуды и протяженности возникают также при ядерных взрывах. Так, при подземном ядерном взрыве мощностью около 5 мегатонн на острове Амчитка (США) возникла система трещин и разрывов со смещениями по ним, а морская терраса в 1,5 км от эпицентра взрыва оказалась приподнятой на 0,6 — 1,1 м на протяжении 2 км. Появления крупных разломов с вертикальными смещениями были зафиксированы при ядерном взрыве в штате Невада на значительном расстоянии от эпицентра.

Ядерные взрывы сопровождаются также такими особыми тектоническими явлениями, как землетрясения. При этом по величине сейсмического эффекта некоторые взрывы (ядерные и неядерные) не уступают природным динамическим агентам. Так, например, многократные сильные толчки отмечались после ядерных взрывов, описанных выше. В штате Колорадо при ядерном взрыве в 80 км от эпицентра зафиксировано землетрясение в 5,5 балла.

Техногенные землетрясения вызываются влиянием крупных водохранилищ, эксплуатацией нефтяных месторождений, закачкой флюидов в недрах, горными ударами в подземных выработках и т.п. В настоящее время сейсмические явления фиксируются на 40 крупных водохранилищах. Интенсивные толчки отмечены на водохранилищах Мид (США), Кариба (Африка), Монтаньяр (Франция), Кремаста (Греция), Койна (Индия), Куробэ (Япония). В некоторых случаях (Кариба, Кремаста, Койна) техногенные землетрясения имели катастрофические последствия.

Сейсмические эффекты отмечались также при добыче флюидов. В США около г. Денвера фиксировали подземные толчки при закачке промышленных стоков на глубину более 3600 м.

Все рассмотренные случаи проявления техногенных землетрясений, связанные с заполнением водохранилищ, извлечением или закачкой в недра флюидов, обусловлены перераспределением напряжений в земной коре. При этом техногенные агенты вызывают сейсморазгрузку накопленной упругой энергии.

Явления, подобные природным процессам магматизма и метаморфизма, сопровождают мощные ядерные взрывы. В момент взрыва температура достигает миллионов градусов, а давление — десятков тысяч мегапаскалей. В центре взрыва порода превращается в пар, на некотором удалении порода плавится, а еще дальше — сильно нагревается. Таким образом, в зависимости от мощности взрыва формируются зоны различной степени нагрева пород. Вблизи центра образуется расплав, подобный магме, а на расстоянии, где порода сильно нагревается, создаются условия метаморфизма. Бурение в зоне взрыва подтверждает отмеченные закономерности.

Техногенные факторы создают также условия для изменения физических полей Земли. Этот вопрос в настоящее время изучен недостаточно, и можно привести только отдельные примеры такого воздействия. Так, например, аномалии естественного электрического поля в значительной мере обусловлены развитием электрификации. Повышенный по сравнению с естественным фоном уровень радиации был обусловлен в свое время массовыми испытаниями ядерного оружия. Этот уровень снизился только после запрещения испытаний в атмосфере, гидросфере и на поверхности Земли. В свою очередь подземные ядерные взрывы оказали локальное воздействие на магнитное поле планеты, что было установлено многочисленными измерениями.

Рассмотренные выше отдельные примеры и общие закономерности влияния деятельности человека на компоненты природной среды и геологические процессы позволяют считать техногенез важным и глобальным фактором геологического развития планеты. Грандиозны результаты техногенных воздействий на атмосферу, гидросферу и биосферу, на состав и строение земной коры, формы ее рельефа. При этом изменения природных объектов и процессов иногда настолько значительны, что нарушения отдельных элементов природного равновесия могут стать необратимыми. Последствия подобных нарушений трудно предсказать, однако ухудшение качества окружающей среды становится уже сейчас серьезным препятствием в развитии производительных сил общества

Дата добавления: 2015-07-07