Личный кабинет


ОАО "Геолэкспертиза"

События компании

16.08.2017 Статья "Состояние и развитие водообеспечения крымского полуострова"

Обеспечение Республики Крым водой и энергией – два ключа к существованию и развитию региона. Задача актуальна именно сейчас, когда Правительство Украины осуществило водную и энергетическую блокаду Республики Крым с материковой части. Если вопросы энергоснабжения оперативно и грамотно решаются в первую очередь через включение Республики в энергосистему Российской Федерации, а затем развитием собственных генерирующих мощностей, то развитие инженерной инфраструктуры в целях водообеспечения Республики Крым - задача гораздо более сложная, системная и продолжительная.

26.04.2017 АО «Геолэкспертиза», получило Свидетельство на товарный знак.
АО «Геолэкспертиза», получило Свидетельство на товарный знак.

20.01.2017 Статья в "Газовой промышленности":
Статья в "Газовой промышленности":

logo_asgeos.png

Член Ассоциации Геологических Организаций

A_2014_vnutr7.jpg

Участник Ассоциации "Научно-Технического Центра Инновационного Недроиспользования"

Свидетельство о членстве в Ассоциации организаций в области недропользования "Национальная ассоциация по экспертизе недр"

Член Ассоциации организаций в области недропользования "Национальная ассоциация по экспертизе недр" (АООН "НАЭН")

19.11.2015

Геотоксикология, как фактор глобальной эволюции

 Акционерное Общество 


ОАО Геолэкспертиза.png

«ГЕОЛЭКСПЕРТИЗА»


Якуцени Сергей Павлович (Россия)

Геотоксикология, как фактор глобальной эволюции

«Будущее создается тобой, но не для тебя» А. и Б. Стругацкие

    Тезисы: Практически все известные к настоящему времени глобальные экологические катастрофы Земли – великие вымирания – связаны с изменением геохимического состава биосферы Земли. Выполнена оценка изменения геохимического состава биосферы под влиянием современной жизнедеятельности человечества. Дана оценка возможных сценариев дальнейшего развития биосферы Земли в зависимости от имеющихся и дальнейших изменений в геохимическом составе биосферы Земли.

Мы с Вами находимся в удивительной уверенности, что все вопросы, связанные с развитием гоминид, находятся в цепких лапах вида homo sapiens. То, что любой биологический вид существует в окружающей его среде, это нашу «святую» уверенность никак не нарушает. Однако, как не прискорбно, развитие жизни на Земле определяется не разумностью либо неразумностью нашего вида, а совершенно иными процессами. Об этом и о нашей роли в этих процессах – предлагаемый Вам доклад. 

Геологическая наука детально понимает и знает, что такое планетарная экологическая катастрофа. Правильнее сказать – биосферная катастрофа. Мы фиксируем её «в камне». В косном веществе. Причём – неоднократно. На сегодняшний день считается, что возраст Земли, составляет 4,537 млрд лет [Broad bounds on Earth’s accretion and core formation constrained by geochemical models; http://www.nature.com/ngeo/journal/v3/n6/full/ngeo872.html]. Первичная атмосфера Земли была восстановительной, анаэробной. Первые признаки живого вещества на Земле принято связывать с формацией Исуа (Isua) в Гренландии, где были обнаружены углеродистые прослои органического (бактериального) происхождения. Возраст первых отложений органического вещества - около 3,7 млрд. лет [Сообщение «Evidence for biogenic graphite in early Archaean Isua metasedimentary rocks», http://www.nature.com/ngeo/journal/v7/n1/full/ngeo2025.html]. Этими организмами были фотоавтотрофы. Т.е. древнейшие организмы из формации Исуа, которые использовали в качестве источника энергии солнечный свет, в качестве питательного материала - неорганические вещества, преимущественно углекислый газ и воду, а как отходы, выделяли смертельный для них кислород - побочный продукт деятельности фотосинтезирующих организмов. Однако, до поры до времени свободный кислород, поступавший в атмосферу практически полностью связывался в окислительных реакциях. Наиболее явным подтверждением этого всепланетного процесса является образование железных руд. 3,1 млрд. лет назад, состоящих из гематита (Fe2O3) и магнетита (Fe3O4), что прямо указывает на появление на Земле глобального источника молекулярного кислорода - продукта жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов. Тем не менее, атмосфера на протяжении как минимум полутора миллиардов лет оставалась анаэробной. За исключением небольших «кислородных оазисов» - предвестников будущей геотоксикологической катастрофы. Их границы определяются по осаждению железа в окисной форме. 

Таким образом возник и свыше полутора миллиардов лет существовал удивительный мир прокариотных организмов, грибов, бактерий и цианобактерий. Те времена, когда по блестящему предположению палеонтолога А.Г. Пономаренко (1993) понятие «море» и «суша» в докембрийское время неприменимы к их современному образу, на окраинах континентов существовали обширные мелководные бассейны с постоянно меняющимся уровнем воды и практически без береговой линии. Именно в этом палеоландшафте, не являющемся ни сушей, ни морем в современном смысле, и процветали строматолитовые экосистемы и плавали онколиты. Особые прокариотные сообщества, имевшие облик плавающих в толще воды шаров.

Строматолиты, онколиты и др. потреблявшие, как питательные вещества цианосоединения, также выделяли в качестве отходов токсичные для них кислородсодержащие вещества. И выделили в итоге такое количество кислорода, что уничтожили всю привычную палеобиоте геохимическую обстановку. Это событие принято называть «кислородной катастрофой» или «кислородной революцией», т.е. глобальное изменение состава атмосферы Земли, произошедшее в самом начале протерозоя, около 2,4 млрд. лет назад. Океаны потеряли большую часть растворённого в воде железа, а на планете Земля образовалась насыщенная кислородом атмосфера, которую мы имеем практически в том же составе и на сегодняшний день. 

Коренным образом изменился геохимический состав биосферы Земли Как итог - катастрофа древних экосистем. Это и есть первая геотоксикологическая катастрофа известная нам в истории Земли. Из былого многообразия форм – выжили только единичные островки строматолитов. И как следствие долгое-долгое возникновение практически новой биосферной среды и новых существ. 

Причины массовых вымираний – объект пристального внимания учёного сообщества. Первым учёным сформулировавшим материалистические представления о массовых вымираниях был великий натуралист и естествоиспытатель член Французского Географического общества Жорж Леопольд Кювье, основоположник палеонтологии. В 1812 году он приступает к изданию своей классической работы «Исследование ископаемых костей четвероногих» [«Recherches sur les ossements fossiles», 4-ое издание в 12 томах в 1830—37 г.] являющейся первой научной публикацией теории биосферных катастроф, выполненной исключительно на палеонтологическом материале. Следующие классические работы по этому вопросу были выполнены нашим соотечественником, членом и одним из основателей Русского географического общества Карлом Максимовичем Бэром в 1859-1861 годах [«О черепах ретийских романцев». 1859 г., «О древнейших обитателях Европы». СПб, 1863; К. М. Бэр. История развития животных. Том 1,2. Серия "Классики науки". — АН СССР, 1950. — Т. 1,2. — 475 с.]. Отечественным учёным принадлежит и абсолютный приоритет в разработке тематики биосферных катастроф. В первую очередь это исследования Дмитрия Николаевича Соболева, сформулировавшего в 1924 году теорию и сценарий биотического кризиса [Д.Н. Соболев. «Начала исторической биогенетики» (Харьков, 1924. 202 с)] и Бориса Леонидовича Личкова в 1945 г. вписавшего в русскую научную литературу термин «массовое вымирание» и доказавшего их периодический характер [Б.Л. Личков. «К основам современной теории Земли» - Ленинград: издательство Ленингр. университета, 1965. - 119 с.]. Автор доклада благодарен судьбе, что читал на кафедреБориса Леонидовича, кафедре гидрогеологии Ленинградского, а затем и Санкт-Петербургского государственного университета ряд лекционных курсов. 

В целом, исследованиям в области массовых вымираний посвящено не менее пяти тысяч научных публикаций и к настоящему времени мы опираемся на надёжный и массовый научный и фактографический фундамент, позволяющий нам анализировать причины глобальных экологических катастроф в истории Земли [А.С. Алексеев]. Однако, палеонтологические исследования весьма приблизительно и фрагментарно характеризуют органический мир прошлого. Чем старше эта выборка, тем менее представительны её результаты. Соответственно детальный и количественный, и качественный анализ причин массовых вымираний на основании исключительно палеонтологического материала – недоступная для современной науки роскошь. 

Попробуем оценив качественные геохимические показатели для существования большинства видов, сопоставить их с изменениями геохимического облика планеты и сравнить с периодами известных нам массовых вымираний. Сама природа планеты сужает нам поле исследования. Ни атмосфера, ни гидросфера не способны сохранить и передать знания о изменении их геохимического облика. Магматические, изверженные и сильнометаморфизованные породынесут информацию, в существенно искажённом виде. Остаются толщи осадочных пород. Именно они и содержат наиболее полную информацию о геохимической обстановке иных эпох и их смене. И последствиях этой смены для таксонов, царивших на суше и море. 

Как показали работы С.Г. Неручева, С.А. Алексеева и ряда других авторов [] фоновое вымирание биологических видов происходит более или менее постоянно. Однако, время от времени происходят массовые вымирания видов. Процесс этот хоть и имеет катастрофические последствия для сложившейся биосферы, но растянут на значительное время, как правило миллионы лет, и, как основной признак, содержит резкое снижение биологического разнообразия таксонов суши и моря, а также существование значительного количества незаполненныхдолгое время биологических ниш. 

Таким образом, чтобы показать, что геотоксикология является фактором глобальной эволюции необходимо укрупнённо сопоставить состав газов атмосферы в ключевых точках известной нам истории развития Земли:

  • первые отложения органического вещества (появление жизни на планете) - около 3,7 млрд. лет;
  • начало рифейской эпохи (рубеж рифея и венда отмечается резким обеднением фитопланктона, что было связано с величайшим в истории Земли оледенением. После оледенения появились разнообразные крупные многоклеточные, которые повсеместно и очень быстро распространились, однако, практически полностью вымерли в начале второй половины вендского периода) – около 1,6 млрд. лет;
  • Ордовикско-силурийское вымирание, начало палеозоя. Вероятно, крупные тектонические потрясения, связанные с движением суперконтинента Гондвана – (сдвинулась близко к южному полюсу) привело к глобальному похолоданию, и как следствие, падению уровня мирового океана. В результате вымерло более 60% видов морских беспозвоночных, т.е. основных таксонов, населяющих Землю. – около 0,57 млрд. лет;
  • Девонское вымирание, средний палеозой. Высокая вулканическая активность Земли привела к изменению уровня мирового океана и его кислородному обеднению. В результате вымерло 50% всех существовавших родов и почти 20% всех семейств. Два этапа - 374 и 359 миллиона лет назад.
  • Великое Пермское вымирание, начало мезозоя. Граница пермского и триасового периодов. Вымирает 96% морских и более 70% наземных видов животных. Ни до, ни после на нашей планете не фиксируется столь масштабное опустошения биосферы. Этот период принято называть Великим вымиранием – около 252 миллионов лет назад;
  • Триасовое вымирание, граница триаса и юрского периодов. Самое скоротечное из известных нам массовых вымираний. За 10 тыс. лет вымерло около 50% палеонтологически известных видов. Известно, что это время -  начала распада сверхконтинента Пангея на отдельные континенты.Около 200 миллионов лет назад;
  • Мел-палеогеновое вымирание, начало кайнозоя. Граница мелового и палеогенового периода. Около 65 миллионов лет назад фиксируется самое обсуждаемое в масс-медиа великое вымирание. Вымираютдинозавры, морские рептилии, в том числе мозазавры и плезиозавры, летающие ящеры, многие моллюски, в том числе аммониты и белемниты, и множество мелких водорослей. Вымерло 16 % семейств морских животных (47 % родов морских животных) и 18 % семейств сухопутных позвоночных – около 65 млн. лет;
  • Эоцен-олигоценовое вымирание, конец палеогена – начало неогена. Довольно «мягкое вымирание». Мы знаем о нём, благодаря хорошей сохранности палеонтологического материала. Оно незначительно превосходит фоновые значения смены видов. Процент вымирания видов в несколько раз превысил «фоновый» уровень – более 3% против 0,7%, что на порядок слабее мел-палеогенового вымирания. Эоцен-олигоценовое вымирание принято связывать, как с падением двух крупных астероидов 35 млн лет назад (~5 и ~4 км в диаметре соответственно), так и со значимой глобальной вулканической активностью 35-29 миллионов лет назад на всех Американских материках, а также в Африке и на Ближнем Востоке. Известно, что значительные площади в Северной Америке покрыты километровыми слоями отложений туфа и пеплаэоцен-олигоценового возраста.Около 35-30 миллионов лет назад;
  • Голоценовое вымирание. 11 000 лет назад, биосфера Земли начала переживать очередное «Великое вымирание» в своей истории. Здесь мы можем «гордится». Масштаб эоценового вымирания преодолён благодаря виду homo sapiens. Видовое разнообразие фауны нашей планеты к концу XXI века, по оценкам ряда ведущих университетов снизиться на 50%, в т.ч. для земной флорыболее чем на 80%. 11 000 лет назад – настоящее время.

В начале 1980-х гг. С.Г. Неручев обратил внимание на то, что повторявшиеся в фанерозое с цикличностью ~30 млн лет биосферные кризисы и эпохи активизации геодинамических процессов сопровождались заражением вод Мирового океана ураном и другими редкими химическими элементами [С.Г. Неручев. Уран и жизнь в истории Земли]. В результате сформулирован тезис, что массовые вымирания биоты и последующие обновления ее видового разнообразия вызваны действием на живые организмы радиоактивных и других мутагенных элементов, которые циклически поступают из недр на поверхность в результате эндогенной активности Земли [С.Г. Неручев. Преобразование планеты Земля живым веществом биосферы]. Это классические вопросы геотоксикологии.

Практически все геологические события, связанные с массовыми вымираниями можно привести к следующим факторам:

  • крупные ударные события внеземных тел;
  • крупные вулканические пароксизмы;
  • суперплюм, т.е. сверхпоток аномально нагретого глубинного вещества, струи которого в виде "мантийных плюмажей (плюмов)" поднимаются от ядра Земли;
  • периодическое заражение бассейнов седиментации и биосферы в целом эндогенным ураном и тяжелыми металлами токсикантами [С.Г. Неручев];
  • дегазации ядра Земли.

Каждое массовое вымирание было абсолютно индивидуально, и по соотношению эндогенных, и экзогенных, и космогенных факторов. Т.е. каждое событие уникально, но находится в пределах тех или иных пропорций сформулированных выше причин. В целом, мы можем сказать, что при каждом периоде массового вымирания существенно менялась геохимия биосферы, т.о. геотоксикологические признаки исчезновения видов на планете Земля – очевидны. 

Развивая это направление автором доклада было выполнено исследование «ГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ С ПОТЕНЦИАЛЬНО-ТОКСИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ КОМПОНЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ» [С.П. Якуцени. Распространенность углеводородного сырья, обогащенного тяжелыми элементами-примесями. Оценка экологических рисков. Недра, СПб, 2005, 372с]. В основе геологических условий накопления УВ сырья с токсическими свойствами лежит весь цикл онтогенеза органического вещества и углеводородов в осадочном чехле, а также рудная специализация осадочных пород, сформировавшаяся до или во время прохождения нефтематеринскими отложениями главной фазы нефтегазообразования. Доказано, что тяжёлые элементы-примеси, основная часть которых токсична для биоты, накапливаются в надкларковых количествах в УВ только в тех НГБ в которых процессы активного рудогенеза (эндогенного, экзогенного) опережали во времени главную фазу нефтегенерации или совпадали с нею. 

Таким образом, на базе обширного фактического материала, представленного в исследовании мы можем утверждать наличие генетической связи живого вещества при накоплении им токсичных элементов в ключевых точках известной нам истории развития Земли и последующего вымирания живого вещества в соответствии с геотоксикологическими факторами, как минимум в фанерозое. Это органическое вещество депонировало в себе токсичные компоненты, послужившие причиной геотоксикологических катастроф.

Человечество, за геологически ничтожный срок существования технической цивилизации, переместило и изменило такое количество планетарного вещества, что пример со строматолитами и прокариотными сообществами является актуальным. Либо мы вырабатываем механизмы самоспасения, либо, сформулированный Стругацкими принцип: «Будущее создается тобой, но не для тебя» и являющийся в эволюции биосферы фундаментальной закономерностью - проверим на себе уже в XXI веке.

Одним из сценариев дальнейшего развития биосферы Земли в зависимости от дальнейших изменений в геохимическом составе биосферы может быть сценарий ползучего отравление биосферы за счёт массового и одномоментного, в рамках геологического времени, освобождения токсических компонентов для существующей биоты, при разработке недр. Фактически мы стоим перед возможным очередным существенным изменением геохимического состава биосферы Земли. Как итог - катастрофа комфортной нам экосистемы.

В настоящее время, активное освоение человечеством депонированных в минеральных ресурсах, в том числе и органическом веществе токсикантов приводит к проявления негативной биологической активности продуктов рассеяния токсоэлементов в окружающей среде при его извлечении из недр. Меняется геохимический облик целых регионов.

При этом встаёт другая дилемма – какой сценарий развития будет нами сознательно выбран. Необходимо определить приемлемый для человечества баланс между «нишей выживания» и «нишей развития». Где «консервация» - это потеря пластичности вида и все риски, связанные с этим, а «неограниченное развитие» - перспектива надрыва, в т.ч. срабатывание невозобновляемой для человека ресурсной базы. 

Заключение.

Как мы видим исходя из изложенных позиций, у человечества, в целом, не так много возможных вариантов развития. 

Первый. Найти пространство идеального равновесия между доступными нам биосферными ресурсами планеты Земля и собственным потреблением. Т.е., согласно трудам Л.Н. Гумилёва, впасть в гомеостаз и превратиться в индейцев Северо-Американского континента живших в идеальном равновесии с природой до прихода западноевропейских колонизаторов. В нашем случае, неких инопланетных «рапторов» или выращенных внутри себя экстремистских сообществ. Безусловно этот сценарий неприемлем. 

Второй. Глобальный пересмотр методов, способов технического и экономического освоения биосферных ресурсов. 

Третий. Направить экспансию человеческого общества на гидросферу – моря и океаны Земли и в космическое пространство. Освоить новую ресурсную составляющую для нашего вида. Какова будет эволюция homo sapiens в новых условиях – вопрос фантазийный, но, тем самым снимаются риски застоя и человечество, как биологический вид, получает возможность осваивать новые, поистине космические горизонты собственного развития и потребления. 

Отсюда и абсолютно не геотоксикологический, а скорее социальный вывод: 

Сегодняшняя геополитическая составляющая – это борьба за лучший гомеостаз усечённой части вида homo sapiens – «золотого миллиарда» современного человечества, прямо на наших глазах потрясаемого новой великой миграцией народов. Это путь в никуда. Путь пустого растрачивания энергии и ресурсов нашего вида на взаимное сдерживание и истребление.

Есть только один путь – сосредоточение общей видовой энергии на освоение новых пространств. Это и есть ключевой вывод. Именно таков наш взгляд из России.


Возврат к списку