Проблема Мирового океана, связанная с уменьшением его биологической продуктивности и загрязнением (стр. 3 )

Помимо нефти и газа в богатейших кладовых Нептуна содержатся и твердые полезные ископаемые, которые в зависимости от места залегания могут быть подразделены на прибрежно-морские россыпи, коренные месторождения и ископаемые морского дна.

Прибрежно-морские россыпи образуются на границе суши и моря в результате перемещения водных масс, которые приводят к сортировке обломочного материала и накоплению частиц тяжелых минералов. Месторождения этих минералов и образуют прибрежно-морские россыпи. На берегу моря волны, скатываясь с пляжа, уносят с собой легкие и мелкие песчинки, а более тяжелые песчинки при сильном прибое накапливаются на пляже. Кроме того, часть тяжелых песков концентрируется и на подводном склоне уже в пределах шельфа, а также оседает в устьевых затопленных частях рек, впадающих в моря и океаны. Прибрежно-морские россыпи содержат очень разнообразные и ценные, преимущественно рудные минералы: ильменит, рутил, циркон, монацит, магнетит, хромит, касситерит, золото, платину, алмазы и некоторые другие.

Разработки прибрежно-морские россыпей расширяются во всем мире, и все новые страны начинают поставлять на мировой рынок свою продукцию. Основные залежи прибрежно-морские россыпей находятся в районах: Чокурдакского россыпного месторождения в море Лаптевых, Чаунской губы Восточно-Сибирского моря, Чукотского и Берингова морей. Прибрежно-морские россыпи разрабатываются по-разному. У полосы прибоя тяжелые пески добываются скреперами, бульдозерами, экскаваторами и гидромониторами. На больших глубинах (до 160 м) применяются драги, снабженные подъемной лебедкой и черпаком-грейфером или ковшом на тросе. В море черпак опускается на тросе лебедки, врезается в грунт и, захватив материал, поднимается наверх. Грейферы тяжелого типа за час работы извлекают до 1000 т грунта. Драги с грунтовыми насосами применятся как на малых глубинах, так и на глубинах до 330 м.

Среди коренных месторождений твердых полезных ископаемых, прежде всего, необходимо отметить те виды, которые добываются шахтным способом. Подводными шахтами, пройденными с суши добываются каменный уголь, железная руда, руды меди, никеля, олова, ртути. Известно более 100 подводных шахт, заложенных с берега. Некоторые из них удалены от берега до 8 км при глубинах моря до 120 м. Миллионы тонн каменного угля добываются ежегодно на подводных шахтах в Японии, Канаде, Великобритании, Шотландии, Турции, на острове Тайвань. Большие запасы каменного угля обнаружены на юго-восточном шельфе Австралии, в КНР, в Чили, Испании. Чаще всего морские месторождения представляют собой продолжение пластов, скрытых в недрах, суши.

Хорошо развита добыча из подводных шахт железной руды, которая ведется в Японии на острове Кюсю, в Австралии, в Канаде в Гудзоновом заливе и на острове Ньюфаундленд (здесь для извлечения руды сооружен искусственный остров), а также в Финляндии, у входа в Финский залив. Значительно реже встречаются подводные шахты, где разрабатываются руды меди и никеля, олова и ртути. В Канаде, в Гудзоновом заливе, вблизи г. Черчилл, добывается медь и никель, в Великобритании, на полуострове Корнуолл, - медь, никель, и олово. В Турции у побережья Эгейского моря разрабатываются месторождения ртутных руд. В бывшем СССР благоприятны для развития шахтной подводной добычи некоторые участки шельфов Приморья, Сахалина, Чукотки, Камчатки, а также шельфов Белого и западной части Карского моря и Азовское море. Ученые предполагают, что добыча минерального сырья с помощью подводных шахт в ближайшем будущем будет развиваться в пределах шельфа на глубинах до 100 м. И при удалении от берегов до 40-50 км. Разработки на больших глубинах будут в ближайшие годы нецелесообразны.

Среди глубоководных твердых полезных ископаемых, обнаруженных на морском дне, необходимо отметить железомарганцевые конкреции. Они представляют собой минералы, образующиеся в результате осаждения гидроокислов марганца, железа и других минеральных солей из морской воды. При этом они обычно концентрируются около какого-нибудь небольшого ядра вроде обломка камня или зуба акулы. Каким же образом попадают железо и марганец в морскую воду? По этому поводу нет единой точки зрения. Одна группа ученых считает, что эти металлы попадают в океан с суши с речным стоком; другая - что они попадают в моря и океаны при подводных извержениях с вулканическими газами. По-видимому, имеют место оба этих источника попадания этих металлов в воды Мирового океана. Районы распространения конкреций занимают обширные площади в миллионы квадратных километров, плотность их залегания настолько высока, что они местами лежат вплотную прилегая друг к другу. Железомарганцевые конкреции имеют очень широкое распространение на дне морей и океанов (особенно Тихого и Атлантического) на глубинах от 01.01.01 м (чаще всего встречаются все же на глубинах свыше 3000 м). Обычно в среднем конкреции содержат 24 % марганца, 14 % железа, 1 % никеля, 0,5 % меди и меньше 0,5 % кобальта. Так как в марганцевой руде, добываемой на суше в среднем от 35 до 55 % марганца, то именно медь, никель и кобальт оказываются наиболее привлекательными с экономической точки зрения. Однако следует учитывать, что по сравнению с запасами марганца во всех известных на суше месторождениях, запасы этого металла в конкрециях в сотни раз больше.

В настоящее время предложено два основных метода добычи марганцевых конкреций с морского дна. Это метод гидравлического землесоса с применением всасывающей и подъемной силы потока воды в трубе (наиболее распространенный вариант - эрлифтный метод и метод ковшовой драги, механически сгребающей конкреции прикрепленной к канату ковшом. Каждый из этих методов имеет свои сильные и слабые стороны, и лишь с началом промышленной разработки конкреций станет ясно, какой из них лучше зарекомендует себя в процессе работы.

Кроме железо-марганцевых конкреций на морском дне интерес представляют и фосфоритовые конкреции. Они распространены на глубинах 50-2500 м, близ берегов США, Чили, Перу, Японии, Австралии, Индии, Марокко, Гвинеи, Анголы и других стран. Спрос на фосфориты небольшой, и поэтому морские месторождения пока не в состоянии конкурировать с месторождениями суши. К тому же в большинстве случаев фосфориты морских месторождений по своему качеству значительно уступают разрабатываемым на суше. Освоение морских залежей фосфоритов представляет интерес и для России так как основные земледельческие районы испытывают недостаток фосфатного сырья. Крупнейшее месторождение апатитового сырья - Хибинское - удалено от основных районов потребления фосфатов, и запасы апатитового концентрата по мере возрастания потребностей заметно истощаются. Кроме того, сырье для всех заводов по производству суперфосфата завозится по железной дороге с Кольского полуострова, что делает стоимость удобрений довольно высокой. Запасы фосфатного сырья в море оцениваются в сотни миллиардов тонн и могут обеспечить потребности на тысячелетия вперед.

Наконец, в Красном море обнаружены впадины с температурой воды до +62°С и с содержанием солей до 26 %о (вместо 3,5 %о в обычной морской воде). Практически такая вода представляет собой "горячий рассол". В этих "рассолах" встречены илы черного, белого, желтого, оранжевого цветов с высоким содержанием железа, марганца, меди и цинка с примесью других металлов, в том числе серебра, золота. Таких впадин в Красном море существует около тринадцати.

Океаническая (морская) вода.

Помимо подводных залежей полез­ных ископаемых ресурсную ценность представляет сама морская вода. Ее часто называют "живой рудой" за то, что в ней растворено около 60 химических элементов таблицы . В каждом км³ морской воды содержится около 37,5 млн. тонн минеральных веществ, но многие из них - в столь низких концентрациях, что стоимость их извлечения гораздо выше стоимости добычи тех же элементов на суше. Поэтому из морской воды в промышленных масштабах извлекают лишь немногие вещества, а именно: обычную поваренную соль, магний и бром. Соль – продукт питания человека, магний - незаменимая составляющая легких сплавов, применяется в самолето - и ракетостроении, бром - элемент, необходимый для фотографии, фармацевтической промышленности и производства высокооктанового бензина. В настоящее время около 33% мировой добычи соли, 60% магния и 99 % мировых запасов брома приходится на долю морской воды.

Большое внимание уделяется разработке методики добычи урана и золота из морской воды. Учеными установлено, что среднее содержание золота в воде 0,032-0,049 мг на 1т, а общие запасы в океане по различным данным оцениваются в 8-10 млн. т, что составляет почти 2,5 кг на каждого жителя планеты. Однако, пока добыча урана, золота и других элементов из морской воды экономически невыгодна и не оправдывает себя. Однако, учитывая гигантские темпы роста технических достижений и все возрастающие потребности в ряде ценных металлов, мы все более приближаемся к тому моменту, когда морская вода займет свое место как "комплексная руда номер один" и полностью отдаст человеку все необходимые элементы. Безусловно, минеральные богатства Мирового океана будут играть ведущую роль в экономике ближайшего будущего нашей планеты.

Ресурсы шельфовой зоны.

Помимо ресурсов, заключенных в самой воде, существенное количество минералов дает эксплуатация океанского дна и большую часть их добывают вблизи береговой линии или мелководных зонах континентального шельфа. Песок, гравий и известняк, используемые в строительстве получают с пляжей или из прибрежных вод. Важное значение также приобретает добыча материалов с морского дна на мелководье. Вокруг Японии отсасывают по трубам подводные железосодержащие пески, Япония около 20% угля добывает из подводных шахт. Над залежами угля сооружают искусственный остров и бурят ствол, вскрывающий угольные пласты. Начиная с 1962 года, введутся разработки алмазного гравия вблизи берегов Намибии. Со дна Мексиканского залива с помощью перегретой воды вытапливается сера. Серное месторождение было открыто там при поисках нефти.

Значение НТР для использования ресурсов Мирового океана.

Радикальные перемены в использова­нии ресурсов Мирового океана принесла современная научно-техническая рево­люция. Подняв на качественно новый уровень производительные силы, необы­чайно расширив глубину и диапазон мор­ских научных исследований, она открыла путь к всеобъемлющему изучению оке­ана, определила и обеспечила новые на­правления развития технологии морского хозяйства, создала условия для перехода к высокоэффективному и комплексному освоению морских ресурсов и про­странств для целого ряда стран. Диапазон средств и методов развед­ки и обустройства месторождений охватывает ныне почтя все возможные усло­вия их разработки. В начале 70-х годов добыча полезных ископаемых глубоководного морского дна (глубина около 4-6 км) рассматрива­лась лишь как гипотетически возможная. Однако сейчас очевидно, что она может быть реализована уже в текущем десяти­летии, так как полным ходом идут работы по выявлению рентабельных месторож­дений, созданию и опробованию сверхсложной техники отбора и подъема на борт добывающего судна (например, железомарганцевых конкреций).