26. Экстремальные воздействия на биосферу

К экстремальным относят такие воздействия, которые создают неустойчивые и неблагоприятные условия существования человека и естественных экосистем и нередко приводят к их гибели.

Экстремальные воздействия на природную окружающую среду могут иметь антропогенный (военные действия, аварии, катастрофы) и природный характер (стихийные бедствия).

Территории, в которых в результате действия аварий, катастроф, военных действий или стихийных бедствий происходят отрицательные изменения в окружающей среде, угрожающие здоровью человека, состоянию естественных экологических систем, генетическому фонду растений и животных, объявляют зонами чрезвычайной экологической ситуации.

Самым мощным разрушительным воздействием человека на окружающую среду считаются военные действия. Только в период второй мировой войны военными действиями была охвачена площадь около 3,3 млн. км2, в ходе войны погибло более 55 млн. человек. Во время войны в Персидском заливе в феврале 1991 г. было взорвано 1250 нефтяных скважин, при этом ежедневно сгорало около 1 млн. т нефти, загрязняя воздух на многие сотни километров от Кувейта. Ракетно-бомбовые удары НАТО по Югославии весной 1999 г. привели к мощным пожарам и разрушениям, беспрецедентному загрязнению воздуха, почвы, вод Дуная токсичными химическими веществами и нефтепродуктами.

Крупные техногенные аварии и катастрофы также вызывают необратимые изменения окружающей среды и нередко сопровождаются значительными людскими и материальными потерями. Они серьезно нарушают экологическую безопасность государства, вызывают резко негативное отношение населения к государственной политике в области охраны окружающей среды.

Мощным дестабилизатором экологической обстановки являются и стихийные природные бедствия, в результате которых гибнет огромное число людей, меняются рельеф и климат планеты, уничтожается растительный покров, нарушаются основные системы жизнеобеспечения Земли.

Любые военные действия наносят окружающей природной среде весьма ощутимый ущерб. Преднамеренные воздействия человека на природу и окружающую среду в военных целях получили названия экоцида (биоцида, экологической войны). Наиболее разрушительным потенциалом обладает оружие массового уничтожения - ядерное, химическое и бактериологическое.

Ядерное оружие характеризуется большой мощностью и различным поражающим действием, которое определяется воздействиями на окружающую среду ударной волны, светового излучения, проникающей радиации, радиоактивного заражения и электромагнитного импульса.

Ударная волна при ядерном взрыве обладает колоссальной разрушительной силой. При избыточном давлении во фронте ударной волны более 50 кПа деревья с корнем вырываются, а у людей и животных разрываются внутренние органы, переламываются кости. Световое излучение вызывает сильнейшие ожоги открытых участков тела, сетчатки глаз. В Хиросиме и Нагасаки эти ожоги были основными последствиями ядерных взрывов. Проникающая радиация, вызываемая гамма-лучами и нейтронами, у людей и животных приводит к лучевой болезни.

В 70-80-е гг. академиком Н. Н. Моисеевым и другими учеными было введено понятие «ядерной зимы» - модельно прогнозируемого резкого и длительного похолодания вследствие применения термоядерного оружия, с понижением температуры воздуха над северным полушарием в среднем на 20°С. Грандиозные пожары создадут огромные массы газообразных примесей и дыма, которые вызовут затемнение поверхности земли («ядерная ночь») на многие недели и даже месяцы. «Ядерная зима» - это глобальная экологическая катастрофа, которая в случае ее возникновения окажет разрушительное действие на основные природные экосистемы и приведет к самоуничтожению человечества.

Химическое оружие предназначено для отравления человека и биоты с помощью боевых отравляющих веществ - газов, жидкостей или твердых веществ. Средства их применения: ракеты, мины, снаряды, бомбы или распыление с самолетов. Отравляющие вещества способны внедряться и передвигаться по трофическим цепям, представляя высокую токсичную опасность для организмов.

В настоящее время создан принципиально новый класс боевых отравляющих веществ - нервнопаралитического действия (зарин, табун, зоман и др.), а также отравляющие вещества психогенного, обще ядовитого и удушающего действия. Они вызывают не только массовые поражения людей, но и гибель большой части популяций любых позвоночных животных и растений.

Во Вьетнаме боевые отравляющие вещества применялись в виде дефолиантов (гербицидов), что приводило к потере растениями листьев, нарушению роста, а впоследствии и к полной их гибели, что, безусловно, имело отрицательное воздействие на все природные экосистемы. Во Вьетнаме было уничтожено 12% лесов, 40% мангров и более 5% сельхозугодий страны, почти все птицы и насекомые, многие растения погибли как биологический вид. Прямой ущерб здоровью был причинен 1,6 млн. вьетнамцев, более 7 млн. покинули районы, где было применено химическое оружие. Растительность Вьетнама и Кампучии сумеет преодолеть эти последствия только через десятилетия, если не через столетия.

В результате массированных бомбардировок в 1961- 1975 гг., во Вьетнаме, Лаосе и Кампучии образовались огромные площади антропогенного бедленда (от англ. - дурные земли). С помощью мощных бульдозеров срезались под «корень» тропические леса вместе с почвой, затоплялись прибрежные территории, широко применялся напалм и др. Именно в период войны в Индокитае А. Гальсфоном (1970) был впервые введен термин «экоцид» (экологическая война).

Бактериологическим (биологическим) оружием называют бактериальные средства (бактерии, вирусы и др.), яды (токсины), предназначенные для массового поражения людей. Используются они с помощью переносчиков заболеваний (грызунов, насекомых и др.) и в виде боеприпасов, начиненных зараженными порошками или жидкостью. Бактериологическое оружие способно вызвать массовые инфекционные заболевания людей и животных чумой, холерой, сибирской язвой и другими болезнями, даже попадая в их организм в ничтожно малых количествах.

Ликвидация всех видов оружия массового уничтожения - единственно реальный путь предотвращения глобальной экологической катастрофы, связанной с военными действиями. Сейчас же оружие массового уничтожения представляет угрозу самому существованию планеты. Только мощность накопленных запасов ядерного оружия в мире такова, что на каждого жителя планеты в 80-е гг. приходилось более 3,5 т тротилового эквивалента.

Техногенная экологическая катастрофа — это авария технического устройства (атомной электростанции, танкера и т.д.), приведшая к весьма неблагоприятным изменениям в окружающей природной среде и, как правило, к массовой гибели живых организмов и экономическому ущербу (Реймерс, 1990). Аварии и катастрофы возникают внезапно, имеют локальный характер, но экологические последствия их могут распространяться на весьма значительные сроки и расстояния.

Техногенные экологические катастрофы обусловлены различными причинами: нарушением техники безопасности, ошибками людей либо их бездействием, поломками, влиянием стихийных бедствий и т.д. Наибольшую опасность представляют катастрофы на радиационных объектах, химических предприятиях, нефте- и газопроводах, транспортных системах, плотинах водохранилищ и т.д.

Самая крупная в истории человечества техногенная катастрофа, с трагическими последствиями, произошла 26 апреля 1986 г. на четвертом энергоблоке Чернобыльской АЭС. От острой лучевой болезни погибли 29 человек, эвакуировано более 120 тыс., общее число пострадавших превысило 9 млн. человек. Следы чернобыльского «события» в генном аппарате человечества, по свидетельству медиков, исчезнут лишь через 40 поколений.

К катастрофе привели рискованные условия испытания реактора, с ошибочным отключением системы аварийного охлаждения реактора (САОР), многочисленные ошибки персонала и руководства АЭС, а также отсутствие надежной системы защиты рабочей зоны в случае аварии у реактора типа РБМК (реактор большой мощности канальный). Общая площадь радиоактивного загрязнения по изолинии 0,2 мР/ч составила уже в первые дни аварии около 200 тыс. км2, охватив многие районы Украины, Белоруссии, а также Брянскую, Калужскую, Тульскую и другие области Российской Федерации.

Очень опасны и тяжелы по экологическим последствиям крупные аварии и катастрофы на химических объектах. В этих случаях происходит заражение отравляющими веществами всего приземного слоя атмосферы, водных источников, почв и т.д.

При высоких концентрациях отравляющих веществ наблюдается массовое поражение людей и животных.

В нашей стране в последние годы наметилась устойчивая тенденция роста техногенных аварий и катастроф. Ежегодно на территории России происходят десятки аварий и катастроф с экологическими последствиями, в которых гибнут сотни людей. Это аварии на воздушном и железнодорожном транспорте, а также связанные с выбросами ядовитых газов -- аммиака и пропана, со взрывами метана на угольных шахтах, взрывами нефте- и газопроводов.

К стихийным бедствиям относят явления природы, которые создают катастрофические экологические ситуации и, как правило, сопровождаются огромными людскими и материальными потерями. Среди наиболее распространенных и опасных стихийных бедствий выделяют землетрясения, цунами, извержения вулканов, оползни, наводнения, штормы, засухи и др. Об исключительной актуальности борьбы с ними свидетельствует провозглашение ООН периода 1990--2000 гг. международным десятилетием по уменьшению опасности стихийных бедствий.

Стихийные бедствия — это отражение объективного естественного хода эволюции Земли. Их возникновение обусловлено комплексом причин, среди которых главенствующее значение имеют геологические, геоморфологические и климатические особенности территории. Вероятность крупномасштабных стихийных бедствий возрастает по мере снижения устойчивости биосферы и возможного изменения климата.

По происхождению все стихийные бедствия подразделяются на два типа: эндогенные, связанные с внутренними силами Земли, и экзогенные, обусловленные внешними по отношению к земной поверхности факторами.

К стихийным бедствиям эндогенного характера относят разрушительные землетрясения и вулканические извержения.

Землетрясения - одно из наиболее грозных проявлений внутренней энергии Земли. Внезапные сейсмические толчки и колебания земной поверхности могут быть весьма значительными и иметь катастрофические экологические последствия.

В России постоянной угрозе разрушительных землетрясений подвержены около 20% территории (Северный Кавказ, Забайкалье, Дальний Восток, Сахалин, Камчатка и др.).

Землетрясения наносят весьма ощутимый вред окружающей природной среде и уносят тысячи человеческих жизней. Так, землетрясение в г. Тайшане (Китай) в 1976 г. унесло четверть миллиона жизней (почти 25 % населения города).

Величайшая сейсмическая катастрофа произошла 15 августа 1950г. в высокогорной части Тибета (Гималайское землетрясение). Энергия этого землетрясения была эквивалентна взрыву 100 тыс. атомных бомб. Произошли огромные изменения в рельефе, небо померкло от поднявшейся пыли.

В ряду крупнейших сейсмических катастроф XX в. стоит Спитакское землетрясение 7 декабря 1988 г. в Армении (более 25 тыс. жертв). Одним из сильнейших землетрясений в истории России стало Сахалинское (27 мая 1995 г.). Полностью был разрушен г. Нефтегорск, погибло около 2 тыс. его жителей.

В тех случаях, когда землетрясения возникают на дне океана, на его водной поверхности рождаются волны большой длины. Их называют цунами. В нашей стране катастрофические цунами наблюдаются у восточных берегов Камчатки и у Курильских островов. Высота этих волн на побережье достигает 15-20 м, скорость - до 800 км/ч. Помимо природных причин цунами могут быть вызваны и техногенными - подводными ядерными взрывами.

Экологические последствия землетрясений и цунами хорошо изучены. Для них характерно:

· массовая гибель и поражение людей и животных, нарушение устойчивости экосистем;

· загрязнение атмосферы массовыми пожарами при замыкании электрических сетей;

· смещение огромных земляных масс вниз по склону - оползни, многочисленные горные обвалы, грязевые потоки, камнепады;

· разрушение и смывание береговых населенных пунктов волнами цунами;

· резкое ухудшение санитарной обстановки, опасность эпидемий;

· сильное воздействие на психику людей, тяжелые психические травмы со смертельным исходом.

Вулканические извержения -- одно из наиболее захватывающих зрелищ в природе и в то же время опаснейшее стихийное бедствие. Всего в мире насчитывается четыре тысячи вулканов, из них 540 действующих. Вулканические извержения наносят огромный ущерб хозяйственной деятельности человека, сильно загрязняют атмосферу, вызывают большие разрушения естественных экосистем и часто приводят к человеческим жертвам.

К стихийным бедствиям экзогенного характера относят крупномасштабные наводнения штормы, засухи, разрушительные оползни, обвалы, селевые потоки и другие явления.

Наводнения - временное затопление значительной части суши водой в результате подъема уровня в реке, озере, море или искусственном водоеме. Наводнения наносят огромный вред биоте и человеку, угрожая почти 3/4 поверхности Земли. По данным К. Я. Кондратьева и др. (1995), только за период с 1981 по 1988 г. на Земле произошло пять крупнейших наводнений, во время каждого из которых погибло свыше 2 тыс. человек (Индия, Перу, Бангладеш, Китай - два раза).

В России наводнениям периодически подвергаются низменные районы центральной части европейской территории, Южного Урала, юга Западной Сибири, Поволжья, Северного Кавказа и др. Площадь затоплений в разные годы - от 50 до 400 тыс. км2. В районах Дальнего Востока наводнения носят характер стихийного бедствия. Известно, например, катастрофическое наводнение в Приморье летом 1950 г., когда была затоплена вся Приханкайская низменность (более 6 тыс. км2).

Морские наводнения возникают в тех случаях, когда море затопляет побережье или приморские территории. Обычно это бывает при сильных штормовых ветрах либо при чрезвычайно обильных ливневых дождях. Они типичны для низменных приморских территорий Голландии, северной части ФРГ, значительной части Юго-Восточной Азии, побережья Мексиканского залива и др.

Наиболее значительными природными катастрофами в XX в. явились морские наводнения в Бенгальском заливе в 1970 и 1988 гг. Площадь затопления - 7500 км2. Уничтожены целые селения. Наводнения были вызваны тропическими тайфунами.

Огромное дестабилизирующее влияние наводнений на экологическую обстановку заключается в массовой гибели людей и животных, сельскохозяйственных культур, садов, виноградников. В результате затопления ухудшается мелиоративное состояние почв, увеличивается их минерализация, плодородные почвы переходят в малопригодные для сельскохозяйственного производства.

Тропические штормы (ураганы, циклоны, тайфуны) возникают в тропических широтах и представляют собой движение воздушных масс (ветер) с огромной скоростью. При переходе тропических штормов с моря на сушу они сопровождаются гигантскими волнами вместе с ливнями и грозами.

Наибольшее число тропических штормов зарождается в районе Желтого моря и Филиппинских островов. Они могут достигать российских портов на Тихом океане. Самым губительным в истории человечества считается тайфун, который 8 октября 1881 г. уничтожил порт Хайфон во Вьетнаме. Погибли 300 тыс. человек. Катастрофической силы ураганы отмечались и в XX столетии.

Штормы (нетропические или внетропические) - это ураганы и циклоны со скоростью ветра более 30 м/с, которые зарождаются над океаном вне тропических широт. Их называют еще бурями, и внешне они выглядят как громадные черные тучи, передвигающиеся с огромной скоростью.

В Европе ветры вызывают крупнейшие наводнения, сопровождаются снежными бурями и метелями. Ураганы разрушают строения, вырывают с корнем деревья, срывают крыши, повреждают ЛЭП, что нередко вызывает пожары. Тысячи людей гибнут под обломками зданий, тонут при наводнениях, вызванных этими ветрами, получают тяжелые травмы от летящих обломков разрушенных строений.

Резко ухудшается экологическая обстановка на морских побережьях. Ураганные волны перемещают массы песка и ила. Смываются многие километры песчаных дюн, изменяются очертания береговой линии, гибнут донные рыбы; крабы и песчаные черви уничтожаются поголовно, на берег выбрасываются даже акулы.

Засуха - длительный период сухой погоды, чаще при повышенной температуре, с отсутствием или крайне незначительным количеством осадков и как следствие недостатком влаги в почве н воздухе. Возникновению засухи способствуют:

1) недостаточное количество осадков осенью;

2) бесснежная или малоснежная зима;

3) неблагоприятные условия для впитывания влаги ранней весной;

4) малое количество осадков поздней весной и ранним летом.

Начало засухи связывают с установлением антициклонов - малооблачной солнечной погоды без осадков.

Длительная, жестокая засуха — это бедствие, приводящее к тяжелым экологическим последствиям:

· деградации природных экосистем,

· резким колебаниям численности популяций животных,

· гибели растений,

· катастрофическому неурожаю,

· а в определенных экономических условиях - к массовой гибели людей от голода.

Подобные засухи в России были в 1891, 1911, 1921, 1946 и 1972 гг.

По данным В. И. Осипова (1995), среди стихийных бедствий наиболее опасны для людей засухи. Из общего числа жертв от природных катастроф в 1965-1992 г. - 3610 тыс. чел., на долю засух приходится 51%, тайфунов и штормов - 22, землетрясений - 16, наводнений - 9, других природных катастроф - 2 %. Только в 70-е гг. в Африке погибло от засух около 1,2 млн. чел.

На Земле постоянно возникают и такие грозные стихийные бедствия, как оползни, обвалы, селевые потоки. Все они имеют гравитационную природу и выражаются в смещении земляных масс вниз по склону. Оползни и другие гравитационные процессы, особенно если они активизированы техногенными факторами, могут вызвать катастрофические последствия и причинить большой ущерб человеку, биоте и всей природной среде.

Среди всех стихийных бедствий, бушующих на нашей планете, наиболее значительными по своим экологическим последствиям следует считать наводнения, тропические штормы, эпидемии и землетрясения.

Существует тесная взаимосвязь между стихийными бедствиями и техногенными катастрофами. В связи с увеличением концентрации промышленных предприятий и ростом численности городского населения такие стихийные бедствия, как землетрясения, наводнения, ураганы и др., все чаще сопровождаются массовыми пожарами, взрывами, выбросами газов и другими техногенными авариями.

Только на основе научного прогноза и своевременного предупреждения возможно снизить экологический ущерб от стихийных бедствий.