Природные самосветящиеся образования как экологический фактор на территории Горного Алтая

Актуальность работы.

Основным объектом геоэкологических исследований является геологическая среда — верхняя часть земной коры, представляющая собой литосферную и геофизическую основу экосистем, как часть среды обитания человека. На региональном уровне по важности влияния на формирование ландшафтов й геосистем, в частности биогеоценозов, геолого-геофизический фактор стоит на втором месте после климатического. Более крупные, после ландшафтных зон, ¦единицы ландшафтного районирования связаны с определенными тектоническими, особенно, функционально важными в экологическом отношении, нео тектоническими структурами. Даже на сравнительно небольших участках и низком иерархическом уровне тектонический контроль легко прослеживается. В ряде случаев, формируются своеобразные микроценозы, выступающие в роли индикаторов геолого-геофизического строения среды.

В настоящее время, в связи с изучением последствий испытаний на Семипалатинском ядерном полигоне, многочисленных падений вторых ступеней ракетоносителей на территорию Горного Алтая, трансграничным переносом техногенного загрязнения с Рудного Алтая возникла необходимость в расширении и углублении экологических оценок. Большое значение имеет экологическая оценка территории с позиций комплексного подхода и строгого учета природных качеств геолого-геофизической среды.

В проблеме оценки экологического качества геолого-геофизической среды Горного Алтая важное значение имеют те процессы, которые позволяют оценить напряженность эко-и геосистем. В качестве таковых могут выступать явления, связанные с природными самосветящимися образованиями (ECO). Эти образования весьма разнообразны по своему проявлению и составляют одну из специфик природной характеристики данной территории. Установленная периодичность этих образований [Дмитриев, Ботвиновский, 1995], в том числе и в изучаемом регионе [Дмитриев, 1998], свидетельствует об их включенности в общую систему периодичности процессов на Земле и в Космосе.

Генерация ПСО — это прямой признак наличия энергоемких процессов, поэтому возникает острая необходимость исследования этих образований, в первую очередь, с точки зрения их геолого-геофизической обусловленности.

Однако длительное время этому классу событий не уделялось должного внимания, поэтому появление в некоторых районах Республики Алтай жестких экологических стрессов, особенно в последние годы оказалось как бы неожиданным [Робертус и др., 1997ф]. Обстановка осложняется тем, что Горный Алтай представляет собой территорией, над которой по соответствующим тангажным плоскостям пролетели многими сотнями высоко тоннажные ракеты. Эти пролеты вызывали существенные изменения состояния в нижней ионосфере, за счет возникновения большой турбулентности. В ряде случаев, подобные возмущения в верхнем полупространстве ведут к стимулированию развития самосветящихся образований и всех последствий их проявления [Дмитриев, Плаксин, Семенов и др., 1991]. Поэтому, в проблемах экологической геологии Горного Алтая вопрос природных самосветящихся образований как индикатора нагруженности природных систем является достаточно актуальным.

Приуроченность данных образований к определенным геологическим структурам (активные разломы, зоны разуплотнения, тектоноактивные территории, месторождения и проявления полезных ископаемых и т. п.) свидетельствует об активизации геологических процессов в регионе и активном мас-сои энергопереносе из нижнего полупространства на поверхность и атмосферу.

Цель работы.

Комплексное геолого-геофизическое изучение широкого класса природных самосветящихся образований на территории Горного Алтая для выяснения их взаимодействия с геолого~ геофизической средой и общими экологическими свойствами территории.

Основные задачи исследования.

В ходе работы были поставлены и решены следующие зада чи:

1. Изучить и обработать архивные данные встречаемости наблюдений природных самосветящихся образований на исследуемой территории.

2. Осуществить картирование встречаемости наблюдений природных самосветящихся образований и провести сравнение с картой размещения эпицентров земле трясений.

3. Разработать и апробировать методы геофизических исследований мест активизации самосветящихся образований.

4. Выявить геомагнитные и геоэлектрические особенности в местах активизации ПСО.

5. Оценить экогаологические качества территории и сравнить их с особенностями заболевания населения.

Научная новизна.

Разработан и применен комплексный подход в изучении роли особенностей геологического строения и геофизических полей в генезисе этих образований. Для исследования причин и экогеологических последствий от воздействия этих образований были созданы методики геофизического изучения геомикрообъектов (мест воздействия). На основе разработанных методик были получены геофизические характеристики отдельных участков и установлены экогеологические признаки изменения среды. Картирование встречаемости наблюдений этих объектов не выявило прямой пространственной связи между самосветящимися образованиями и размещением гипоцентров землетрясений на территории Горного Алтая. Установлены зоны максимальной встречаемости образований и выявлены геолого-геофизические особенности (приуроченность к разломам, зонам повышенной электропроводности толщ горных пород г сильноградиентным аномалиям и др.).

Защищаемые положения.

1. ПСО являются пряьлым признаком активизации лито-сфарных и астеносферных глубин и указывают на возможности вертикальных энергои массоперетоков. Б настоящее время обнаружена локализация ПСО в окрестностях активных разломов .

2. На изучаемой территории выявлен эффект пространственного не совмещения максимумов встречаемости сгущения очагов землетрясений и сгущения высыпания ПСО.

3. Обнаружен особый тип локальных геомагнитных аномалий в местах активизации ПС О.

Практическая значимость.

1. Выявлена экологическая активность природных самосветящихся образований и их отрицательное влияние на здоровье человека. Значительная концентрация этих явлений в одном месте резко изменяет структуру геофизических полей, и это опосредованно влияет на связь (радио-, телефонную, спутниковую), на радио технические и навигационные системы авиации. Построенные карты-схемы, отражающие максимальные градиенты встречаемости ПСО, могут рекомендоваться к применению в целях безопасности полетов, установления режимов связи и проектирования ЛЭП.

2. Разработана и апробирована методика построения дежурных экогеологических карт исследуемой территории — как по отдельным факторам (карты геофизических полей, локализации разломов, карты заболеваемости населения), так и интегральные карты, с учетом частных слоев карт, отражающих расположение зон максимального экологического риска. Учет этих зон важен при ведении экогеологического мониторинга и при вовлечении новых территорий в бытовое и промышленное землепользование.

Фактический материал и методические разработки.

Фактический материал, использованный в работе, собран автором в период с 1981 по 1998 гг. в ходе экспедиционных и полигонных исследований, связанных со специальными за-, даниями по сейсмологии и встречаемости самосветящихся образований в верхнем полупространстве. Участие в решение задач целевой програшлы «Исследование необычных явлений в атмосфере и ближнем космосе» (задание «Горизонт^ГТ7 СО ЛЯ СССР» 1987;1990 гг.) на территории Горного Алтая и в Томской области позволило получить и обработать уникальный архив данных о ПСО по pic следуемой территории. В составе Томского отдела экспериментальных геофизических исследований и в содружестве с исследовательским отрядом «Поиск» (ИГиГ СО АН СССР) в 1987;98 гг. были проведены геофизические съемки отдельных участков: выполнены комплексные геофизические профиля на протяжении 20 км по территории Горного Алтая и прилегающим площадям, с часто-' той отсчетов через 5−10 м.

Основные выводы диссертации основаны на результатах обработки 25 тыс. замеров геомагнитного, геоэлектрического, радиационного полей при помощи различных компьютерных программ, включая и геоинформационные технологии картопо-строения. В своей работе автор пользовался фондовой и опубликованной литературы по исследуемой территории, а также материалами следующих организаций:

— Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН;

Алтайской геофизической экспедиции (ГП «Алтай.

Гео") /.

— Информационно-аналитического .Центра Минздрава Республики Алтай;

В методическом отношении работа автора подразделялась на разработку двух направлений: а) создание методик обработки исходных данных по описательным характеристикам природных самосветящихся образований для обнаружения общих закономерностей: иб) создание новых комплексных программ для изучения микрогеологических объектов, называемых «пятнами воздействия» (мест активизации ПСО) для обнаружения характера отклика геолого-геофизической и биосферной среды.

Апробация работы.

Основные результаты работы были опубликованы в разных изданиях в количестве 17 публикаций. Отдельные вопросы и результаты исследований обсуждались на симпозиумах и конференциях: «Непериодические быстропротекающие явлений в окружающей среде» 3 Международная школа — семинар,. Томск, 1992; «Проблемы выживания человечестваТомск, 1994; «Новое миропонимание: к синтезу духовных учений, философии, науки, культуры», ' Красноярск, 1995; Международном симпозиуме «Модели устойчивого развития Республики Алтай и стран Алтае-Саянского региона», Горно-Алтайск, 1996; научно-практической конференции «О создании единой региональной системы мониторинга окружающей природной среды и здоровья населения Сибири», Новосибирск, 1996; Международной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», Новосибирск, 1997; «Особо охраняемые природные территории и объекты Республики Алтай и горных систем центра Евразии (пути и проблемы устойчивого развития)», Горно-Алтайск, 1997; «Проблемы экологии Южной Сибири», Абакан, 1997; 3-ей и 4-ой Международных научных конференций «Природные условия, история и культура Западной Монголии и сопредельных регионов», Томск, 1997, 1999; Международной конференции ИНТЕРКАРТО-4 «ГИС для оптимизации природопользования в целях устойчивого развития территорий», Барнаул, 1998; регионального совещания «Мзлнерально-сырьевая база Республики Алтай: состояние и перспективы развития», Горно-Алтайск, 1998; научно-практической конференции «Проблемы региональной экологии», Томск, 1998.

Значительный объем полученных результатов включался в плановые отчеты для Головных организаций (ИЗМИРАН, Москва и в/ч 67 947 г. Мытшц4) в соответствии со структурой частных технических заданий. В последние годы автор принимал участие в производственном отчете' «Результаты геолого-экологических исследований и картографирования масштаба-1:1 000 000 территорий Алтайского края и Республики Алтай», представленного в фондах ГП «Алтай-Гео» .

Объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Она содержит 168 стр. машинописного текста, 37 рисунков, 10 таблиц.