Влияние человека на все сферы окружающей среды, в том числе и на самого человека, становится все сильнее и захватывает все большие площади суши, океаны и моря, все большие глубины литосферы. Непосредственное влияние на человека осуществляется через современные производства, химическое и радиоактивное заражение атмосферы, гидросферы, почв, в том числе сельскохозяйственных угодий, заражение продуктов питания и питьевой воды.
Опосредованное, а нередко и прямое влияние на человека осуществляется при воздействии таких сильных факторов, как строительство и эксплуатация атомных и гидроэлектростанций, разработка месторождений углеводородов и твердых полезных ископаемых, запуски тяжелых ракет и нештатные ситуации, связанные с ними.
Месторождения нефти и газа часто располагаются в зонах с наиболее выраженными дефектами (трещиноватость, пористость, пустоты и т.д.), где в результате естественных и антропогенных воздействий происходят такие явления, как проседания земной поверхности, наведенные землетрясения, разрыв колонн буровых скважин и прочие процессы, способные привести к катастрофическим последствиям.
Разработка месторождений угля, рудных полезных ископаемых также несет в себе опасности в виде горных ударов, выбросов газа, взрывов метана и т.д. Важны задачи прогнозирования изменений среды, включающей залежи полезных ископаемых, в том числе прогнозирования возбужденной сейсмичности, выбросов газа, горных ударов и т.д. на месторождениях.
Мониторинг на месторождениях должен привести к установлению определенных режимов, учитывающих вариации среды при разработке месторождений, к принятию обоснованных решений по изменению режимов эксплуатации месторождений и проведению превентивных мероприятий при готовящихся негативных событиях.
Экология и природопользование
На фоне вариаций состояния земных объектов, вызванных естественными причинами, человек осуществляет дополнительные антропогенные воздействия на эти объекты и стремится извлекать из своих воздействий пользу. Многие природные изменения учитываются при планировании человеком своей деятельности, например отопительный сезон приходится на зимнее время года. Менее четкие и сильные временные изменения процессов в ряде случаев предсказываются и иногда учитываются, а многие — не предсказываются и не учитываются.
При природопользовании могут иметь место негативные экологические последствия.
Можно схематически представить три случая природопользования: 1) антропогенная нагрузка много ниже критической — той, которая могла бы представить катастрофическую угрозу объекту; в этом случае человек может свободно осуществлять свои действия; 2) антропогенная нагрузка соизмерима с критической, при этом естественный процесс носит более или менее сложный и выраженный ритмический характер, и в этом случае необходимо соизмерять осуществляемую антропогенную нагрузку с существующим (а возможно, и с прогнозируемым) состоянием объекта; 3) антропогенная нагрузка выше критической; этот вид природопользования не должен допускаться.
Можно привести различные примеры допустимых, недопустимых и сомнительных антропогенных воздействий.
Примером недопустимой антропогенной нагрузки может служить уменьшение стока речных вод в Аральское море в 1970-1980-х гг., которое вызвало экологическую катастрофу. Человек расходовал воду для орошения, сток непрерывно уменьшался — вплоть до полного исчезновения. Пример действий человека без учета колебательного характера фонового процесса, когда воздействие может привести к катастрофическим последствиям для объекта и самих людей, сообщен доктором биологических наук Л.С. Богословской.
Исходя из высокой численности моржей в 1977-1980 гг. в северных морях, имел место высокий береговой промысел. На последующие годы пришелся спад численности, а планирование осуществлялось на основе данных последних лет. В частности, было принято решение ввести дополнительный промысел — судовой. Большому спаду стал соответствовать большой промысел. Позже было принято решение о сокращении промысла, но процесс истребления уже привел ситуацию к критической грани.
Еще один яркий пример по мировой добыче китов приведен в книге К. Уатта. Общая добыча китов (и мелких, и крупных) в целом имела тенденцию к увеличению, добыча же крупных синих китов с 1938 по 1966 г. уменьшилась с 15 035 до 1 (одного!). Популяция эксплуатировалась столь интенсивно, что вероятность дожить до зрелого возраста стала очень низкой. Здесь мы имеем дело со случаем нанесения природе глубокого ущерба. Человек осуществлял чрезмерную, гибельную эксплуатацию.
Рассмотрение динамики различных процессов выявило удивительную картину. Несмотря на огромную разницу в природе процессов, в частотах и анализируемых временных интервалах, процессы везде выглядят сходно: тренд, ритмы, смена одного или нескольких ритмов, хаос, сменяющийся новыми ритмами. Имеет место самоподобие процессов — рассмотрение мелких деталей дает примерно такую же картину, как общий план.
Заметим, что в данной главе мы рассматриваем процессы, протекающие в заметные для человека временные диапазоны времени — от часов до десятков лет. В то же время аналогичные результаты получены и для промежутков времени, исчисляемых в сотнях, тысячах и миллионах лет. Разница — в контрасте, времени смен более упорядоченных процессов на менее упорядоченные, продолжительности ритмов.