Ресурсы Мирового океана и перспективы их использования

Размещено на http://www.allbest.ru/

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ МЕЖДУНАРОДНЫХ ОТНОШЕНИЙ

КАФЕДРА МЕЖДУНАРОДНОГО ТУРИЗМА

Курсовая работа

по дисциплине «Социально-экономическая география»

«Ресурсы Мирового океана и перспективы их использования»

Студентка 1-го курса

Кафедры международного туризма

Райко В.В

Руководитель

Старший преподаватель

Данильченко А.О

Минск 2013г.



ВВЕДЕНИЕ

Рост численности населения планеты в 1990-х гг. привел к увеличению потребностей в минеральных ресурсах. Следствием можно считать нехватку наземных месторождений полезных ископаемых. Достижения науки последних лет позволяют исследовать и использовать еще один ценный источник полезных ископаемых - дно Мирового океана.

Минеральные ресурсы - твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые, залегающие в приморской полосе суши, на дне и в недрах океана.

По оценкам ученых, более половины всех запасов нефти находится на шельфе и в более глубоководных районах. Кроме того, большой потенциал имеют залежи твердых полезных ископаемых в океанах. Именно поэтому дальнейшие перспективы использования минеральных ресурсов требуют более детального изучения.

Актуальность данной темы определяется истощением наземных природных ресурсов и необходимостью поиска альтернативных источников полезных ископаемых.

В данной работе будут рассмотрены и описаны все океаны мира, дана краткая характеристика их ресурсов. Будет проведен анализ возможностей использования ресурсов Мирового океана.

Объектом курсовой работы является Мировой океан. Предметом - ближайшие перспективы использования минеральных ресурсов Мирового океана.

Целью данной работы является исследование возможностей использования минеральных ресурсов Мирового океана, оценка их эффективности.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

1. Охарактеризовать океаны планеты;

2. Изучить причины возникновения экологических проблем Мирового океана;

3. Охарактеризовать основные экологические проблемы Мирового океана;

4. Изучить пути решения выхода из кризиса, а также усилия мирового сообщества по их решению;

5. Охарактеризовать основные перспективы использования ресурсов Мирового океана.



Глава 1. Общая характеристика ресурсов Мирового океана

Площадь поверхности мирового океана, в состав которого входят океаны и моря, составляет около 71% поверхности Земли, что значит: океаны - самое ценное сокровище человечества, источник жизни на планете. Мировой океан - основное звено круговорота воды в природе. Он определяет водный баланс Земли, является важным источником возобновления водных объектов земной поверхности и атмосферной влаги.

Минеральные ресурсы - твердые, жидкие и газообразные полезные ископаемые, залегающие в приморской полосе суши, на дне и в недрах океана. [По И.И.Пирожнику]

Ресурсы океанов имеют значительный потенциал для развития. В Мировом океане сосредоточены большие запасы самых разнообразных ресурсов. Среди них можно выделить четыре основных вида:

1. морская вода;

2. минеральные ресурсы дна океана;

3. энергетические ресурсы;

4. биологические ресурсы.

1.1 Морская вода

На каждого человека приходится примерно 270 млн. м3 морской воды. Объем морской воды составляет 1370 млн. км2 либо 96,5% всей земной гидросферы. В морской воде содержится около 75 химических элементов, таких как: магний, бром, уран, золото, калий и др.[*]

1.2 Минеральные ресурсы

Мировой океан богат минеральными ресурсами, которые добываются со дна океана. Наиболее значимые среди них: нефть и газ. Они по стоимости составляют 90% всех ресурсов, добываемых с морского дна. Морская добыча нефти в общем объеме составляет приблизительно 1/3. Мировой океан является источником таких руд как: железных, оловянные, медно-никелевые. На дне океана залегают богатые пласты угля.[*]

Таблица 1 - Разведанные запасы нефти и газа на 2012 г.

Номер	Страна	Разведанные запасы в баррелях
1	Саудовская Аравия	264 600 000 000
2	Венесуэла	209 400 000 000
3	Канада	173 600 000 000
4	Иран	151 200 000 000
5	Ирак	143 100 000 000
6	Кувейт	101 500 000 000
7	ОАЭ	97 800 000 000
8	Россия	60 000 000 000
9	Ливия	48 080 000 000
10	Нигерия	38 500 000 000
Номер	Страна	Разведанные запасы в м3
1	Россия	47 570 000 000 000
2	Иран	33 070 000 000 000
3	Катар	25 200 000 000 000
4	Туркмения	24 300 000 000 000
5	Саудовская Аравия	8 028 000 000 000
6	США	7 716 000 000 000
7	ОАЭ	6 089 000 000 000
8	Венесуэла	5 524 000 000 000
9	Нигерия	5 110 000 000 000
10	Алжир	4 502 000 000 000

Главным богатством глубоководного ложа океана являются железомарганцевые конкреции, содержащие до 30 разных металлов. Они были обнаружены на дне океана еще в 70-х годах XIX века английским научно-исследовательским судном «Челленджер». Наибольший объем железомарганцевые конкреции находится в Тихом океане (16 млн. км?). Первый опыт добычи конкреций предприняли американцы в районе Гавайских островов. [*]

1.2.1 Краткая характеристика минеральных ресурсов океанов

1. Тихий океан - самый крупный бассейн Мирового океана. В недрах Тихого океана выявлены месторождения нефти и газа, на дне --россыпи тяжёлых минералов и других полезных ископаемых Основные нефтегазоносные районы сосредоточены на периферии океана. В Тасмановом бассейне открыты месторождения нефти и газа -- Барракута (свыше 42 млрд. м3 газа), Марлин (более 43 млрд. м3 газа, 74 млн. т нефти), Кингфиш, у острова Новая Зеландия разведано газовое месторождение Капуни (15 млрд. м3). Из твёрдых полезных ископаемых обнаружены и частично разрабатываются россыпные месторождения магнетитовых песков (Япония, западное побережье Северной Америки),касситерита (Индонезия, Малайзия), золота и платины (побережье Аляски и др.). В открытом океане обнаружены крупные скопления глубоководных железо-марганцевых конкреций[1], содержащих также значительное количество никеля и меди (разлом Кларион-Клиппертон). На многих подводных горах и склонах океанических островов обнаружены железо-марганцевые корки и конкреции, обогащенные кобальтом и платиной. На шельфах -- Калифорнии и острова Новая Зеландия известны месторождения фосфоритов.

2. Атлантический океан - второй по величине бассейн Мирового океана. Среди минеральных ресурсов Атлантического океана важнейшее значение имеют нефть и газ. У Северной Америки нефтегазоносны шельфы Лабрадорского моря, заливы: Святого Лаврентия, Новой Шотландии, Джорджес-Банк. Запасы нефти на восточном шельфе Канады оцениваются в 2,5 млрд. т, газа 3,3 трлн. м3, на восточном шельфе и материковом склоне США -- до 0,54 млрд. т. нефти и 0,39 трлн. м3 газа. На южном шельфе США открыто более 280 месторождений, у берегов Мексики свыше 20 месторождений. Общие запасы шельфов Карибского моря составляют до 13 млрд. т нефти и 8,5 трлн. м3 газа. Нефтегазоносные районы выявлены на шельфах Бразилии (залив Тодуз-yc-Сантус) и Аргентины (залив Сан-Xopxe). Месторождения нефти открыты в Северном (114 месторождений) и Ирландском морях, Гвинейском заливе (50 -- на шельфе Нигерии, 37 -- у Габона, 3 -- у Конго и т.д.).

В Мексиканском заливе добывается сера. Добывается уголь на морских продолжениях континентальных бассейнов -- в Великобритании (до 10% национальной добычи) и Канаде. У восточного побережья острова

Ньюфаундленд находится крупнейшее железорудное месторождение Уобана (общие запасы около 2 млрд. т). Тяжёлые минералы (ильменит, рутил, циркон, монацит) добываются у побережья Флориды, в Мексиканском заливе. у берегов Бразилии, Уругвая, Аргентины, Скандинавского и Пиренейского полуостровов, Сенегала, ЮАР. Шельф Юго-Западной Африки район промышленной добычи алмазов (запасы 12 млн. карат). У полуострова Новая Шотландия обнаружены золотоносные россыпи. Фосфориты найдены на шельфах США, Марокко, Либерии, на банке Агульяс.

3. Индийский океан. Практически по всей шельфовой части Индийского океана выявлены залежи нефти и газа или. Наибольшие запасы сосредоточены на шельфе юго-восточной Азии, где геологические запасы оцениваются в 2,4 млрд. т. нефти и 2,3 трлн. м3 газа. Наиболее крупные месторождения расположены в нефтегазоносном бассейне Персидского залива . На западных и северо-западных шельфах Австралии известно 10 месторождений нефти (потенциальные извлекаемые запасы 600-900 млн. т), у побережья Бангладеш обнаружено 7 месторождений газа. Залежи газа выявлены в Андаманском море, нефтегазоносные районы -- в Красном море, Аденском заливе, вдоль побережья Африки. Наиболее важные россыпные месторождения[1] в Индийском океане находятся у побережий юго-восточной Азии и Австралии. В открытом океане крупные поля железомарганцевых конкреций обнаружены на дне котловин Западно-Австралийской, Центральной, Южно-Аравийской, Крозе, сравнительно небольшие -- в котловинах Сомалийской, Маскаренской, и др. В Красном море выявлены крупные залежи соли, рудоносные осадки рифтовых впадин, обогащенных железом, медью, цинком и др.

4. Серверный Ледовитый океан - наименьший по площади океан Земли. На материковом обрамлении Северного Ледовитого океана известны крупные нефтегазоносные бассейны (НГБ), продолжающиеся на его шельфы: Западно-Сибирский, северная периферия которого расположена в юго-западной части шельфа Карского моря, Печорский (шельф Баренцева моря), Северного склона Аляски нефтегазоносный бассейн (США), Свердруп (на арктических островах Канады). Нефтегазоносные площади выявлены также на шельфе Норвежского моря и в прилегающей к Норвегии части Баренцева моря, а также на шельфе северо-восточной Гренландии. Недра Северного Ледовитого океана по своим термобарическим условиям благоприятны для образования газогидратов[2]. На побережье морей Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского известны россыпи касситерита. Рифтовые[3] ущелья Срединно-Арктического хребта, по-видимому, перспективны на металлоносные илы и полиметаллические гидротермальные месторождения[4] массивных сульфидов.

1.3 Энергетические ресурсы

Огромен потенциал использования энергетических ресурсов вод Мирового океана. Наибольший прогресс достигнут в области использования энергии приливов и отливов. Установлено, что лучшие возможности для создания крупных приливных станций имеются в 25 местах Земли. Большими ресурсами приливной энергии обладают такие страны как: Франция, Канада, Великобритания, Австралия, Аргентина, США, Россия. Лучшие возможности этих стран объясняются тем, что высота прилива здесь достигает 10-15 м.

Ученые подсчитали, что при рациональном использовании энергии океанских приливов и отливов, человечество может получать астрономическое количество электроэнергии - примерно 70 000 000 миллиардов киловатт-часов в год.

1.4 Биологические ресурсы

Нельзя забывать и о биологических ресурсах Мирового океана: растениях (водорослях) и животных (рыбах, млекопитающих, моллюсках, ракообразных). Объем всей биомассы океана составляет 35 млрд. тонн, из нее на рыбу приходится 0,5 млрд. т. Как и на суше, в Мировом океане есть более и менее продуктивные территории. Они охватывают площади шельфа и периферийной части океана. Наиболее продуктивными в мире являются Норвежское, Берингово, Охотское, Японское моря. Океанические пространства, отличающиеся низкой продуктивностью, занимают почти 2/3 площади океана.

Более 85% биомассы, которую использует человек, составляют рыбы. Малая доля приходится на водоросли. Благодаря рыбе, моллюскам, ракообразным, выловленным в Мировом океане, человечество на 20% обеспечивает себя белками животного происхождения. Биомасса океана используется также для получения высококалорийной кормовой муки для животноводства.



Рис. 1 Ресурсы Мирового океана

Обобщая, можно сказать, что Мировой океан является важным поставщиком практически всех нужных для существования веществ. Мировой океан представляет собой самый ценный источник поступления таких важных минеральных ресурсов, как нефть и природный газ. Не стоит так же отрицать роль биологических ресурсов, т.к. на них приходится около 20% белков животного происхождения, потребляемых человечеством. Огромная роль отводится океанам как новым источником энергии, возможно использование энергии волн, отливов и приливов. Возможно использование морской воды для получения пресной.



Глава 2. Проблемы использования ресурсов Мирового океана и попытки их решения

За последние сто лет резко увеличилась добыча природных ископаемых со дна моря. Поэтому уже в середине прошлого века проблема загрязнения океана привлекла внимание. В 1959 г. состоялся первый посвященный ей первый международный конгресс, но только в конце 60-х - начале 70-х годов пришло понимание истинных масштабов этой проблемы.

При интенсивном использовании ресурсов Мирового океана происходит его загрязнение в результате сброса в реки и моря промышленных, сельскохозяйственных, бытовых и др. отходов.

К наиболее распространенным и опасным загрязнителям морских и океанских вод относятся: 1) нефть и нефтепродукты, которые оказывают пагубное воздействие на морские экосистемы и все звенья экологической цепи; 2) тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий и др.), которые после попадания в морскую среду либо растворяются, либо накапливаются в донных отложениях, попадая отсюда в ткани рыб и других морских организмов; 3) пестициды и другие хлорорганические соединения, которые также представляют собой серьезную угрозу как для морской фауны, так и для людей; 4) радиоактивные вещества. [По Максаковскому В. П.]

Атмосферные переносы играют значительную роль в загрязнении Мирового океана. Низкомолекулярные углеводороды и др. органические в-ва, свинец, ртуть, др. тяжелые металлы, находясь в атмосфере над открытым океаном во взвешенном или газообразном состоянии, переносятся атмосферными потоками на большие расстояния.[См. Cхема 1] В условиях глобального распространения загрязняющих в-в, особенно в результате атмосферного переноса, нефтяные углеводороды стали постоянно действующим негативным фактором.

Благодаря интенсивному судоходству нефтяные углеводороды распространены на большей части океана , особенно в Северной Атлантике. Редкое исключение представляют воды центральной и юго-восточной части Тихого океана. Нефтью загрязнены воды в местах её добычи в Персидском и Мексиканском заливах, в Северном, Карибском, Каспийском морях и др. акваториях.

2.1 Загрязнение Мирового океана

2.1.1 Загрязнение нефтяными танкерами

Огромную роль в загрязнении Мирового океана играют аварии нефтяных танкеров, которые влекут за собой масштабные разливы нефти.

Таблица 1. Крупнейшие разливы нефти в истории человечества(переделать)

Год аварии	Место аварии	Объем загрязняющих в-в, выпавших в результате аварии
16.03.1978	Побережье Бретани (Франция)	223 тыс. тонн сырой нефти
03.06.1979	Мексиканская нефтяная платформа Ixtoc I	460 тыс. тонн сырой нефти
19.07.1979	Карибское море	287 тыс. тонн нефти
Март 1989	залив Принц Уильямс у побережья Аляски	48 тыс. тонн сырой нефти
1990	Кувейт	1.5 млн. тонн сырой нефти (различные источники приводят разные данные)
Ноябрь 2002	Испания	64 тыс. тонн мазута
Август 2006	Филлипины	1800 тонн мазута
11.11.2007	Азовское и черное моря	2 тыс. тонн мазута; 7 тысяч тонн серы
20.04.2010	Мексиканский залив	454 тыс. тонн сырой нефти

Таким образом, глобальное распределение нефтяных углеводородов в Мировом океане характеризуется общим нарастанием их концентрации от пелагиали [1] океанов к внутренним морям, прибрежным водам и эстуариям[2].



Рис. 2 Загрязнение Мирового океана

2.1.2 Загрязнение тяжелыми металлами

Тяжелые металлы (ртуть, кадмий, свинец, цинк и др.) всегда присутствуют в морских водах в фоновых количествах, только их повышенное содержание говорит об антропогенном загрязнении Мирового океана. Основные источники поступления тяжелых металлов в морские воды сжигание твердого и жидкого топлива, переработка минерального сырья, промышленное производство . Данный вид загрязнения характерен прежде всего для прибрежных районов, зон, находящихся под влиянием речных стоков.

Загрязнение вод Мирового океана тяжелыми металлами:

· Ртуть переносится в океан с материковым стоком (прежде всего -- из стока промышленных вод) и через атмосферу. В составе атмосферной пыли содержится около 12 тыс.т. ртути. До трети от этого количества образуется при выветривании пород, содержащих ртуть (киноварь). Ртуть антропогенного происхождения попадает в атмосферу в первую очередь при сжигании угля на электростанциях. Около половины годового промышленного производства этого металла (910 тыс. тонн) попадает в океан. Соединения ртути накапливается многими морскими и пресноводными организмами в концентрациях, во много раз превышающих содержание ее в воде. Соединения ртути высокотоксичны для человека.

· Свинец -- рассеянный элемент, содержащийся во всех компонентах окружающей среды: в горных породах, почвах, природных водах, атмосфере, живых организмах. Помимо того, свинец поступает в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека, в том числе с выхлопными газами поступает используемый в топливе тетраэтилсвинец. Через атмосферу океан получает 20-30 тысяч тонн свинца в год с континентальной пылью. В организм человека свинец попадает как с пищей и водой, так и из воздуха. Свинец может выводиться из организма, однако малая скорость выведения может приводить к накоплению в костях, печени и почках.

· Кадмий является относительно редким и рассеянным элементом, в природе концентрируется в минералах цинка. Поступает в природные воды в результате смыва почв, выветривания полиметаллических и медных руд, и со сточными водами рудообогатительных, металлургических и химических производств. Кадмий в норме присутствует в организме человека в микроскопических количествах. При накоплении организмом соединений кадмия поражается нервная система, нарушается фосфорно-кальциевый обмен. Хроническое отравление приводит к анемии и разрушению костей.

2.1.3 Загрязнение хлорированными углеводородам

Загрязнение хлорированными углеводородам приобрело глобальный характер после введения их в использование в XX в. Наиболее известный углеводород - ДДТ[1].

Большинство хлорорганических соединений до сих пор используются в качестве пестицидов: ДДТ и его производные, а также альдрин, дильдрин, гектахлор и др. Хотя применяются эти вещества на суше, но ветры и реки быстро переносят их в океан. Помимо прямого действия на организм (снижение жизнестойкости, способности к размножению и т. д), ксенобиотики[2] вызывают изменения в наследственном аппарате, предвидеть которые весьма сложно. Однако особенно опасно то, что хлорорганические соединения почти не разлагаются и накапливаются в организмах, занимающих верхние уровни пищевой цепи (хищные рыбы, морские млекопитающие, рыбоядные птицы). Концентрация пестицидов в организмах морских животных в десятки и сотни тысяч раз превышает содержание этих веществ в морской воде. Часто это становится причиной их гибели.

2.1.4 Загрязнение радиоактивными отходами

Большую опасность для Мирового океана представляет загрязнение радиоактивными элементами и продуктами их распада, таким как стронций - 90, цезий - 137, плутоний - 239 и плутоний - 240.

Основными источниками загрязнения являются: испытания ядерного оружия, аварии на АЭС, судовых установках, сброс радиоактивных отходов и др. Одной из наиболее острых проблем в настоящее время является попытка «решения» проблемы удаления радиоактивных отходов утилизацией их в мировом океане. Несмотря на принятые законодательные акты (в том числе - международные), данная проблема в настоящее время не решена.

Захоронение радиоактивных отходов на дне морей и океанов в специальных зацементированных контейнерах («каменных гробах») практиковалось на первом этапе развития атомной энергетики. Первыми так поступили США в 1946 г., а после 1949 г. их примеру последовали Великобритания, Франция, Бельгия, Швейцария, Германия, Италия, Швеция,

Япония, Республика Корея,Китай и даже Новая Зеландия. При этом исходили из общего представления о безбрежности и бездонности Мирового океана, которому превращение в «ядерный могильник» не должно нанести вреда. Многие АЭС были построены непосредственно на побережье - с целью использования морской воды в качестве охладителя и для удобства сбрасывания в океан твердых и жидких отходов. Затем в водах Мирового океана стали захоранивать и отработанные ядерные отходы атомного подводного флота и других атомных морских судов.

США захороняют такие отходы в Тихом, Атлантическом океанах и Мексиканском заливе, европейские страны - в прилегающей части Атлантики и Средиземном море, Япония - в прилегающих акваториях. К этому нужно добавить также жидкие радиоактивные отходы с плутониевых заводов, которые в США попадают прежде всего в район устья р. Колумбия, а в Великобритании - в Ирландское море.

Начиная с 1980-х гг. захоронение радиоактивных отходов в морской среде было резко сокращено. Однако опасения природоохранных организаций от этого не уменьшились, поскольку уже захороненные «каменные гробы», как полагают, могут обеспечить полную надежность и безопасность только в течение нескольких десятилетий.

2.2 Усилия мирового сообщества по предотвращению вредного воздействия на воды Мирового океана

В целях достижения полного прекращения умышленного загрязнения морской среды нефтью и другими вредными веществами и сведения к минимуму случайных сбросов таких веществ были приняты новые международные договоры в данной сфере: Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (Москва --Вашингтон --Лондон --Мехико, 29 декабря 1972 г.), Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (Лондон, 2 ноября 1973 г.), Базельская конвенция о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением (Базель, 23 марта 1990 г.), Международная конвенция по обеспечению готовности на случай загрязнения нефтью, борьбе с ним и сотрудничеству 1990 г. (Лондон, 30 ноября 1990г.) и ряд других.
В частности, Конвенцией по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972 г. регламентировалось захоронение в Мировом океане всех вредных отходов. Все категории вредных отходов или материалов распределены по двум раз личным приложениям: либо абсолютный запрет (приложение I), либо специальное разрешение (приложение II). Общее разрешение выдается на захоронение всех остальных отходов, не перечисленных в двух приложениях.

Лондонская конвенция регулирует два вида преднамеренного захоронения: Сброс (слив) в море отходов и иных материалов с судов, самолетов, платформ или других находящихся в море искусственных конструкций.

Затопление в море судов, самолетов, платформ и других искусственных конструкций.[По Максаковскому В.П.]

Конвенцией ООН по морскому праву 1982 г. государствам вменяется в обязанность защищать и сохранять морскую среду. Государства имеют право разрабатывать свои природные ресурсы в соответствии со своей политикой в области окружающей среды.

Мировой океан - наше самое ценное достояние. Из-за увеличения антропогенной нагрузки в последние десятилетия, довольно остро стоит проблема загрязнения и на сегодняшний день не найдено эффективных мер по решению этой задачи. Мировое сообщество должно приложить максимум усилий для решения таких важных задач, как загрязнение нефтяными углеводородами, радиоактивное загрязнение и загрязнение тяжелыми металлами.



Глава 3. Перспективы использования ресурсов Мирового океана

Роль ресурсов Мирового океана с каждым годом возрастает, т. к. возрастают потребности человечества в энергетических ресурсах, в чистой питьевой воде. Более 2/3 всей нефти и около 25% природного газа добывается с морского дна. Использование новейших технологий могло бы помочь человечеству решить многие проблемы, связанные с использованием ресурсов Мирового океана.

Перспективные ресурсы Мирового океана:

3.1 Ледники Антарктики и Арктики

Основная часть общемировых запасов пресной воды (или более 25 млн. км3) находится в ледниковых покровах земного шара. При этом в первую очередь имеются в виду ледниковые покровы Антарктиды и Гренландии, морские льды Арктики. Только за один летний сезон, когда наступает естественное таяние этого природного льда, можно было бы получить более 7000 км3 пресной воды, а это количество превышает все мировое водопотребление.

С точки зрения перспектив использования ледников в качестве резерва пресной воды особый интерес представляют ледники Антарктиды. Всего шельфовых ледников в Антарктиде 13, причем основная их часть приходится на выходящее к Атлантике побережье Западной Антарктиды и Землю Королевы Мод, тогда как в Восточной Антарктиде, выходящей к пространствам Индийского и отчасти Тихого океанов, их меньше. Ширина пояса шельфовых ледников в зимнее время достигает 550--2550 км.

Шельфовые ледники Антарктиды представляют собой плиты шириной в среднем 120 км, толщиной у материка 200--1300 м, а у морского края 50--400 м. Средняя высота их составляет 400 м, а высота над уровнем океана - 60 м. В целом такие шельфовые ледники занимают почти 1,5 млн. км2 и содержат 600 тыс. км3 пресной воды. Это означает, что на них приходится всего 6 % общего объема ледниковой пресной воды на Земле. Но в абсолютных показателях их объем в 120 раз превышает мировое водопотребление.

С покровными и шельфовыми ледниками Антарктиды непосредственно связано образование айсбергов. По имеющимся расчетам, в общей сложности от выдвижных и шельфовых ледников Антарктиды ежегодно откалывается от 1400 до 2400 км3 пресной воды в виде айсбергов.

Запасы пресной воды в ледниках Гренландии менее велики. Тем не менее и от ее ледяного панциря ежегодно откалываются и затем выносятся в Северную Атлантику примерно 15 тыс. айсбергов. Самые крупные из них содержат десятки миллионов кубометров пресной воды, достигая в длину 500 м, а в высоту 70- 100 м.

В Мировом океане одновременно дрейфуют примерно 12 тыс. айсбергов. В среднем антарктические айсберги живут 10-13 лет, но гигантские, длиной в десятки километров, могут плавать многие десятилетия. Идея транспортировки айсбергов с целью дальнейшего их использования для получения пресной воды появилась еще в начале XX в.

Нельзя забывать и о том, что айсберги как источники пресной воды представляют собой международное достояние. Это означает, что при их использовании должно быть разработано специальное международное право. Учитывать нужно и возможные экологические последствия транспортирования айсбергов, а также их пребывания в месте назначения. По существующим оценкам, айсберг средних размеров в районе своей стоянки может снизить температуру воздуха на 3-4 °C и оказать негативное воздействие на сухопутные и морские экосистемы, тем более что из-за огромной осадки ледяной горы ее зачастую нельзя будет подвести к берегу ближе чем на 20-40 км.

Существуют и другие проекты использования пресной воды ледяного покрова планеты. Предлагают, например, использовать энергию АЭС для обеспечения таяния ледника на месте его нахождения с последующей поставкой пресной воды по трубопроводам.

3.1.1 Проект «Чистый лёд»

Разработан и прошел всестороннюю экспертизу проект, согласно которому стоимость первого в мире сочлененного судового комплекса для добычи и транспортировки льда айсбергов водоизмещением 1,5 млн. тонн, 1,5 миллиарда долларов США, или национальной валюты других государств в эквиваленте. Стоимость серийных комплексов не будет превышать 1 млрд. долларов США. Имеются технологии применения талой воды и льда в пивоварении, приготовлении различных напитков, кондиционировании и охлаждении воздуха на круизных судах, а также в медицине, косметике и других чистых технологиях и холодильной технике. Реализация проекта позволит:

а) уже в ближайшие 10-15 лет решить проблему обеспечения населения Земли экологически чистой питьевой водой за счет природных самовосстанавливающихся источников;

б) улучшить экологическую обстановку в районах массового опреснения морской воды;

в) улучшить состояние внутриматериковых источников пресной воды;

г) сократить объемы вредных выбросов на ТЭЦ более чем на 1 млн. тонн в год;

д) создать более 500 000 новых рабочих мест в странах с развитой судостроительной промышленностью;

е) сэкономить миллиарды киловатт электроэнергии, в настоящее время расходуемой на получение льда в пищевой и других отраслях промышленности.

По предварительным расчетам первый комплекс технических средств (головной корабль) возможно построить за 2,5 - 3 года, а серийный -- уже в течение 1,5 - 2 года. Срок окупаемости первого комплекса при переработке 7,5 миллиона тонн льда в течении года - 3 - 4 года, а серийного -- 2 - 3 года, при рыночной цене воды - 0,3 - 0,4 доллара США за 1 литр.

3.2 Энергетические ресурсы Мирового океана

В Мировом океане заключены огромные, поистине неисчерпаемые ресурсы механической и тепловой энергии, к тому же постоянно возобновляющейся. Основные виды такой энергии - энергия приливов, волн, океанических (морских) течений и температурного градиента. Однако, как правило, концентрация такой энергии в водных массах очень невелика, что затрудняет ее эффективное производственное использование. Тем не менее в качестве потенциального резерва энергетические ресурсы Мирового океана имеют большое значение.

3.2.1 Энергия приливов и отливов

Прилив и отлив-периодические вертикальные колебания уровня океана или моря, являющиеся результатом изменения положений Луны и Солнца относительно Земли вкупе с эффектами вращения Земли и особенностями данного рельефа и проявляющееся в периодическом горизонтальном смещении водных масс. Суммарную энергетическую мощность приливов обычно оценивают от 2,5 млрд. до 4 млрд. кВт. Добавим, что энергия только одного приливно-отливного цикла достигает примерно 8 трлн. кВт-ч, а это лишь немногим меньше общей мировой выработки электроэнергии в течение целого года.

Ещё одним положительным качеством приливов и отливов является их постоянство. Поэтому кол-во энергии, получаемой на приливных электростанциях, фиксировано и известно.

Однако, экономически выгодно использовать лишь небольшую часть приливного потенциала Мирового океана, т.к. только 20-40 мест на планете имеют подходящий рельеф дна, силу ветра, высоту волны(должна превышать 5 метров) и т.д.

Считается, что наибольшими запасами приливной энергии обладает Атлантический океан. В его северо-западной части, на границе США и Канады, находится залив Фанди, представляющий собой внутреннюю суженную часть более открытого залива Мэн. Этот залив знаменит самыми высокими в мире приливами, достигающими 18 м. Очень высоки приливы и у берегов Канадского Арктического архипелага. Например, у побережья Баффиновой Земли они поднимаются на 15,6 м. В северо-восточной части Атлантики приливы до 10 и даже 13 м наблюдаются в проливе Ла-Манш у берегов Франции, в Бристольском заливе и Ирландском море у берегов Великобритании и Ирландии.

Велики также запасы приливной энергии в Тихом океане. В его северо-западной части особенно выделяется Охотское море, где в Пенжинской губе (северо-восточная часть залива Шелихова) высота приливной волны составляет 9--13 м. На восточном побережье Тихого океана благоприятные условия для использования приливной энергии имеются у берегов Канады, Чилийского архипелага на юге Чили, в узком и длинном Калифорнийском заливе Мексики.

В пределах Северного Ледовитого океана по запасам приливной энергии выделяются Белое море, в Мезенской губе которого приливы имеют высоту до 10 м, и Баренцево море у берегов Кольского полуострова (приливы до 7 м). В Индийском океане запасы такой энергии значительно меньше. В качестве перспективных для строительства ПЭС здесь обычно называют залив Кач Аравийского моря (Индия) и северо-западное побережье Австралии. Однако и в дельтах Ганга, Брахмапутры, Меконга и Иравади приливы тоже составляют 4-6 м.

К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также кинетическую энергию волн. Энергию ветровых волн суммарно оценивают в 2,7 млрд кВт в год. Опыты показали, что ее следует использовать не у берега, куда волны приходят ослабленными, а в открытом море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых акваториях волновая энергия достигает значительной концентрации: в США и Японии - около 40 кВт на 1 м волнового фронта, а на западном побережье Великобритании - даже 80 кВт на 1 м.

3.2.2 Океанические течения

Ещё один альтернативный источник для получения энергии. Океанские течения обладают огромным потенциалом для использования. Так, например мощнейшие течения Гольфстрим и Куросио несут по 83 и 55 соответственно млн. куб. м/с воды со скоростью более 2 м/с. Предполагается, что совместные электростанции, работающие за счет приливных сил и океанических течений смогут вырабатывать до 100 ТВт/ч электроэнергии.

Рис.1 Океанические течения (См. Схема 2)

3.2.3 Использование температурного градиента

Когда говорят об использовании температурного градиента, то имеют в виду источник уже не механической, а тепловой энергии, заключенной в массе океанских вод. Обычно разность температур воды на поверхности океана и на глубине 400 м составляет 12 °C. Однако в акваториях тропиков, расположенных между 20° с. ш. и 20° ю. ш., верхние слои воды в океане могут иметь температуру 25-28 °C, а нижние, на глубине 1000 м, - всего 5 °C. Именно в таких случаях, когда амплитуда температур достигает 20° и более, считается экономически оправданным использование ее для получения электроэнергии на гидротермальных электростанциях.

Теоретическая возможность такого использования сильного перепада температур океанских вод была доказана французскими учеными и инженерами еще в конце XIX в. Однако вплотную к техническому осуществлению этой идеи подошли только в 70-х гг. XX в. По современным представлениям, гидротермальная электростанция является плавучей установкой, в теплообменнике которой нагретая Солнцем поверхностная океанская вода подогревает жидкость, испаряющуюся при сравнительно невысокой температуре, например аммиак. Получаемый при этом пар поступает к турбине, которая соединена с генератором, а затем отводится в глубинный холодный слой, где снова превращается в жидкость. Такая система имеет непрерывное действие, не нуждается в горючем и не оказывает отрицательного влияния на окружающую среду. Издержки на ее эксплуатацию также невысоки. Однако гидротермальные электростанции требуют больших инвестиционных затрат и имеют низкий (7--10 %) коэффициент преобразования энергии.

В целом же энергетические ресурсы Мирового океана правильнее было бы отнести к ресурсам будущего, т.к. для их освоения требуются внушительные денежные вложения, к тому же, их освоение на сегодняшний день остается затруднительным из-за отсутствия прогрессивных технологий. Для многих стран переход к использованию альтернативных источников энергии станет крахом, т.к. их экономика построена на добыче и экспорте нефтяных углеводородов.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мировой океан является источником жизни на Земле. После долгих столетий отсутствия производственной нагрузки на Мировой океан, резко возросла доля ресурсов, добытых из его недр. Наибольшее значение для человечества представляет добыча минеральных ресурсов со дна Мирового океана, таких как нефть и природный газ, и рыбный промысел.

Экологический кризис, затронувший весь мир, затронул и Мировой океан. Вследствие многочисленных катастроф с танкерами, перевозящими нефть и природный газ, миллионы тонн сырой нефти попали в воды Мирового океана, как результат, пострадала флора и фауна многих регионов мира. Губительное воздействие на воды океанов оказывают тяжелые металлы, которые попадают в океан через атмосферный осадки. Загрязнение пестицидами наиболее опасно из-за их долговременного распада и сильного влияния на организмы живых существ. Наиболее опасным является загрязнение радиоактивными отходами. Одной из самых острых проблем в настоящее время предстает проблема утилизации радиоактивных отходов на дне Мирового океана.

Мировое сообщество предпринимает активные попытки по решению проблемы загрязнения прибрежных вод нефтью и другими вредными веществами. По решению многочисленных конвенций были приняты действующие законы в области права по регулированию выбросов и захоронений вредных отходов на дне Мирового океана(Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (Москва --Вашингтон --Лондон --Мехико, 29 декабря 1972 г.), Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (Лондон, 2 ноября 1973 г.), Базельская конвенция о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением (Базель, 23 марта 1990 г.), Международная конвенция по обеспечению готовности на случай загрязнения нефтью, борьбе с ним и сотрудничеству 1990 г. (Лондон, 30 ноября 1990г.) Конвенция по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов 1972 г. регламентировалось захоронение в Мировом океане всех вредных отходов. Конвенцией ООН по морскому праву 1982 г. государствам вменяется в обязанность защищать и сохранять морскую среду).

За последние несколько десятилетий роль ресурсов Мирового океана продолжает возрастать, уже сегодня со дна океана добывается более 2/3 всей нефти и 25% природного газа. Однако, Мировой океан перспективен не только в плане использования минеральных ресурсов, но и энергетических (энергия приливов и отливов, энергия волн и т.п.), возможно использование ледников Антарктиды и Арктики для производства питьевой воды, но этот способ довольно дорогостоящий( требует вложения на первоначальном этапе 1,5 млрд. долл.).

Таким образом, ресурсы Мирового океана скорее можно отнести к технологиям будущего из-за их высокой себестоимости и времени, требуемого для освоения новых технологий.

минеральных антарктика океан ресурс



ПРИМЕЧАНИЯ

Список определений к главе 1:

1. Конкреции - минеральные образования округлой или эллипсоидальной формы в осадочных горных породах или современных осадках. Центрами стяжения могут быть зёрна минералов, обломки пород, раковины, зубы и кости рыб, остатки растений и др.

2. Россыпные месторождения- скопление обломочных горных пород, содержащих ценные минералы. Формирование россыпных месторождений обусловлено физическим и химическим выветриванием горных пород и полезных ископаемых.

3. Газовые гидраты - кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа.

4. Рифт -- крупная линейная впадина в земной коре, образующаяся в месте разрыва коры в результате её растяжения или продольного движения.

5. Гидротермальные месторождения - залежи полезных ископаемых, образующихся из осадков циркулирующих в недрах Земли горячих водных (гидротермальных) растворов.



ПРИЛОЖЕНИЕ

Схема 1

Размещено на Allbest.ur