Минерально-сырьевые ресурсы мирового океана:проблемы и перспективы их использования

Фосфоритовые конкреции встречаются на пространст­вах между 40 – 42° с. ш. и 50° ю. ш. и приурочены к океаниче­ским шельфам (в окраинных и внутренних морях они не выявлены). Общие запасы фосфоритовых конкреций, где фосфор выступает в форме фосфата кальция (апатита) - Ca(PO), оцениваются в 3 x 1011 т. При современных и даже более высоких темпах потребления фосфорного сырья океан может обеспечить мировые потребности на ближайшие 1000 лет. Исследованиями выявлены пять богатых провин­ций: Восточно- и Западно-Атлантическая, Калифорнийская, Перуанско-Чилийская и Тихоокеанская. Наиболее изучена Западно-Атлантическая провинция, протянувшаяся от Фло­риды до района Нью-Йорка на 1400 км. Наибольшая кон­центрация фосфоритов выявлена на шельфе у берегов Се­верной Каролины (до 23 % PO на глубине 24 – 26 м), об­щие запасы составляют 4,5 млрд. т. На плато Блейк фосфо­риты залегают на площади около 22 тыс. км2 (содержание PO до 26 %) на глубинах 300 – 800 м, запасы которых превышают 2 млрд. т. В Восточно-Атлантической провинции фосфоритовые конкреции выявлены на шельфе Намибии (запасы 4 млрд. т), ЮАР (0,5 млрд. т на глубинах 50-200 м). У побережья Марокко и Западной Сахары конкреции за­легают на глубинах 100-300 м, содержание PO доходит до 27 % (запасы около 400 млн. т). Калифорнийская про­винция протянулась на 2000 км вдоль западного побере­жья США и Мексики, наивысшая концентрация фосфо­ритов выявлена в заливе Санто-Доминго. Общие запасы провинции оцениваются в 1,5 – 4 млрд. т. В Перуанско-Чи­лийской провинции (протяженность 1800 км) фосфориты залегают на шельфе и верхней части континентального склона (содержание PO до 29 %), их запасы оцениваются в 100 млн т. Фосфориты шельфовых районов обогащены органическими веществами, содержат уран, ванадий, марганец и другие элементы. В Тихоокеанской провинции фос­фориты залегают на подводных горах в зоне пелагиали. Впервые они были выявлены в районе Маршалловых ост­ровов, в последующем – в районе островов Фиджи и в других районах. Залегают они на значительно большей глу­бине и содержание PO здесь выше (до 35 %), чем на ме­сторождениях шельфа.

Наиболее пригодны для эксплуатации фосфориты на шельфе Джорджии и Северной Каролины, где стоимость добычи может составить 20 – 26 долл./т. В связи с большим спросом рентабельной может быть их добыча на шельфе Новой Зеландии и Японии. Пока морской добычи не ве­дется, но рост потребностей (интенсификация сельского хозяйства в Азии, Африке) ставит их эксплуатацию на повестку дня в обозримой перспективе [10].

ГЛАВА 3. экономико-географические и экологические проблемы использования минерально-сырьевых ресурсов мирового океана

На сегодняшний день трудно во всей полноте оценить уровень использования потенциала Мирового океана в системе мирового хозяйства, потому что, во-первых, отсутствует необходимая и достаточная статистическая база глобального уровня по многим направлениям и аспектам использования указанного потенциала;  во-вторых, не определены подходы и методы комплексного подхода в оценке как потенциала в целом, так и уровня и предельных возможностей использования ее составных компонентов, в частности, в биосферном понимании проблемы.

Рассмотрим основные проблемы использования минерально-сырьевых ресурсов Мирового океана (приложение 6).

Среди всех видов минерального сырья, разрабатываемого в Мировом океане, наибольшее значение имеют нефть и газ. Переход к разработке нефтегазовых ресурсов Мирового океана потребовал создание специфических производств и инфраструктуры, решения ряда материальных и технических проблем. Основные из них:

      проблема повышения уровня изученности и разведанности углеводородного потенциала Мирового океана с учетом его значения как важнейшего глобального резерва нефти и природного газа;

      проблема, обусловленная необходимостью вложения огромных средств на разработку и внедрение новейших методов и технологий по извлечению и доставке потребителям нефти и газа из шельфовой зоны и более глубоких горизонтов под океаническим дном;

      проблема оптимизации воздействия морского нефтегазодобывающего комплекса на общее развитие экономического потенциала мира, на отраслевую и территориальную структуру мирового хозяйства;

      проблема вовлечения в мировое хозяйство природного газа из залегающих под морским дном прочных пород (в первую очередь метаногидратов). Их использование может обеспечить существенное продолжение «газовой эры» и внести крупные изменения в территориальную организацию глобальной газовой отрасли;

      проблема усиления борьбы с нарушениями экологической системы Мирового океана вследствие деятельности по использованию его нефтегазовых ресурсов.

В условиях исчерпаемости континентальных ресурсов конкурентоспособность морских месторождений нефти и газа постоянно возрастает. Тем не менее пока еще очень поверхностно систематизирована информация об основных районах месторождений нефти и природного газа.

    Богатство прибрежно-океанических россыпей полезных ископаемых (ильменита, циркона, монацита, рутила, хромита, магнетита, а также золота, платины, алмазов и др.) изучено слабо. Наиболее крупные россыпи промышленного масштаба чаще приурочены к тропическим и субтропическим зонам Мирового океана. В геологии и географии известны самые крупные россыпные месторождения в прибрежных районах Австралии, Индостана, Аляски, Калифорнии, ЮАР и т.д. Однако многие россыпные месторождения не разрабатываются в силу разных причин, чаще всего из-за отсутствия экономически эффективных технологий.

Весьма актуальны, но трудно технологически решаемы проблемы использования придонных железомарганцевых конкреций, а также кобальто-марганцевых корок, полиметаллических сульфидных руд, фосфоритов. В перспективе их добыча оценивается едва ли не на порядок рентабельней, чем разработки этих видов сырья на суше. Однако пока скопления конкреций в Мировом океане описываются лишь в общем виде, а необходимы конкретные сведения об их размещении, составе и условиях добычи.

    Освоение энергетических ресурсов океана пока сдерживается большой стоимостью капитальных затрат. По расчетам, рентабельными являются крупные ПЭС с мощностью 3-15 млн кВт при их комбинировании с ГЭС. Опыт Китая показывает, что даже на мелких ПЭС (мощностью 20-40 кВт) удельные затраты сопоставимы с затратами на ГЭС. Использование колоссальной энергии морских течений пока проблематично из-за невысокого КПД ее преобразования (0,5 – 10 %). Важной проблемой является исследование размещения перспективных «точек» использования нетрадиционных энергетических ресурсов, под которыми понимаются такие источники, которые способны вырабатывать электроэнергию за счет использования энергии морских течений [9].

По данным космических снимков в результате исследований, проводимых экспедициями Ж.И. Кусто, установлено, что свыше 7 млн. км Мирового океана покрыто тонкой пленкой нефти, что составляет более 2 % всей его территории.

Рассмотрим теперь более подробно нефтяное загрязнение Мирового океана (рис. 3.1) как наиболее распространенное и опасное. Встречающиеся в литературе оценки общего количества нефти и нефтепродуктов, ежегодно попадающих в акватории Мирового океана, различаются очень сильно: от 3–5 млн. т до 10–15 млн. и даже 25–30 млн. т. Видимо, наиболее достоверным надо считать показатель в пределах от 3 до 8 млн. т в год.

Рис. 3.1. Нефтяное загрязнение Мирового океана [13]

Попадая в морскую среду, нефтяные углеводороды оказывают на нее крайне неблагоприятное воздействие. Одна часть их испаряется, попадая в атмосферу. Другая, причем отличающаяся наибольшей токсичностью, растворяется в морской воде, создавая большую угрозу для всех морских организмов. Третья растекается по водной поверхности, образуя нефтяную пленку, крайне отрицательно влияющую на экологическую обстановку. Эта нефтяная пленка сокращает количество поглощаемой поверхностью океана солнечной энергии. Она затрудняет испарение влаги, а при достаточно большой толщине может и вовсе воспрепятствовать ему. Нефтяная пленка резко снижает газообмен между атмосферой и водами океана и к тому же уменьшает содержание в них кислорода. Наконец, четвертая часть нефтяных углеводородов с преобладанием наиболее тяжелых фракций постепенно оседает на дно, поглощая при этом большое количество кислорода.

Об авариях (катастрофах) танкеров надо сказать особо. Однако именно аварийные разливы наносят Мировому океану наибольший экологический ущерб, поскольку имеют «залповый» характер, не дающий морской среде времени для адаптации к изменившейся обстановке. По данным Регистра Ллойда, который ведет статистику всего мирового судоходства, только в 1973–1990 гг. аварии танкеров случались 580 раз, причем значительная утечка нефти произошла в 370 случаях.

Разные специалисты неоднократно предпринимали попытки картировать нефтяное загрязнение Мирового океана. Однако, как и оценки объема такого загрязнения, их карты различаются очень сильно. В приложении 8 представлен один из «максималистских» вариантов такого картирования, но в целом он дает более или менее правильное представление об этом явлении.

Пожалуй, наиболее загрязнен нефтью и нефтепродуктами Атлантический океан. У берегов Европы это объясняется добычей нефти в Северном море и массовым транспортированием нефти и нефтепродуктов по Средиземному, Северному и другим морям, а также по прилегающим акваториям Мирового океана. У побережья Африки такое загрязнение связано прежде всего с прохождением там основных трасс супертанкеров и с добычей нефти в Гвинейском заливе. У берегов Северной и Центральной Америки также проходят крупные нефтяные грузопотоки, а в Мексиканском заливе и Карибском море, кроме того, ведут ее добычу на шельфе. В открытой части Атлантического океана загрязнение в целом имеет менее устойчивый характер, однако повышенные скопления нефтяных углеводородов встречаются и здесь – на трассах танкеров и там, где проходят Канарское, Пассатные и некоторые другие океанские течения. Значительную часть этого океана покрывает нефтяная пленка, широко распространено и загрязнение нефтяными комками.

В Тихом океане нефтяное загрязнение наиболее велико у азиатского побережья, где ведут добычу нефти на шельфе и проходят дороги супертанкеров. У побережья Северной и Южной Америки оно немного меньше, а в открытой части океана образует отдельные очаги. И в этом океане течения способствуют распространению нефтяной пленки на новые акватории.

В Индийском океане наиболее загрязнена нефтью и нефтепродуктами та его часть, которая прилегает к Персидскому заливу – району добычи «морской нефти» и главному во всем мире району зарождения морских нефтяных грузопотоков. Из-за этих грузопотоков получают свою долю загрязнения восточное побережье Африки и прибрежные районы Южной и Юго-Восточной Азии.

В Северном Ледовитом океане нефтяное загрязнение значительно меньше, но тем не менее в некоторых морях (Гренландское, Бофорта) оно также имеет место.

Средний показатель нефтяного загрязнения Мирового океана составляет 5—10 мг/л. При более высокой концентрации многие рыбы уже не могут существовать, а их икра, равно как и личинки ракообразных и моллюсков, погибают уже при концентрации 0,01—0,1 мг/л. Остается добавить, что в Мировом океане есть и такие зоны, где подобная концентрация достигает 50—300 мг/л [7].

Наиболее эффективными методами борьбы с нефтяным загрязнением является механическая уборка нефти с загрязненных пляжей, с поверхности моря. В России, во Франции имеются специально оборудованные суда, которые могут собирать с поверхности до семи тонн нефти в час. В США ведутся эксперименты с системой резиновых камер, позволяющих принять большое количество нефти с аварийного танкера. Специалисты Канады достигли больших успехов в выкачивании большого количества нефти из затонувших танкеров. Ведется бомбардировка остатков потерпевших судов для поджигания нефти или ее затопления с помощью песка или гидрофильных веществ. Все это позволяет предотвратить загрязнение берегов. Нефтяные разливы окружают заграждениями, однако погодные условия могут воспрепятствовать таким действиям. Наиболее распространенным способом борьбы с нефтяными разливами в Северном море является применение порошкообразного углекислого кальция. В целом ряде случаев для ликвидации аварийного разлива используются такие естественные материалы, как солома, сосновая кора, морская растительность, древесные опилки, торф, каучуковая крошка, вспученная слюда, вулканическое стекло. Применяется измельченная полиуретановая пена. В условиях штормового моря применяются парафины или обработанные парафиновые остатки, распыленные при температуре 70° С. Основная роль самоочищения морской воды от нефти принадлежит бактериям, которых насчитывается около 1500 видов [10].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Освоение Мирового океана относят к числу глобальных проблем, проявляющихся в сфере взаимодействия природы и общества.

Еще несколько десятилетий назад мало кто предполагал, что освоение Мирового океана станет одним из наиболее перспективных направлений деятельности человечества, затронет интересы всех стран современного мира. Радикальные сдвиги в этой сфере принесла с собой научно-техническая революция. Резко изменив технический уровень традиционных морских отраслей – рыболовства и торгового судоходства, она создала целую группу новых отраслей: морскую нефтедобывающую, газодобывающую, химическую промышленность, добычу минерального сырья и строительных материалов, морскую химию и т.д. В основе всех этих изменений лежало  ускоренное развитие морских научных исследований, масштабы и техническая база которых впервые позволили осуществить комплексное изучение Мирового океана и как всеобщего предмета труда и как географической среды.

В недрах и водной массе Мирового океана содержится гораздо больше минерального сырья, биоресурсов и энергии, чем на суше. Экономические преимущества освоения ресурсов океана обусловлены тем, что многие из них неисчерпаемы, возобновимы, для многих морских производств не требуется изъятие дефицитных земельных ресурсов. Кроме того, следует учитывать и перспективы использования морских месторождений многих полезных ископаемых (нефти, газа, железомарганцевых конкреций и др.).

Делая вывод о географии топливно-энергетических ресурсов, необходимо отметить, что в настоящее время в Мировом океане добывается примерно 1/3 нефти. Наиболее богатой нефтегазовой провинцией мира является Ближний Восток, где сконцентрировано более половины мировых запасов нефти. Значительными запасами приливной энергии обладает Атлантический океан, но их относят к ресурсам будущего.

Велика роль металлургических ресурсов Мирового океана, которая возрастает по мере исчерпаемости континентальных запасов. Важным является тот факт, что запасы основных металлов в железомарганцевых конкрециях намного превышают их сухопутные запасы.

Воды Мирового океана богаты различными видами химического сырья, но используются лишь те, получение которых экономи­чески выгоднее или более рентабельно, чем их получение из сухопутных месторождений (иод, бром, калий, магний и др.). Очень важным и актуальным для современности является такое мероприятие, как опреснение морских вод, ведь недостаток пресной воды – огромная проблема для многих стран.