Современные проблемы географии

 Хотя концентрация  брома в морской воде незначительна (0,065%), он был первым веществом, которое начали добывать из морской воды, поскольку из минералов суши, где он содержится в ничтожно малых количествах, его извлечь практически невозможно. Поэтому мировое производство брома (примерно 100 тонн в год) в основном базируется на его добыче из морской воды. Производство «морского» брома ведется в США, в штате Калифорния (на побережье Тихого океана). Вместе с магнием, калием и поваренной солью бром добывается в водах Атлантики и морях Атлантического океана (Англия, Италия, Испания, Франция, Аргентина и др.). В настоящее время бром получают в Индии из морской воды.           

 Спрос на  бром в значительной мере связан  с использованием в качестве  присадки для бензина тетраэтилсвинца,  производство которого сокращается, поскольку это соединение представляет собой опасный загрязнитель окружающей среды.           

 Помимо этих  основных веществ, которые океан  дает человеку, большой интерес  для производства представляют  и микроэлементы, растворенные  в его водах. К ним, в частности, относятся извлекаемые из морской воды пока в небольших количествах литий, бор, сера, а также перспективные по технологическим и экологическим причинам золото и уран.

Краткое рассмотрение современного использования химических богатств океанов и морей показывает, что уже в настоящее время извлекаемые из соленых вод соединения и металлы вносят существенный вклад в мировое производство. Морская химия наших дней дает 6-7% доходов, получаемых от освоения ресурсов Мирового океана.

Пресная вода.

            Если химические элементы, растворенные в водах мирового  океана, представляют собой большую  ценность для человечества, то  не менее ценен и сам растворитель - собственно вода, которую академик  А. Е. Ферсман образно называл  «самым важным минералом нашей Земли, не имеющим заменителей». Обеспечение пресной водой сельского хозяйства, промышленности, бытовых нужд населения не менее важная задача, чем снабжение производства топливом, сырьем, энергией.    

            Известно, что без  пресной воды человек жить не может, быстро растут его потребности в пресной воде и все более остро ощущается ее дефицит. Стремительный рост населения, увеличение площади орошаемого земледелия, промышленного потребления пресной воды превратили проблему дефицита воды из местной в глобальную. Важная причина дефицита пресной воды заключена и в неравномерности водообеспечения суши. Неравномерно распределены атмосферные осадки, неравномерно размещены ресурсы речного стока. Например, в нашей стране 80% водных ресурсов сосредоточено в Сибири и на Дальнем Востоке в малонаселенных местах. Такие крупные агломерации, как Рурская или мегалополис Бостон, Нью-Йорк, Финляндия, Вашингтон, с десятком миллионов жителей, требуют огромных водных ресурсов, которыми не обладают местные источники. Решить проблемы пытаются по нескольким взаимосвязанным направлениям:

·    рационализировать водопользование, с тем, чтобы потери воды свести до минимума и осуществить переброску части вод из районов с избыточным увлажнением в районы, где ощущается дефицит влаги;

·    кардинальными и эффективными мерами предотвратить загрязнение рек, озер, водохранилищ и других водоемов и создать крупные резервы пресной воды;

·    расширить использование новых источников пресной воды. 

На сегодняшний  день таковыми являются доступные для использования подземные воды, опреснение океанских и морских вод, получение пресной воды из айсбергов.

Один из наиболее эффективных и перспективных  путей обеспечения пресной водой  является опреснение соленых вод  Мирового океана, тем белее, что большие площади засушливых и малообводненных территорий примыкают к его берегам или находятся поблизости от них. Таким образом, океанские и морские воды служат сырьевыми ресурсами для промышленного использования. Их огромные запасы практически неисчерпаемы, но они на современном уровне развития техники не везде  могут рентабельно эксплуатироваться из-за содержания в них растворенных веществ.

В настоящее  время известно примерно 30 способов опреснения морской воды. В частности, пресная вода получается при испарении или дистилляции, вымораживании, использовании ионных процессов, экстракции и т. п. Все способы превращения соленой воды  в пресную требуют больших затрат энергии. Например, при опреснении путем дистилляции расходуется                13-14  кВт/ч  на 1 т продукции. В общем, на долю электроэнергии приходится примерно половина всех издержек на опреснение, их другая половина идет на ремонт и амортизацию оборудования. Таким образом, стоимость опресненной воды зависит в основном от стоимости электроэнергии.           

 Однако там,  где для жизнеобеспечения людей  не хватает пресной воды и  есть условия для строительства  опреснителей, стоимостной фактор  отступает на второй план. В  некоторых районах опреснение, несмотря  на его высокую стоимость экологически  выгоднее, чем привоз воды издалека.            

 Весьма перспективно  для опреснения воды использование  атомной энергии. В этом случае атомная электростанция (АЭС) «спаривается» обычно с дистилляционным опреснителем, который она питает энергией.

Опреснение соленых вод развивается достаточно интенсивно. В результате чего каждые два-три года суммарная производительность установок удваивается.

Промышленное  опреснение океанских и морских  вод в приатлантических странах  ведется на Канарских островах, в Тунисе,  Англии,  на острове Аруба в Карибском море, Венесуэле, на Кубе, в США и др. На Украине опреснительные установки применяются в северо-западной части Причерноморья и в Приазовье. Опреснительные установки функционируют также и в некоторых районах тихоокеанского побережья - в Калифорнии, например, такая установка производит в сутки 18, 9 тыс. м куб.  воды для технических целей. Сравнительно небольшие опреснители установлены в латиноамериканских странах. Высокопроизводительные опреснительные установки с выходом 1-3 млн. м куб. воды в сутки проектируется в Японии. В больших масштабах ведется опреснение соленых вод в Индийском океане. Оно практикуется главным образом в индо-океанских странах Ближнего Востока, где пресная вода очень дефицитна и в связи с этим цены на нее высоки. Сравнительно недавно в Кувейте, например, тонна нефти стоила значительно дешевле тонны воды, привезенной из Ирака. Однако экономические показатели здесь играют второстепенную роль, так как пресная вода необходима для жизнеобеспечения людей. Важным стимулом к  увеличению количества и мощности опреснительных установок стало повышение добычи нефти и обусловленные этим развитие промышленности и рост населения в пустынных и засушливых районах стран, богатых «черным золотом». К наиболее крупным в мире производителям  опресненной воды относится Кувейт, где опреснительные установки обеспечивают пресной водой все государство. Мощными опреснителями располагает Саудовская Аравия. Большие объемы пресной воды получают в Ираке, Иране, Катаре. Опреснение морской воды налажено в Израиле. В Индии действуют опреснительные установки небольшой мощности (в штате Гуджарат работает солнечный опреснитель мощностью 5 тыс. л воды в сутки, который снабжает пресной водой местное население). 

Колоссальные  ресурсы чистой и пресной воды (около 2 тыс. км3) заключены в айсбергах, 93% которых дает материковое оледенение Антарктиды. Важный запас ледяных гор, ежегодно откалывающихся от ледников,  плавающих в океане, примерно равен количеству воды, содержащемуся в руслах всех рек мира и в 4 - 5 раз превышающему то, что могут дать все опреснители мира. Стоимость пресной воды, содержащейся в айсбергах, образующихся только за 1 год,  оценивается в  триллионы долларов.

Однако при  использовании водных ресурсов айсбергов  большие сложности возникают на стадиях разработки и осуществления способов доставки их к засушливым районам побережья. Определенная масса айсбергов должна перевозиться определенной скоростью, определенным количеством буксиров. Кроме того, на время транспортировки айсберг должен быть защищен от жары пластиковым материалом, что позволяет потерять за время пути не более 1/5 его объема.

Интерес к антарктическому  источнику водоснабжения проявляют  США, Канада, Франция, Саудовская Аравия, Египет, Австралия и другие страны.

Проблемой опреснения океанских и морских вод занимаются органы ООН, Международное агентство по атомной энергии, национальные организации более чем 15 стран мира. Усилия ученых и инженеров направлены на разработку эффективных мер по комплексному использованию вод Мирового океана, при котором извлечение из них полезных компонентов сочетается с производством чистой воды. Такой путь позволяет наиболее эффективно осваивать водные богатства океана.           

 Кончилось  время, когда пресную воду рассматривали  как бесплатный дар природы; рост дефицита, увеличивающиеся затраты на содержание и развитие водного хозяйства, на охрану водоемов делают воду не только даром природы, но и во многом продуктом человеческого труда, сырым материалом в дальнейших процессах производства и готовым продуктом в социальной сфере.                               

Топливно-энергетические ресурсы Мирового океана

            Полезные ископаемые - это результат геологического  развития нашей планеты, поэтому  и в недрах дна морских участков  Мирового океана сформировались залежи нефти, природного газа и каменного угля - важнейших видов современного топлива. Исходя из этого, подводные месторождения горючих ископаемых можно рассматривать как топливные ресурсы Мирового океана.           

 Хотя эти  богатства органического происхождения, они не одинаковы по физическому состоянию (жидкие, газообразные и твердые), что предопределяет различие условий их накопления и, следовательно, пространственного размещения, особенности добычи, и это в свою очередь сказывается на экономических показателях разработок. Целесообразно сначала охарактеризовать морские промыслы нефти и газа, имеющие много сходных черт и представляющие большую часть топливных ресурсов мирового океана.            

 Одна из  наиболее острых и актуальных  проблем в настоящее время- обеспечение всевозрастающих потребностей многих стран  мира топливно-энергетическими ресурсами. К середине XX в. Их традиционные виды - уголь и древесное топливо - уступили место нефти, а затем и газу, ставшими не только главными источниками энергии, но и важнейшим сырьем для химической промышленности.           

 Далеко не  все районы земного шара  в одинаковой степени обеспечены этими полезными ископаемыми. Большинство стран удовлетворяют свои нужды за счет импорта нефти. Даже США, одно из крупнейших государств- производителей нефти (примерно треть ее мировой добычи), более чем на 40% покрывает свой дефицит ввозимой нефтью.           

 Япония  добывает нефть в ничтожно малых количествах, а закупает почти 17% ее, поступающей на мировой рынок. Она на правах долевого участия добывает нефть на акваториях некоторых Ближневосточных государств, но особенно активно ведет разведку на шельфе стран Юго-Восточной  Азии, Австралии, Новой Зеландии с перспективой развития здесь собственной добычи нефти и газа.            

 Западноевропейские  государства импортируют до 96% расходуемой  нефти и их потребности в  ней продолжают расти.           

 Потребление  нефти и газа во многом определяется  рыночной конъюнктурой, поэтому  оно заметно изменяется от  года к году, иногда в течение нескольких лет. Нехватка собственной нефти и газа и стремление уменьшить зависимость от их импорта стимулируют многие страны к расширению поисков новых нефтегазоносных месторождений. Развитие, обобщение результатов геологоразведочных работ показали, что главным источником добычи нескольких десятков миллиардов тонн нефти и триллионов кубометров газа может служить дно Мирового океана.           

 По современным  представлениям, необходимое геологическое  условие создания нефти и газа  в недрах Земли - существование в районах образования и накопления нефти и газа больших по размерам осадочных толщ. Они формируют крупные нефтегазоносные осадочные бассейны, которые представляют собой целостные автономные системы, где протекают процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления. Морские месторождения нефти и газа располагаются в пределах этих бассейнов, большая часть площади которых находится в подводных недрах океанов и морей. Планетарные сочетания осадочных бассейнов представляют собой главные пояса нефтегазообразования  и нефтегазонакопления Земли (ГПН). Геологи установили, что в ГПН существует комплекс природных предпосылок, благоприятных для развития крупномасштабных процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления.            

 Не случайно  поэтому из 284 известных на Земле  крупных скоплений углеводородов  212 с запасами свыше 70 млн. тонн  обнаружено в пределах ГПН,  простирающихся на континентах,  островах, океанах и морях. Однако  значительные месторождения нефти  и газа распределены неравномерно между отдельными поясами, что объясняется различиями геологических условий в конкретных ГПН.           

 Всего в  мире известно около 400 нефтегазоносных  бассейнов. Из них примерно  половина продолжается с континентов  на шельф, далее на материковый склон и реже на абиссальные глубины. Нефтегазовых месторождений в Мировом океане известно более 900. Из них морскими нефтеразработками охвачено около 351 месторождений. Более или менее развернутую характеристику морских нефтеразработок целесообразнее дать в региональном разделе.           

 В настоящее  время сложилось несколько крупнейших  центров подводных нефтеразработок,  которые определяют ныне уровень  добычи в Мировом океане. Главный  из них - Персидский залив. Совместно  с прилегающей сушей Аравийского полуострова залив содержит более половины общемировых запасов нефти, здесь выявлено 42 месторождения нефти и только одного - газа. Предполагаются новые открытия в более глубоких отложениях осадочной толщи.           

 Крупным морским  месторождением является Саффания-Хафджи (Саудовская Аравия), введенное в эксплуатацию в 1957 г. Начальные извлекаемые запасы месторождения оцениваются в 3,8 млрд. т, добывается 56 млн. т нефти в год. Еще более мощное месторождение - Лулу-Эсфандияр, с запасами около 4,8 млрд. т. Следует отметить также такие крупные месторождения, как Манифо, Ферейдун-Марджан, Абу-Сафа и др.           

 Для месторождений  персидского залива характерен  очень высокий дебит скважин.  Если среднесуточный дебит одной  скважины в США составляет 2,5 т, то в Саудовской Аравии - 1590 т, в Ираке -1960 т, в Иране -2300 т. Это обеспечивает большую годовую добычу при малом количестве пробуренных скважин и низкую себестоимость нефти.           

 Второй по  объему добычи район - Венесуэльский  залив и лагуна Маракайбо. Нефтяные и газовые месторождения лагуны представляют подводное продолжение гигантского континентально-морского месторождения Боливар-Кост и на восточном берегу лагуны- месторождения Тип-Хауна. Ресурсы лагуны разрабатывались как продолжение ресурсов суши; буровые работы постепенно уходили с берега в море. В 1924 году была пробурена первая скважина. Годовая добыча нефти этого района составляет более 100 млн. тонн.