Когда происходит уничтожение почвы

Загрязнение почвы: причины, последствия и пути решения

Источники загрязнения почвы – это химические вещества и микроорганизмы, присутствие которых изменяет физические, химические и биологические свойства почвы, что приводит к снижению плодородия почвы, то есть её полезности. Ухудшение состояния и качества почвы также вызвано чрезмерной эксплуатацией и неправильным ее использованием фермерами.

Типы и источники загрязнения и деградации почв

Загрязнение почвы в России вызывается всеми химическими соединениями, радиоактивными элементами и микроорганизмами, присутствующими в почве в повышенных количествах. Результат –изменения характеристик почвы, что препятствует ее нормальному использованию.

Причины загрязнения почвы отмечаются в следующем:

1. Газы и пыль, выбрасываемые промышленными предприятиями (химическими, нефтехимическими, цементными, сталелитейными заводами, электростанциями и т. д.);
2. Твердые и жидкие промышленные и городские отходы;
3. Химикаты, используемые в сельском хозяйстве (удобрения, химические средства защиты растений);
4. Выбросы транспортных средств.

Другие факторы, разрушающие почву, – это природные явления, происходящие без вмешательства человека. К ним относятся такие естественные виды загрязнения почвы, как землетрясения, эрозия, засуха, пожары.

Эрозия почвы

Эрозия почвы – это процесс вымывания или растворения поверхностного слоя почвы. Другое определение – перемещение, сортировка и осаждение в другом регионе частиц почвы, вызванное вымыванием поверхностного слоя почвы дождевой или речной водой (водная эрозия) или сдуванием — ветровой эрозией.

Эрозия также может быть вызвана деятельностью человека, а именно:

1. Неправильно проведенной мелиорацией;
2. Вырубкой и сжиганием лесов;
3. Слишком интенсивным выпасом животных;
4. Ведением интенсивного сельского хозяйства;
5. Чрезмерной эксплуатацией водных ресурсов.

Все это вместе или по отдельности приводит к постепенному ухудшению качества земли. Когда почва на участке полностью теряет свою потребительскую ценность, происходит ее опустынивание.

Почвы, на которых невозможно выращивание сельскохозяйственных культур, называют мертвыми почвами. В естественных условиях они встречаются:

• в непосредственной близости от действующих вулканов;
• в пустынных районах;
• в промышленных ландшафтах, например, в отвалах.

Нередко этот процесс необратим, сопровождается сильным преобразованием земель. Строительство домов, укладка асфальта, тротуаров, выкапыванием карьеров, все это пример человеческой деятельности, полностью разрушающей определенные элементы окружающей среды.

Химическое загрязнение почвы

Однако наибольшее влияние на нарушение биологического баланса почвы оказывает химическое загрязнение. Его основные источники – промышленность, сельское хозяйство и транспорт. Воздействие этих отраслей человеческой деятельности может привести к усталости почвы, снижению ее плодородия.

В крайних случаях загрязнение приводит к деградации почвы и растительности — опустыниванию. Примером такой деградации является техническое разрушение почвы.

Промышленные предприятия выбрасывают пыль, содержащую тяжелые металлы (например, свинец, ртуть) и газы (например, соединения серы, азота, хлора). Также источником загрязнения являются сырая нефть и ее производные, радиоактивные вещества. Наконец, на загрязнение в значительной степени влияет захоронение промышленных отходов.

Сельское хозяйство и транспорт, как источники загрязнения почвы

Современные сельскохозяйственные технологии также оказывают значительное влияние на химическое загрязнение почв. Причина – химическая обработка сельскохозяйственных культур. Применяются средства защиты растений – пестициды и токсичные компоненты, содержащиеся в удобрениях и средствах для роста растений.

Особенно негативно влияет на качество почв автомобильный транспорт:

1. Загрязняет почву и растительность выхлопными газами, содержащими соединения свинца и вредные углеводороды;
2. Отрицательно влияет на состояние почв из-за вышеупомянутой технической деградации почв, вызванной строительством коммуникационных и транспортных путей.

Последствия загрязнения почвы

Загрязнение изменяет состав и состояние почвы химически, физически и биологически. Чрезмерное использование искусственных удобрений и использование средств защиты растений нарушают течение вегетации растений и ухудшают структуру почвы. Это приводит к снижению плодородия почвы, что, в свою очередь, снижает урожайность. Следствием этого является снижение качества пищи и качества кормов для животных.

Основные последствия загрязнения почвы:

1. Засоление, несоответствующая реакция (подщелачивание или закисление), сопровождающееся вымыванием питательных веществ, особенно калия;
2. Ухудшение структуры почвы – пересушивание или заиление;
3. Снижение плодородия почвы в результате изменения ее физических, химических и микробиологических свойств;
4. Отрицательное влияние загрязнения почвы на развитие растений и организмов на более высоких уровнях пищевой цепи (на животных и человеке).

Химические загрязнители почвы в результате промышленной деятельности могут проникать через сельскохозяйственные культуры, а затем попадать в организмы животных и людей. Они также могут оказывать прямое влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод в результате вымывания вредных веществ из почв.

Техническое и химическое загрязнение разрушает экологическую и эстетическую ценность растительного покрова. Химическое воздействие на состояние почвы изменяет ее pH, вызывая закисление. Подкисление почв приводит к угнетению развития микроорганизмов, а под влиянием процессов разложения органических веществ, выделяются ядовитые вещества.

Пути решения загрязнения почвы

Основные пути решения проблемы загрязнения почвы:

1. Правильное земледелие с использованием преимущественно натуральных удобрений, рациональное использование искусственных удобрений и средств защиты растений;
2. Предотвращение эрозии – мелиоративные работы, среднеполевые насаждения, облесение пустошей;
3. Предотвращение загрязнения почвы из муниципальных источников – сокращение количества отходов и надлежащее управление (сортировка отходов, компостирование, сбор опасных отходов), очистка сточных вод;
4. Ограничение промышленных источников загрязнения почвы – использование современных экологически чистых технологий и правильное обращение с производственными отходами;
5. Очистка почвы от токсичных веществ и раскисление закисленной почвы;
6. Для восстановления загрязненных почв предпринимаются сложные, многоступенчатые меры по восстановлению их полезности – рекультивация почв. Но такой территории требуется много лет, чтобы снова образовался слой почвы.

К сожалению, некоторые химические загрязнители могут оставаться в почве веками, и никакая обработка не может этого изменить. Поэтому, чтобы ускорить процесс удаления токсичных веществ из почвы и их реабилитации, загрязненную почву смешивают с чистой.

Источник

Топ 10 научных способов уничтожить Землю

Сегодня, если кто-то не заметил, 1 апреля, однако шутить и писать фейковые новости во время пандемии как-то нехорошо. Но и выкладывать серьезную научную статью аналогично было бы не совсем правильно, поэтому встречайте нечто среднее: абсолютно верные с точки зрения физики, но едва ли реализуемые на практике сценарии уничтожения Земли.

Думаю, многие из вас видели различные фантастические фильмы, где злой гений планирует уничтожить нашу планету. Полстолетия назад мир несколько раз был на грани ядерной войны, теперь же нашей биосфере угрожаем мы сами, засоряя Землю пластиком. Однако убить голубой шарик не так-то просто.

Нашей планете 4.5 миллиарда лет, и весит она 6 секстиллионов тонн — в этом числе 24 нуля. Она выдержала массовую бомбардировку астероидами в начале своего развития, и пережила множество вымираний живых организмов на своей поверхности. Так что злому гению придется постараться, чтобы уничтожить Землю — однако все еще у него есть 10 абсолютно научных способов для этого.

Просто сидеть и ждать

Да, идеальный план для ленивого злодея. На практике любые элементы, даже то же железо или кислород, которые мы считаем стабильными, таковыми не являются по одной простой причине: их ядра состоят из протонов и нейтронов. Последние в свободном состоянии имеют время жизни около 15 минут, первые слегка больше — около 10 30 или больше лет.

Для понимания этой цифры — она на 20 порядков больше возраста Вселенной, поэтому на деле еще никто не наблюдал распад протона. Но, если посидеть еще многие миллиарды миллиардов лет, по итогу все ядра атомов распадутся на субатомные частицы (протон — на пион и позитрон), так что Земля в прямом смысле того слова просто развалится и перестанет существовать. Не самый быстрый план, конечно, зато успех точно гарантирован.

Землю захватят страпельки

Это звучит даже немного мило, но на самом деле сама ситуация ужасна. Страпелька, или странглет — это гипотетический объект, который состоит из «странной материи». Привычные нам протоны и нейтроны состоят из фундаментальных частиц — кварков: например, в протоне один нижний кварк и два верхних, в нейтроне наоборот, два верхних и один нижний. С учетом того, что все известные нам атомы состоят из протонов, нейтронов и электронов, 99% всего вещества во Вселенной состоит всего из двух типов кварков.

Однако на деле на данный момент известно 6 кварков, и нам среди них интересен еще один — так называемый странный кварк. И вот как раз элементарные частицы, состоящие из верхних, нижних и странных кварков, и называют странглетами, и они образуют «странную материю». В лабораториях ее уже производят, однако ее время жизни невелико, порядка 10 — 9 с.

Так чем же нам может навредить такая странная материя? Все просто: высказывается предположение, что столкновение страпельки с обычным атомом превратит последний в странную материю с выделением энергии. В результате во все стороны полетят новые страпельки, что может вызвать цепную реакцию, и в итоге вся Земля превратится в ком из странной материи, и вряд ли мы при этом выживем.

Каков шанс такого сценария? Ответа на этот вопрос нет, ибо мы ни разу не наблюдали столкновение странглета с обычным атомом. Но это все еще хорошее напоминание того факта, что с Коллайдером нужно работать осторожно.

Засасывание в микроскопическую черную дыру

Черная дыра хороша тем, что ест без разбора любую материю. Однако стоит помнить, что из-за излучения Хокинга совсем маленькая черная дыра быстро испарится сама собой, поэтому лучше начинать с чего-то массой хотя бы около горы Эверест. Сам процесс создания не очень чтобы сложен: просто располагайте рядом некоторое (очень большое) количество атомных ядер, пока они не сожмутся в объект, покинуть который не может даже свет.

Теперь просто положите такую черную дыру на поверхность Земли, отступите куда-нибудь на Луну и наблюдайте необычное зрелище. Все дело в том, что черные дыры имеют настолько высокую плотность, что они проходят через материю как нож сквозь масло. В итоге миниатюрная черная дыра будет стремительно падать сквозь Землю, пробираясь к центру, и почти достигнет поверхности с другой стороны, жадно вбирая в себя всю материю.

В дальнейшем она так и будет колебаться дальше, пока не съест всю Землю. Каков будет финальный радиус черной дыры с массой нашей планеты? Всего несколько миллиметров. Вы просто не заметите ее с Луны — зато отлично почувствуете ее гравитацию.

Может ли наш злой гений создать «начальную» черную дыру на Коллайдере? Едва ли — ведь ему нужно будет найти где-то массу вещества, сравнимую с Эверестом. Но, кто знает, может быть через пару столетий ученые все-таки дойдут до таких масштабов и действительно случайно уничтожат нашу планету.

Какое самое взрывчатое вещество во Вселенной? Тротил? Даже не близко. Ядерная бомба? Ближе, но все еще не то. Правильный ответ — это антивещество, которое при взаимодействии с обычным веществом аннигилирует, производя просто гигантское количество энергии, в 264 раза больше, чем при термоядерном синтезе, самой разрушительной реакции, которую когда-либо проводили люди.

И сколько же антивещества понадобится, чтобы взорвать Землю? Без малого 2.5 тератонны — в этом числе 12 нулей. Чтобы создать такое количество антивещества, нужна вся энергия Солнца за неделю. Человечество за все время своего существования и близко не подошло к созданию такого количества энергии, так что можете спать спокойно, никакие плохие парни Землю пока что не взорвут.

Пара электрических лампочек

Да, все так. Но, прежде чем вы полезете к люстре, придется вас огорчить — на деле все как обычно сложнее, чем кажется. Все дело в том, что то, что мы называем вакуумом, таковым на деле не является. Даже в полной по нашим меркам пустоте рождаются и умирают огромные количества частиц и античастиц. Поэтому на самом деле в любом «нашем» вакууме содержится отнюдь не нулевая энергия: в колбе обычной лампочки накаливания ее столько, что хватит для кипячения всего Тихого океана.

Проблема тут лишь в том, чтобы эту энергию как-то достать, то есть создать так называемый истинный вакуум. Увы, это одна из до сих пор не решенных задач физики, решение которой выглядит уж очень заманчиво, позволяя в буквальном смысле того слова черпать энергию из пустоты.

Буксировка к гигантской черной дыре

Крошечная черная дыра это, конечно, интересно, но как-то не солидно для злодей галактических масштабов, решившего уничтожить Землю. Да и следы преступления останутся — придется еще крошечную черную дыру как-то уничтожить. Поэтому есть вариант интереснее: отбуксировать нашу планету поближе к гигантской черной дыре и просто подождать, пока та с ней расправится.

Итак, ближайшая к нам звездная система, содержащая черную дыру — это V4641 Стрельца. Далеко ли она от нас? По галактическим меркам совсем близко, всего 1600 световых лет. И главное, никаких следов: такие черные дыры легко справляются со звездами на завтрак, и поэтому нашу планету даже не заметят.

Несколько лет назад был предложен интересный способ транспортировки грузов с Луны: помещать их в специальные контейнеры и выстреливать из большой электромагнитной катапульты в сторону Земли. Идея сама по себе вполне реализуема из-за относительно небольшого ускорения свободного падения на нашем спутнике, однако она же в итоге может стать частью злодейского плана по уничтожению нашей планеты.

По сути вам всего-то нужна большая электромагнитная пушка и около 2*10 32 джоулей энергии — Солнце выработает столько за несколько дней. А дальше злодею просто нужно отбивать от Земли кусочек за кусочком и отправлять их из пушки в космос со скоростью больше 11 км/c, чтобы они уже никогда не могли вернуться назад. Причем чем меньше будет становиться наша планета, тем меньше будет скорость «невозврата». Как итог — через некоторое время Солнечная система получит еще один пояс астероидов, а злодей сможет вычеркнуть уничтожение Земли из своих планов.

Все просто: можно уничтожить все что угодно, просто сильно ударив по нему. Очень сильно. Так, на заре существования Земли небесное тело размером с Марс ударило по нашей планете по касательной, в результате чего остатки столкновения образовали Луну. Поэтому для разрушения Земли нужно что-то тяжелее — идеально подойдет наш ближайший планетарный родственник, Венера.

Так что злому гению нужно всего-то придумать способ, как разогнать эту планету до нескольких километров в секунду и столкнуть с Землей лоб в лоб. Итог — огромная масса мелких осколков, которые или образуют новый пояс астероидов, или же новую планету, а может даже парочку.

К слову, не обязательно лишать Солнечную систему сразу двух планет: как завещал великий Эйнштейн, энергия есть масса умноженная на квадрат скорости. Поэтому астероида массой в несколько сотен миллиардов тонн, разогнанного эдак до 90% скорости света, вполне хватит, чтобы оставить от Земли лишь мелкие обломки. Только вот придется хорошо целиться — ошибка всего на секунду может привести к уничтожению Луны, а это уже не по плану.

Автомат фон Неймана

Думаю, многие видели различные фантастические фильмы, где небольшие роботы за секунду разделывали астероиды, создавали из них своих клонов и летели дальше. На деле это не совсем фантастика — клеточный автомат фон Неймана действительно просчитан теоретически, и для него разработаны состояния и правила.

Но что если злой гений действительно создаст один такой автомат и пустит его на поверхность Земли? Скоро их станет 2, 4, 8 и так далее, и в итоге он сможет любоваться на разрушение планеты сотнями и тысячами роботов. Звучит безумно, но теоретически самовоспроизводящуюся машину можно создать уже сейчас. И, может, кто-то уже делает ее.

Швырнуть на Солнце

Тоже достаточно несложный план. Наша планета летает вокруг Солнца со скоростью около 30 км/с. Так что достаточно приделать спереди Земли несколько (сотен) мощных двигателей, чтобы они начали тормозить планету. Как итог, снижение скорости приведет к снижению высоты орбиты вокруг Солнца, и, когда Земля преодолеет предел Роша, гравитация нашей звезды станет сильнее гравитации нашей планеты, и ее просто разорвет на куски.

Впрочем, в случае с Землей предел Роша у Солнца находится на расстоянии в несколько миллионов километров — это в десятки раз ближе к Солнцу, чем простирается орбита Меркурия, так что на момент прохождения этого предела поверхность нашей планеты уже будет представлять из себя лавовый океан.

Как видите, у злого гения много различных способов по уничтожению нашего голубого шарика, более того — можно придумать еще много других. К счастью, большая часть описанных выше идей или теоретические, или не реализуемые всем человечеством ближайшие сотни и даже тысячи лет. Так что можете спать спокойно, скорее всего с Землей ничего не произойдет. Хотя.

Источник