Полезные ископаемые Земли и космоса

К полезным ископаемым относятся все естественные минеральные образования, которые могут быть использованы человеком в натуральном виде или после соответствующей переработки. К минеральным ресурсам принадлежит и вода. Человек с древнейших времён добывал и использовал для своих нужд различные полезные ископаемые. Золото получали уже 4 – 5 тыс. лет назад, медь добывается с конца IV тысячелетия до н. э., свинец и цинк – с VII – VI тысячелетия до н.э.К полезным ископаемым относятся все естественные минеральные образования, которые могут быть использованы человеком в натуральном виде или после соответствующей переработки. К минеральным ресурсам принадлежит и вода. Человек с древнейших времён добывал и использовал для своих нужд различные полезные ископаемые. Золото получали уже 4 – 5 тыс. лет назад, медь добывается с конца IV тысячелетия до н. э., свинец и цинк – с VII – VI тысячелетия до н.э.

Зачем нужны полезные ископаемые? Из нефти делают моторное топливо, растворители, пластмассу, красители, моющие средства и многое другое. Из железной руды делают чугун и сталь. Каменный уголь используется в качестве топлива, как в быту, так и в промышленности. Драгоценные металлы используют в электротехнической промышленности, медицине, химической промышленности. Из нефти делают моторное топливо, растворители, пластмассу, красители, моющие средства и многое другое. Из железной руды делают чугун и сталь. Каменный уголь используется в качестве топлива, как в быту, так и в промышленности. Драгоценные металлы используют в электротехнической промышленности, медицине, химической промышленности.

Развитие мировой экономики постоянно сопровождается неуклонным ростом потребления топливно- энергетических и других видов минерального сырья. Добыча полезных ископаемых в огромных масштабах, возрастающая из года в год создала проблему «минерального голода».Развитие мировой экономики постоянно сопровождается неуклонным ростом потребления топливно- энергетических и других видов минерального сырья. Добыча полезных ископаемых в огромных масштабах, возрастающая из года в год создала проблему «минерального голода».

Ученые подсчитали, что разведанные на Земле мировые запасы минерального сырья способны обеспечить растущие потребности человечества на весьма краткую историческую перспективу:Ученые подсчитали, что разведанные на Земле мировые запасы минерального сырья способны обеспечить растущие потребности человечества на весьма краткую историческую перспективу:

нефти – на 40 лет, природного газа – на 65 лет, меди, никеля и олова – на лет, свинца и цинка – на лет, золота и серебра – на лет и только запасы каменного угля могут обеспечить потребности мировой экономики более чем на 200 лет.нефти – на 40 лет, природного газа – на 65 лет, меди, никеля и олова – на лет, свинца и цинка – на лет, золота и серебра – на лет и только запасы каменного угля могут обеспечить потребности мировой экономики более чем на 200 лет.

Уже сейчас в ряде стран богатые месторождения полезных ископаемых выработаны до конца или близки к истощению. Если энергопроизводство будет расти сегодняшними темпами, то все виды используемого сейчас топлива будут истрачены в начале ХХII в. Практическая невозобновимость большинства полезных ископаемых ставит перед человечеством сырьевую проблему, ведь природе требуется много тысяч лет для накопления запасов, к примеру, каменного угля, сжигаемого человеком за 1 год.

Кроме этого существует целый ряд экологических проблем, связанных с добычей полезных ископаемых.

Это прежде всего разрушение горными выработками почвенного покрова. Извлекая из недр Земли за год 300 млрд тонн вещества, люди, образно говоря, выкапывают огромную яму – площадью 25 км кв и глубиной 5 км. А так как из этого сырья образуется примерно столько же отходов, рядом с ямой постепенно вырастает гора, диаметр основания которой 20 км, а высота 4 км. Египетские пирамиды и нью-йоркские небоскрёбы по сравнению с ней выглядят детскими игрушками!Это прежде всего разрушение горными выработками почвенного покрова. Извлекая из недр Земли за год 300 млрд тонн вещества, люди, образно говоря, выкапывают огромную яму – площадью 25 км кв и глубиной 5 км. А так как из этого сырья образуется примерно столько же отходов, рядом с ямой постепенно вырастает гора, диаметр основания которой 20 км, а высота 4 км. Египетские пирамиды и нью-йоркские небоскрёбы по сравнению с ней выглядят детскими игрушками!

Добыча твердых полезных ископаемых в шахтах и откачка нефти и воды по скважинам приводят к оседанию поверхности. Провалы земной поверхности часто приводит к разрушению водопроводов, железных и шоссейных дорог, линий электропередач, мостов и других сооружений. Оседания могут вызывать оползневые явления и затопление пониженных участков территорий. Например, провал в городе Березники Пермского края над шахтными пустотами 28 июля 2007 года и 25 ноября 2010г. Закачивание воды в скважины для более интенсивной добычи нефти на нефтепромыслах может вызвать землетрясения.Добыча твердых полезных ископаемых в шахтах и откачка нефти и воды по скважинам приводят к оседанию поверхности. Провалы земной поверхности часто приводит к разрушению водопроводов, железных и шоссейных дорог, линий электропередач, мостов и других сооружений. Оседания могут вызывать оползневые явления и затопление пониженных участков территорий. Например, провал в городе Березники Пермского края над шахтными пустотами 28 июля 2007 года и 25 ноября 2010г. Закачивание воды в скважины для более интенсивной добычи нефти на нефтепромыслах может вызвать землетрясения.

Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в Большую опасность таит в себе использование нефти и газа в качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. качестве топлива. При сгорании этих продуктов в атмосферу выделяются в больших количествах углекислый газ, различные сернистые соединения, оксид азота и т.д. От сжигания всех видов топлива, в том числе и каменного угля, за последние полвека содержание диоксида углерода в атмосфере увеличилось почти на 288 млрд.т, а израсходовано более 300 млрд.т кислорода. Таким образом, с момента первых костров первобытного человека атмосфера От сжигания всех видов топлива, в том числе и каменного угля, за последние полвека содержание диоксида углерода в атмосфере увеличилось почти на 288 млрд.т, а израсходовано более 300 млрд.т кислорода. Таким образом, с момента первых костров первобытного человека атмосфера потеряла около 0,02 % кислорода, а уменьшение количества кислорода и рост содержания углекислого газа, в свою очередь, будут влиять на изменение климата.

Загрязнение окружающей среды при добыче полезных ископаемых происходит также во время аварий. Например, взрыв нефтяной платформы Deepwater Horizon 20 апреля 2010 года в Мексиканском заливе - одна из крупнейших техногенных катастроф в мировой истории по негативному влиянию на экологическую обстановку. На данный момент признана самой крупной утечкой нефти в открытый океан в мировой истории.Загрязнение окружающей среды при добыче полезных ископаемых происходит также во время аварий. Например, взрыв нефтяной платформы Deepwater Horizon 20 апреля 2010 года в Мексиканском заливе - одна из крупнейших техногенных катастроф в мировой истории по негативному влиянию на экологическую обстановку. На данный момент признана самой крупной утечкой нефти в открытый океан в мировой истории.

Наиболее обеспеченные топливом атомные электростанции могли бы конечно, еще не одну сотню лет снабжать человечество электроэнергией. Однако наличие радиоактивных отходов, остающихся после их работы, и страх человечества перед последствиями аварии, изрядно ограничивают возможность всеобщего перехода на атомную энергетику. Наиболее обеспеченные топливом атомные электростанции могли бы конечно, еще не одну сотню лет снабжать человечество электроэнергией. Однако наличие радиоактивных отходов, остающихся после их работы, и страх человечества перед последствиями аварии, изрядно ограничивают возможность всеобщего перехода на атомную энергетику.

В 1986 г. произошла самая крупная в истории Земли техногенная катастрофа на Чернобыльской АЭС как следствие попытки «приручить» атом и заставить его работать на себя.В 1986 г. произошла самая крупная в истории Земли техногенная катастрофа на Чернобыльской АЭС как следствие попытки «приручить» атом и заставить его работать на себя. В результате этой аварии выделилось больше радиоактивных материалов, чем при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки. «Мирный атом» оказался более страшным, чем военный.В результате этой аварии выделилось больше радиоактивных материалов, чем при бомбардировке Хиросимы и Нагасаки. «Мирный атом» оказался более страшным, чем военный. Человечество столкнулось с такими техногенными катастрофами, которые вполне могут претендовать на статус глобальных. Человечество столкнулось с такими техногенными катастрофами, которые вполне могут претендовать на статус глобальных.

При добыче полезных ископаемых можно отметить и такие негативные моменты, как увеличение затрат на геологоразведочные работы и добычу полезных ископаемых, поскольку найти полезное ископаемое становится все труднее, и в разработку приходится вовлекать месторождения с более бедными рудами, находящимися к тому же в более сложных геологических условиях.

Пути решения проблемы энергокризиса:

Разработка космических полезных ископаемых поможет решить проблему энергетического кризиса на Земле.Планеты Солнечной системы содержат огромные запасы ценного сырья. Здесь можно найти водород и кислород для ракетного горючего, железо, цинк, медь, драгоценные металлы, наконец, воду, необходимую для жизни человека.Разработка космических полезных ископаемых поможет решить проблему энергетического кризиса на Земле.Планеты Солнечной системы содержат огромные запасы ценного сырья. Здесь можно найти водород и кислород для ракетного горючего, железо, цинк, медь, драгоценные металлы, наконец, воду, необходимую для жизни человека.

Первоочередны- ми объектами для изучения и организации добычи минерального сырья могут быть Луна, Марс и астероиды.

Поиск полезных ископаемых на Луне Роман Жуль Верна «Путешествие на Луну» долгое время относился к жанру научной фантастики, пока в 1959 г. советский космический аппарат «Луна- 2» не достиг поверхности Луны, и это было, по сути дела, первой успешной попыткой освоения Луны человеком. Перспектива освоения Луны возрастает с каждым годом. Какие полезные ископаемые есть на Луне?Роман Жуль Верна «Путешествие на Луну» долгое время относился к жанру научной фантастики, пока в 1959 г. советский космический аппарат «Луна- 2» не достиг поверхности Луны, и это было, по сути дела, первой успешной попыткой освоения Луны человеком. Перспектива освоения Луны возрастает с каждым годом. Какие полезные ископаемые есть на Луне?

Ученым известно, что породы на поверхности Луны содержат большое количество кислорода. Есть также следы некоторого количества ценных минералов и других ископаемых на Луне. лунный грунт (реголит) можно перерабатывать для получения ракетного топлива и пригодного для дыхания воздуха.Ученым известно, что породы на поверхности Луны содержат большое количество кислорода. Есть также следы некоторого количества ценных минералов и других ископаемых на Луне. лунный грунт (реголит) можно перерабатывать для получения ракетного топлива и пригодного для дыхания воздуха.

Состав лунного грунта (реголита) SiO2 (Оксид кремния) 21% Al2O3 (Оксид алюминия) 7,9 % Fe2O3 (Оксид железа) 13,1% MgO (Оксид магния) 6,9 % CaO (Оксид кальция) 8%

Имеющийся в лунном грунте кремний можно использовать для изготовления солнечных панелей, железо алюминий, титан - для разных металлических конструкций.Имеющийся в лунном грунте кремний можно использовать для изготовления солнечных панелей, железо алюминий, титан - для разных металлических конструкций.

Из лунных камней ученые берутся даже "делать" воду (путем реакции водорода с кислородом), а из углерода и азота в комбинации с другими элементами- "почву" для выращивания сельскохозяйственных растений.Из лунных камней ученые берутся даже "делать" воду (путем реакции водорода с кислородом), а из углерода и азота в комбинации с другими элементами- "почву" для выращивания сельскохозяйственных растений.

Главное «сокровище» Луны Гелий-3Гелий-3

Ну и, конечно же, на Луне собираются добывать изотоп гелий-3 (He3)., который очень редок на Земле. Гелий-3 самый лёгкий из изотопов гелия. Ядро гелия-3 (гелион) состоит из двух протонов и одного нейтрона Гелий-3 является атомом, выброшенным Солнцем в огромном количестве как побочный продукт солнечных реакций.Ну и, конечно же, на Луне собираются добывать изотоп гелий-3 (He3)., который очень редок на Земле. Гелий-3 самый лёгкий из изотопов гелия. Ядро гелия-3 (гелион) состоит из двух протонов и одного нейтрона Гелий-3 является атомом, выброшенным Солнцем в огромном количестве как побочный продукт солнечных реакций.

Уникальность и перспективность гелия-3 бесспорна. Он может полностью заменить нефть, газ, уран и уголь. Кроме того, гелий-3 особенно ценен тем, что реакция с ним абсолютно «чистая», не дает радиоактивных отходов. Этот изотоп является идеальным топливом для будущих термоядерных реакторов, имеющих чрезвычайно высокий КПД.Уникальность и перспективность гелия-3 бесспорна. Он может полностью заменить нефть, газ, уран и уголь. Кроме того, гелий-3 особенно ценен тем, что реакция с ним абсолютно «чистая», не дает радиоактивных отходов. Этот изотоп является идеальным топливом для будущих термоядерных реакторов, имеющих чрезвычайно высокий КПД.

Бoльшая часть гелия-3 на Земле сохранилась со времён её образования. Он растворён в мантии и постепенно поступает в атмосферу через вулканы и разломы в коре. Однако его поступление в атмосферу оценивается всего в несколько килограмм в год. Некоторая часть гелия-3 также поступает из солнечного ветра. Бoльшая часть гелия-3 на Земле сохранилась со времён её образования. Он растворён в мантии и постепенно поступает в атмосферу через вулканы и разломы в коре. Однако его поступление в атмосферу оценивается всего в несколько килограмм в год. Некоторая часть гелия-3 также поступает из солнечного ветра.

Солнечный ветер (поток ионизированных частиц истекающий из солнечной короны) несет гелий-3 далеко в космос – в конечном счете за границы Солнечной системы.Солнечный ветер (поток ионизированных частиц истекающий из солнечной короны) несет гелий-3 далеко в космос – в конечном счете за границы Солнечной системы.

Но частицы гелия-3 могут врезаться в объекты, которые «стоят» у них на пути, такие как Луна.. На нашем спутнике, где нет рассеяния в атмосфере, гелий оседает в реголите, верхнем слое лунного грунта. Именно гелий- 3, по мнению ученых, может стать альтернативным источником энергии.

При активной разработке человечеству для энергетических целей может хватить этого вещества как минимум на 2000 лет. При этом следует помнить, что за счет работы солнечного ветра запас гелия-3 будет постоянно пополняться.При активной разработке человечеству для энергетических целей может хватить этого вещества как минимум на 2000 лет. При этом следует помнить, что за счет работы солнечного ветра запас гелия-3 будет постоянно пополняться.

По оценкам ученых, за миллионы лет Луна впитала в себя порядка 500 млн. т гелия-3. на Луне его можно получать до 70 кг с квадратного километра. Гелий-3 также содержится в атмосферах планет- гигантов, и, по оценкам, запасы его только на Юпитере составляют 10^20 тонн, чего хватило бы для энергетики Земли навсегда.По оценкам ученых, за миллионы лет Луна впитала в себя порядка 500 млн. т гелия-3. на Луне его можно получать до 70 кг с квадратного километра. Гелий-3 также содержится в атмосферах планет- гигантов, и, по оценкам, запасы его только на Юпитере составляют 10^20 тонн, чего хватило бы для энергетики Земли навсегда.

Поиск полезных ископаемых на Марсе

На Марсе были обнаружены такие элементы, как железо, медь, сера и фосфор, а они могут использоваться для производства пищи, пластика, металлов и энергии. Есть вероятность, что эти материалы встречаются в виде минеральных скоплений, поскольку эволюция гидрологических и вулканических процессов на Марсе, по-видимому, аналогична земной. Состав марсианского реголита: SiO2(Оксид кремния) 43,3% Al2O3(Оксид алюминия )7,2% Fe2O3(Оксид железа) 18,2% MgO(Оксид магния) 6% CaO ( Оксид кальция)5,8%

На пробах марсианского грунта, найдены признаки наличия воды на Марсе. Специалисты Европейского космического агентства (ESA) полагают, что замерзшая вода может встречаться на Марсе, как на его поверхности, так и на глубине м. Кроме этого, марсианская атмосфера и лед, залегающий под поверхностью, очевидно, содержат углерод, азот, водород и кислород в элементарной формеНа пробах марсианского грунта, найдены признаки наличия воды на Марсе. Специалисты Европейского космического агентства (ESA) полагают, что замерзшая вода может встречаться на Марсе, как на его поверхности, так и на глубине м. Кроме этого, марсианская атмосфера и лед, залегающий под поверхностью, очевидно, содержат углерод, азот, водород и кислород в элементарной форме

Надо признать, что в отличие от атмосферы и поверхности, изученность глубоких слоев Марса в настоящее время крайне низка а если признать, что эволюция на Марсе была аналогична эволюции Земли, то можно ожидать открытие значительных скоплений различных полезных ископаемых в недрах этой планеты.Надо признать, что в отличие от атмосферы и поверхности, изученность глубоких слоев Марса в настоящее время крайне низка а если признать, что эволюция на Марсе была аналогична эволюции Земли, то можно ожидать открытие значительных скоплений различных полезных ископаемых в недрах этой планеты.

Поиск сырья на Астероидах Астероиды - небольшие планетоподобные небесные тела Солнечной системы, они движутся по орбите вокруг Солнца в границах астероидного пояса между Марсом и Юпитером со скоростью около 5 км/сек. На настоящий момент в Солнечной системе обнаружены десятки тысяч астероидов. Из них около 800 астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ) или пересекающих ее орбиту (АПЗ).Астероиды - небольшие планетоподобные небесные тела Солнечной системы, они движутся по орбите вокруг Солнца в границах астероидного пояса между Марсом и Юпитером со скоростью около 5 км/сек. На настоящий момент в Солнечной системе обнаружены десятки тысяч астероидов. Из них около 800 астероидов, сближающихся с Землей (АСЗ) или пересекающих ее орбиту (АПЗ).

Астероиды сейчас изучаются главным образом с точки зрения опасности, которую они могут нести человечеству. И эта опасность существует на протяжении всей истории человечества, однако осознание ее реальности происходит только в настоящее время С другой стороны, изучение этих астероидов в последние годы приобретает также очень важное прикладное значение. АСЗ все больше рассматриваются как потенциальные источники сырья в околоземном космическом пространстве. Астероиды сейчас изучаются главным образом с точки зрения опасности, которую они могут нести человечеству. И эта опасность существует на протяжении всей истории человечества, однако осознание ее реальности происходит только в настоящее время С другой стороны, изучение этих астероидов в последние годы приобретает также очень важное прикладное значение. АСЗ все больше рассматриваются как потенциальные источники сырья в околоземном космическом пространстве.

Интерес к добыче полезных ископаемых на астероидах возник, главным образом, вследствие высокого содержания в них металлов: железа - до 91%, никеля – 8,5% и кобальта – 0,6%. Так, например, находящийся не так далеко от Земли астероид Амон, известный астрономам также под номером NEO 33554, имеет в поперечнике всего два километра, но целиком состоит из металлов. По сегодняшним ценам количество железа и никеля, содержащегося в этом астероиде, причем не в виде руд, а в чистом самородном состоянии, оценивается в восемь триллионов долларов, кобальта - в шесть триллионов, металлов платиновой группы – тоже, примерно, в шесть триллионов. Косвенным подтверждением тому является, например, Сихотэ- Алинский метеорит (94% Fe и 6% Ni), упавший в Уссурийской тайге в 1947 году. Общий вес его по оценкам специалистов составил около 100 тонн (собрано примерно 30 тонн). Вещество поверхности АСЗ может содержать и гелий-3.Интерес к добыче полезных ископаемых на астероидах возник, главным образом, вследствие высокого содержания в них металлов: железа - до 91%, никеля – 8,5% и кобальта – 0,6%. Так, например, находящийся не так далеко от Земли астероид Амон, известный астрономам также под номером NEO 33554, имеет в поперечнике всего два километра, но целиком состоит из металлов. По сегодняшним ценам количество железа и никеля, содержащегося в этом астероиде, причем не в виде руд, а в чистом самородном состоянии, оценивается в восемь триллионов долларов, кобальта - в шесть триллионов, металлов платиновой группы – тоже, примерно, в шесть триллионов. Косвенным подтверждением тому является, например, Сихотэ- Алинский метеорит (94% Fe и 6% Ni), упавший в Уссурийской тайге в 1947 году. Общий вес его по оценкам специалистов составил около 100 тонн (собрано примерно 30 тонн). Вещество поверхности АСЗ может содержать и гелий-3.

Астероиды можно разделить на светлые, содержащие в высоких концентрациях железо и никель (М-астероиды), и темные, содержащие в высоких концентрациях углерод и минералы (С- астероиды). Правда, в Солнечной системе больше распространены не металлические астероиды, а каменные (S- астероиды) с примесью углеродистых веществ. Но они также содержат металлы, а вдобавок в их состав входят вода, метан, аммиак и двуокись углерода.Правда, в Солнечной системе больше распространены не металлические астероиды, а каменные (S- астероиды) с примесью углеродистых веществ. Но они также содержат металлы, а вдобавок в их состав входят вода, метан, аммиак и двуокись углерода.

Международные программы по поиску полезных ископаемых в космосе В последнее время появились сообщения о наличии у ряда государств, в первую очередь, США, России и Китая, проектов по добыче гелия-3 для управляемых термоядерных реакций. Эти проекты рассматриваются многими буквально как решение всех проблем человечества. Неоспоримо одно, что страна или группа стран, которые создадут мощные космические ядерно-энергетические установки и на их основе транспортные системы для ближнего и дальнего космоса, совершат технологический прорыв и обеспечат себе господство в космосе. В последнее время появились сообщения о наличии у ряда государств, в первую очередь, США, России и Китая, проектов по добыче гелия-3 для управляемых термоядерных реакций. Эти проекты рассматриваются многими буквально как решение всех проблем человечества. Неоспоримо одно, что страна или группа стран, которые создадут мощные космические ядерно-энергетические установки и на их основе транспортные системы для ближнего и дальнего космоса, совершат технологический прорыв и обеспечат себе господство в космосе.

Планеты Солнечной системы нуждаются в более детальном изучении. Так что несметные богатства других планет в ближайшие десятилетия человечеству будут доступны только в виде знаний – на самом деле ценнейшего ресурса, как показывает вся человеческая история.

Источники: «Энциклопедия для детей» Аванта+ том 19 «Экология» Реферат «Экологические проблемы связанные с добычей нефти и газа в ХМАО» Ханты-Мансийск. 2007г. Реферат «Экологические загрязнения, связанные с добычей, переработкой и транспортировкой нефти». Назаров Валерий. Независимая Газета © от ; от для детей» Аванта+ том 19 «Экология» Реферат «Экологические проблемы связанные с добычей нефти и газа в ХМАО» Ханты-Мансийск. 2007г. Реферат «Экологические загрязнения, связанные с добычей, переработкой и транспортировкой нефти». Назаров Валерий. Независимая Газета © от ; от