Политика решений проблемы освоения Мирового океана

    Минерально-сырьевые ресурсы. Океан– хранитель огромных запасов нефти и газа. Если в 40-50-х годах ХХ в. они оценивались в 55 млрд. т, то уже в 1975г.– в 400 млрд. С тех пор разведаны новые перспективные месторождения в Северном Ледовитом океане, на шельфе Сахалина и Юго-Восточной Азии, в Северном море и т.д. на шельфе северных морей сосредоточено 80% российских запасов нефти и газа. Уже сегодня более 80 государств мира ведут морскую разработку углеводородного сырья. В эксплуатации находится свыше 800 крупных месторождений. Если в 1977 г. с морского дна добывалось 23% мировой нефти и газа, то в начале 90-х– более 50%.

    Кроме нефти, газа и газоконденсата под  дном океана обнаружен новый тип  углеводородного сырья– газовые  гидраты. (Газовые гидраты являются перспективным источником природного газа. Они представляют собой кристаллическое  вещество, по виду напоминающее снег или лед, которое содержит в своей структуре природный газ.) Уже сейчас Индия, например, приняла национальную программу по изучению и добыче газогидратов на своем многотысячекилометровом шельфе. Россия также собирается принимать участие в разработке и добыче этого продукта.

    В океане сосредоточены такие ценные полезные ископаемые, как золото, платина, алмазы, цирконий, различные руды. По прогностическим оценкам ученых, минеральных и химических ресурсов в Мировом океане больше, чем на суше. Например, запасы каменного угля могут превышать его земную добычу более чем в 900 раз. В ряде стран (Англия, Япония и др.) его уже успешно извлекают из воды. Так, в Японии недра морского дна дают почти треть всей добычи угля. Франция, Финляндия, Швеция успешно добывают с морского дна железную руду. На океан приходится 4% мировой добычи серы, 60%– циркония, 25%– моноцита. Морское месторождение платины на Аляске обеспечивает 90% потребностей США в этом металле. Практически не ограничены запасы морских фосфоритов. При современных темпах их потребления в качестве удобрений этих запасов хватит на сотни лет.

    На  обширных площадях Атлантического, Индийского и Тихого океанов обнаружены богатейшие скопления железно-марганцевых конкреций, содержащие марганец, кобальт, титан, медь, никель, ванадий– всего более 30 элементов. Содержание ценных металлов в конкрециях чрезвычайно велико. Так, только в конкрециях Тихого океана запасы алюминия составляют 43 млрд. т, титана– около10 млрд., никеля– 14 млрд., меди– около 8 млрд. Их добыча уже не только возможна технически, но и весьма рентабельна. По оценкам специалистов, она в 5-10 раз дешевле подобных разработок на суше.

    Еще больше минерального сырья растворено в морской воде. По разным оценкам  в ней содержится 4-5 млрд. т урана, 175–200 млрд. т. лития.

    Однако  добыча сырьевых ресурсов может привести к ряду проблем в области загрязнения Мирового океана. Наибольшую проблему сейчас представляет загрязнение нефтью и нефтепродуктами. К источникам загрязнения можно отнести⁴:

• истечение нефти из месторождений на дне океана;
• аварии на нефтедобывающих платформах (как в Мексиканском заливе), нефтепроводах;
• попадание нефти в океан с дождевыми водами портовых городов, речным стоком.  Кроме того, при использовании горюче-смазочных материалов (ГСМ) и топлива утечки – нефтепродукты попадают в океан с дождевыми водами;
• морской транспорт: аварии с участием танкеров, докование, утечки нефти при погрузке и разгрузке, сброс нефти с танкеров вместе с промывочными водами;
• береговые нефтеперерабатывающие заводы, промышленные стоки;
• атмосферное загрязнение парами летучих компонентов нефти и продуктами её неполного сгорания (бензапирен и др.).

    В 1975 году большая часть нефтяного  загрязнения океана приходилась  на морской транспорт и смыв нефти с городских территорий.  Особо опасны растворимые компоненты нефти, оказывающие токсическое действие на морских обитателей при попадании внутрь организма. Это содержащиеся в нефти соединения серы, азота, тяжёлые металлы. Наиболее тяжёлое последствие разлива нефти – образование нефтяной плёнки: нарушается газообмен, ухудшается поступление света в воду, фитопланктон гибнет в результате прекращения фотосинтеза. Гибель фитопланктона и затем зоопланктона приводит к полному разрушению пищевых цепей океана в месте разлива нефти, там исчезает рыба. Тяжёлые компоненты нефти (мазут) оседают на дне, это приводит к гибели бентоса. После этого естественные донные сообщества могут восстанавливаться десятилетиями.

    Загрязнение океана тяжёлыми металлами не столь велики, как масштабы нефтяного загрязнения. Это обусловлено тем, что основной источник поступления в окружающую нас среду тяжёлых металлов – предприятия металлургической промышленности – находятся в большинстве случаев вдали от берегов океана. Одно из исключений – металлургический завод в Минамата (Япония). Сбросы с предприятия сточной воды, загрязнённой большим количеством кадмия и ртути, привели к массовой заболеваемости населения, живущего на морском побережье рядом с предприятием. Завод был закрыт.

    Также опасным загрязнителем океана является ртуть. Она используется в сельском хозяйстве и промышленности. Загрязнение  ртутью приводит к снижению первичной  продуктивности морских вод. Ежедневно  в Мировой океан поступает 5000 тонн ртути.

    Тетраэтилсвинец Pb(CH₃)₄ – добавка, увеличивающая октановое число бензина. Это вещество является высокотоксичным, при сгорании содержащего её бензина свинец поступает атмосферу. Применение тетраэтилсвинца запрещено во многих странах, включая Россию.

    Степень токсичности отдельных загрязнителей гидросферы для морской фауны (прочерк – нет токсического эффекта, + - слабый токсический эффект, ++ - средний токсический эффект, +++ - сильный токсический эффект, ++++ - гибель организмов)⁵ представлена в таблице 2:

    Таблица 2.

    Энергетические  ресурсы океана представляют большую ценность как возобновляемые и практически неисчерпаемые. Опыт эксплуатации уже действующих систем океанской энергетики показывает, что они не приносят какого-либо ощутимого ущерба океанской среде.

    В настоящее время волно-энергетические установки используются для энергопитания автономных буев, маяков, научных приборов. Попутно крупные волновые станции могут быть использованы для волнозащиты морских буровых платформ, открытых рейдов, марикультурных хозяйств. В мире уже около 400 маяков и навигационных буев получают питание от волновых установок. В Индии от волновой энергии работает плавучий маяк порта Мадрас. В Норвегии с 1985 г. действует первая в мире промышленная волновая станция мощностью 850 кВт.

    В период энергетического кризиса 70-х гг. возрос интерес к использованию энергии ветра. Началась разработка ветровых электростанций (ВЭС) как для прибрежной зоны, так и для открытого океана. Океанские ВЭС способны вырабатывать энергии больше, чем расположенные на суше, поскольку ветры над океаном более сильные и постоянные.  На тихоокеанском побережье США в Калифорнии, где скорость ветра 13 м/с и больше наблюдается в продолжение более 5 тыс. часов в году, работает уже несколько тысяч ветровых установок большой мощности. ВЭС различной мощности действуют в Норвегии, Нидерландах, Швеции, Италии, Китае, России и других странах.

    Наиболее  мощные течения океана– потенциальный  источник энергии. Современный уровень  техники позволяет извлекать  энергию течений при скорости потока более 1 м/с. При этом мощность от 1 кв. м поперечного сечения потока составляет около 1 кВт. Перспективным представляется использование таких мощных течений, как Гольфстрим и Куросио, несущих соответственно 83 и 55 млн. куб. м/с воды со скоростью до 2 м/с, и Флоридского течения (30 млн. куб. м/с, скорость до 1,8 м/с).

    Соленая вода океанов и морей таит в  себе огромные неосвоенные запасы энергии, которая может быть эффективно преобразована  в другие формы энергии в районах  с большими градиентами солености, какими являются устья крупнейших рек мира, таких как Амазонка, Парана, Конго и др. Осмотическое давление, возникающее при смешении пресных речных вод с солеными, пропорционально разности в концентрациях солей в этих водах. В среднем это давление составляет 24 атм., а при впадении реки Иордан в Мертвое море 500 атм. В качестве источника осмотической энергии предполагается также использовать соляные купола, заключенные в толще океанского дна. Расчеты показали, что при использовании энергии, полученной при растворении соли среднего по запасам нефти соляного купола, можно получить не меньше энергии, чем при использовании содержащейся в нем нефти.

    В биомассе водорослей, находящихся в  океане, заключается огромное количество энергии. Предполагается использовать для переработки на топливо, как прибрежные водоросли, так и фитопланктон. В качестве основных способов переработки рассматриваются сбраживание углеводов водорослей в спирты и ферментация больших количеств водорослей без доступа воздуха для производства метана. Разрабатывается также технология переработки фитопланктона для производства жидкого топлива. Эту технологию предполагается совместить с эксплуатацией океанских термальных электростанций. Подогретые глубинные воды будут обеспечивать процесс разведения фитопланктона теплом и питательными веществами.

    Из–за активной деятельности человека в воде – добыча ресурсов, освоение новых  малоизвестных или неизвестных  ранее мест и особенностей, влечет за собой неминуемые и необратимые этапы загрязнения океана.

    Продуктом такой деятельности становится механическое загрязнение. Оно обусловлено накоплением на дне океана различных видов бытового мусора. Пример – консервные банки на дне Мексиканского залива, плавающие на поверхности океана полиэтиленовые пакеты, пластик, пенопласт. Механическое загрязнение океана незначительно и мало влияет на морские экосистемы. Пример влияния – гибель морских животных в результате блокады кишечника от заглатывания полиэтиленовых пакетов, гибель морских птиц, запутавшихся в стропах воздушных шаров, наполненных гелием. Механическое загрязнение океана может даже в некотором плане позитивно влиять на придонные экосистемы: горшки, банки являются неплохими укрытиями для различных животных, а затонувшие корабли превращаются в своеобразные экосистемы, являющиеся в некоторой степени аналогами подводных пещер.

    Дампинг – захоронение химически опасных, радиоактивных отходов, взрывчатых веществ на дне Мирового океана. Примером могут служить захоронения  химического оружия (иприт, фосген) в Балтийском и Охотском морях, радиоактивных отходов в Баренцевом море. Аналогичную опасность представляют собой затонувшие атомные подводные лодки.

    В настоящее время дампинг не оказывает  заметного влияния на океанские  экосистемы, но он является своего рода бомбой замедленного действия: стенки контейнеров подвергаются медленной коррозии, и будут происходить утечки захороненных веществ в глубинные воды. Глубинные морские воды сравнительно медленно попадают в верхние слои океана и медленно вовлекаются в природный круговорот воды, но тем не менее вовлекаются. Утечка ядовитых веществ приведёт, вначале, к гибели неизученных абиссальных экосистем, а затем радиоактивные отходы или ядовитые вещества всплывут на поверхность, результат чего совершенно очевиден. Такие боевые отравляющие вещества, как иприт, захороненные в некоторых количествах на дне морей, тяжелее воды, но при загрязнении ими донные экосистемы будут уничтожены полностью. Фосген же может оказаться на поверхности.