Ресурси світового океану (стр. 5 из 6)

У прибережній зоні шельфу розташовані підводні родовища залізної руди. ЇЇ видобувають за допомогою нахилених шахт, які йдуть з берега у надра шельфу. Найбільш значна розробка морських залежнів залізної руди проводиться в Канаді, на східному узбережжі Ньюфаундленда ( родовище Вабана). Крім того Канада видобуває залізну руду у Гудзонській затоці, Японія – на острові Кюсю, Фінляндія біля входу у Фінську затоку. Залізні руди з під водних родовищ отримують також у Франції, Фінляндії, Швеції.

В невеликих кількостях з під водних шахт добувається мідь і нікель (Канада - Гудзонській затоці. На півострові Корнуолл (Англія) проводиться видобуток олова. В Туреччині, на узбережжі Егейського моря розробляються ртутні руди. Швеція добуває залізо, мідь, цинк, свинець, золото і срібло у надрах ботанічної затоки.

Великі соляні осадові басейни у вигляді соляних куполів чи пластових залежнів часто зустрічаються на шельфі, схилі, підніжжі материків і глибоководних западинах ( Мексиканська та Перська затоки, Червоне море, північна частина Каспію, шельфи та схили Африки, Близького Сходу, Європи). Корисні копалини цих басейнів представлені натрієвими, калійними і магнезитовими солями, гіпсом. Об’єм тільки калійних солей оцінюється у межах від сотень мільйонів тон, до двох млрд. тон. Основна потреба цих копалин задовольняється за рахунок родовищ на суходолі і видобутку з морської води. У Мексиканській затоці поблизу берегів Луїзіани експлуатується два соляних куполи.

З під водних родовищ добувається понад 2 млн. тон сірки. Експлуатується найбільше скупчення сірки Гранд – Айл, розташоване в десяти милях від берегів Луізіани. Для видобутки сірки тут споруджено спеціальний острів ( видобуток проводиться фраш-методом). Соляно-купольні структури з можливим промисловим вмістом сірки виявлені у Перській затоці, Червоного і Каспійського морях.

Варто також згадати також і про інші мінеральні ресурси, які залягають основним чином у глибоководних районах Світового океану. Гарячі розсоли та мули з багатим вмістом металів (заліза, марганцю, цинку, свинцю, міді, срібла, золота) виявлені у глибоководній частині Червоного моря. Концентрації цих металів у гарячих розсолах перевищують їх вміст у морській воді 1-50000 раз.

Понад 100 млн. квадратних кілометрів океанічного дна вкрито глибоководними червоними глинами пластом потужністю до 200 м. Ці глини (гідроокиси алюмосилікатів та заліза) являють інтерес для алюмінієвої промисловості (вміст оксиду алюмінію – 15-20%, оксиду заліза – 13%), вони також містять марганець, мідь нікель, ванадій, кобальт, свинець та рідкісні землі. Річний приріст глин складає близько 500 млн. тонн. Широко розповсюджені в основному у глибоководних районах Світового океану глауконітові піски (алюмосилікати калію та заліза). Ці піски вважають потенційно можливою сировиною для виробництва калійних добрив.

Особливий інтерес у світі виявляється до конкрецій. Величезні ділянки морського дна встелені залізо марганцевими, фосфоритовими та баритовими конкреціями. Вони мають виключно морське походження, утворились у результаті осадку розчинних у воді речовин навколо пісчини чи камінчика, зуба акули, кістки риби чи ссавця.

Фосфоритні конкреції містять важливий і корисний мінерал – фосфорит, який широко використовується як добрива у сільському господарстві. Крім фосфоритних конкрецій фосфорити і фосфоровмісні породи зустрічаються також у фосфатних пісках, у пластових залежнях дна океану, як на мілководних, так і глибоководних ділянках.

Світові потенціальні запаси фосфатної сировини у морі оцінюються у сотні мільйонів тон. Потреба у фосфоритах невпинно зростає і в основному задовольняється за рахунок родовищ на суходолі. Однак багато країн не мають родовищ на суходолі і виявляють великий інтерес до морських (Японія, Австралія, Перу, Чилі та інші). Промислові запаси фосфоритів знайдені поблизу каліфорнійського та мексиканського узбережжя, вздовж берегових зон Південної Америки, Аргентини, східного узбережжя, вздовж берегових зон Південної Африки, східного узбережжя США, у шельфових частинах периферії Тихого океану (вздовж Японської основної дуги), поблизу берегів Нової Зеландії, у Балтійському морі. Фосфорити видобуваються у районі Каліфорнії з глибин 80-330 метрів, де концентрація складає у середньому 75 кг/м куб.

Великі запаси фосфоритів у центральних частинах океанів, у Тихому океані, у межах вулканічних підвищень Серединно-Тихоокеанських гір, на підводних горах Індійського океану. На сьогоднішній день морський видобуток фосфоритних конкрецій може бути виправданим лише у районах, де гостро відчувається нестача фосфатної сировини і куди ускладнений її ввіз.

Інший вид цінних корисних копалин – баритові конкреції. Вони містять 75-77% сульфату барію, який використовується у хімічній, харчовій промисловості як зміцнював розчинів при нафтосвердленні. Ці конкреції виявлені на шельфі Шрі-Ланки, на банку Сін-Гурі у Японському морі та в інших районах океану. На Алясці у протоці Дунган, на глибині 30 м розробляється єдине у світі жилаве родовище бариту.

Особливий інтерес у міжнародних космічних зв’язках представляє видобуток поліметалевих чи, як їх називають частіше, залізномарганцевих конкрецій (ЗМК). До їх складу входить велика кількість металів: марганець, мідь, кобальт, нікель, залізо, магній, алюміній, молібден, ванадій, всього до 30 елементів, проте переважають залізо та марганець.

У 1958 році було доведено, що видобуток ЗМК з глибин океану технічно здійснюваний і може бути рентабельним. ЗМК зустрічаються у великому діапазоні глибин – від 100 до 7000 метрів, їх знаходять у межах шельфових морів – Балтійському, Карському, Баренцовому. Однак найбільш цінні та перспективні родовища розташовані на дні Тихого океану, де вирізняються дві великі зони: північна (простягається від Східно-Маріанської котловини через увесь Тихий океан до схилів підняття Альбатрос) та південна (тяжіє до Південної котловини та обмежена на сході підняттями островів Кука, Тубуан та Східно-Тихоокеанським). Значні запаси ЗМК є в Індійському океані, в Атлантичному океані (Північноамериканська котловина, плато Блей). Висока концентрація таких корисних мінералів, як марганець, нікель, кобальт, мідь, виявлена у залізномарганцевих конкреціях поблизу Гавайських островів, островів Лайн, Туамоту, Кука. Варто зазначити, що в поліметалевих конкреціях міститься більше ніж на суходолі кобальту в 5 тис. разів, марганцю – в 4 тис. разів, нікелю – в 1,5 тис. разів, алюмінію – в 200 разів, міді – в 150, молібдену – в 60, свинцю – 50 і заліза – в 4 рази. Саме тому видобуток ЗМК з морських надр дуже вигідний.

Зараз проводиться досвідчена розробка ЗМК: створюються нові глибоководні апарати з відеосистемами, свердловими пристосуваннями, з дистанційним управлінням, які розширюють можливості вивчення поліметалевих конкрецій. Більшість спеціалістів пророчать видобутку залізномарганцевих конкрецій блискуче майбутнє, стверджують, що масовий їх видобуток буде у 5-10 разів дешевше „суходільної” і тим самим стане початком кінця всієї гірничорудної промисловості на суходолі. Проте на шляху до освоєння конкрецій стоїть ще багато технічних, експлуатаційних, екологічних і політичних проблем.

Енергетичні ресурси

Якщо нафта, газ і кам’яне вугілля, видобуті з надр Світового океану, являють собою енергетичну сировину, то більшість природних процесів в океані слугує безпосередніми носіями теплової і механічної енергії. Вивчення енергетичних ресурсів світового океану почалося з середини нашого століття. Ці ресурси являють собою велику цінність, як відновлювальні і майже не вичерпні. Океан – гігантський акумулятор і трансформатор сонячної енергії, яка перетворюється в енергію течій, тепла і вітру. Енергія припливів – результат дії приливоутворюючих сил Місяця і Сонця. Термальна енергіяВоди багатьох районів Світового океану поглинають велику кількість сонячного тепла, більша частина якого акумулюється у верхніх пластах і лише у невеликій кількості розповсюджується у нижні.Тому створюються великі різниці температури поверхневих і глибоко лежачих вод. Вони особливо добре виражені у тропічних широтах. Між тропіком Рака та тропіком Козерога поверхня води нагрівається до 27 градусів Цельсія. На глибині 600 метрів температура падає до 2-3,5 градусів Цельсія. Виникає питання: чи є можливість використовувати різницю температур для отримання енергії? Чи могла б теплова енергоустановка, яка пливе під водою, виробляти електрику? Так, і це можливо. Ідея використання термальної енергії, накопиченої тропічними і субтропічними водами океану, була запропонована ще в кінці 19 століття. У далекі 20-ті роки 20-го століття Жорж Клод, талановитий, рішучий і досить настирливий французький фізик, вирішив дослідити таку можливість. Вибравши ділянку океану поблизу берегів Куби, він все-таки зумів після низки невдалих спроб отримати установку потужністю 22 кіловати. Це було великим науковим досягненням і віталося багатьма вченими. У 70-ті роки ряд країн приступив до проектування та будівництва океанських теплових електростанцій, що являли собою складні важко габаритні споруди.Заразвеликої уваги набула „океанотермічна енергоконверсія”, тобто отримання електроенергії за рахунок різниці температур між поверхневими океанськими водами та глибинними водами, які засмоктує насос.Використовують енергетичні можливості океану і в гідротермальних станціях – ПТЕО – системах перетворення теплової енергії океану. Перша така станція була створена на річці Маас у Франції. У 30 роках 20 століття почали будувати гідротермальні станцію на північно-східному узбережжі Бразилії, але після аварії будівництво зупинили. Гідротермальна станція потужністю 14 тис кВт була побудована на Атлантичному узбережжі Африки поблизу Аджібану, але через технічні несправності вона тепер недіюча. Розробки ПТЕО проводяться у США, де тепер роблять спробу створити плавучі варіанти таких станцій. Зусилля спеціалістів спрямовані не тільки на вирішення технічних задач, але і на пошук шляхів зниження собівартості обладнання гідротермальних станцій для того, щоб збільшити їх ефективність. електроенергія гідротермальних станцій повинна бути конкурентноздатною порівняно з електроенергією інших видів електростанцій Діючі ПТЕО знаходяться у Японії, Майамі та на острові Куба. Принцип роботи РТЕО та перші досвіди його реалізації дають підстави думати, що економічно найбільш доцільно створювати їх у єдиному енергетично промисловому комплексі. Він може включати в себе : вироблення електроенергії, опріснення морської води, виробництво кухонної солі, магнію, гіпсу та інших хімічних речовин. У цьому, ймовірно, заключаються основні перспективи розвитку гідротермальних станцій. Енергія припливівПід впливом приливоутворюючих Місяця та Сонця в океанах та морях збуджуються приливи. Вони проявляються у періодичних коливаннях рівня води у її горизонтальному переміщенні. Згідно цього енергія приливів складається з потенціальної енергії води та з кінетичної енергії хвилі, що рухається. При розрахунках енергетичних ресурсів Світового океану для їх використання у конкретних цілях, наприклад для виробництва електроенергії, вся енергія приливів оцінюється у 1 млрд. кВт, тоді як сумарна енергія всіх рік земної кулі дорівнює 850 млн. кВт. Колосальні енергетичні потужності океанів та морів являють собою дуже велику природну цінність для людини.З давніх пір люди намагались оволодіти енергією припливів. Уже в Середньовіччі її починали використовувати доля практичних цілей. Першими спорудами, механізми яких приводились у дію приливної енергії, були млини та лісопилки, що з’явилися у 10-11 столітті на берегах Англії та Франції. Проте ритм роботи млинів достатньо переривчастий – він був допустимим для примітивних споруд, які виконували прості, але корисні для свого часу функції. Для сучасного промислового виробництва він мало пригодний, тому енергію приливів спробували використати для отримання більш зручної електричної енергії. Але для цього необхідно було створити на берегах океанів і морів припливні електростанції (ПЕС).Створення ПЕС пов’язано з великими труднощами. Перш за все, вони пов’язані з характером припливів, на які впливати не можливо, так як вони залежать від астрономічних причин. На дивлячись на це, люди настирливо намагаються оволодіти енергією морських припливів. До сьогодні запропоновано близько 300 різних технічних проектів будівництва ПЕС. Однак далеко не у кожному районі земної кулі є умови для будівництва гідроелектростанцій з водосховищами багаторічного регулювання. Дослідження показали, що передача припливної електроенергії з узбережної зони у центральні частини материків буде оправданою для деяких районів Західної Європи, США, Канади, Південної Америки. Енергія хвильВітер збуджує хвильовий рух поверхні океанів та морів. Хвилі та береговий прибій мають дуже великий запас енергії. Кожен метр гребню хвилі висотою 3 метри несе в собі 100 кВт енергії. За оцінками дослідників США загальна потужність Світового океану дорівнює 90 млрд. кВт. З давніх часів інженерно-технічну думку людини привабила ідея практичного використання колосальних запасів хвильової енергії океану. Однак це дуже складне завдання, і в масштабах великої енергетики вона ще далека до вирішення.Поки що вдалося добитися певних успіхів у галузі використання енергії морських хвиль для виробництва електроенергії. Хвиле енергетичні установки використовуються для живлення маяків, буїв, сигнальних морських вогнів, стаціонарних океанологічних приладів, розташованих далеко від берега. Порівняно зі звичайними електроакумуляторами, батареями та іншими джерелами току вони дешевші, надійніші і рідше потребують обслуговування. Таке використання енергії хвиль широко практикується у Японії, де понад 300 буїв, маяків та інше устаткування отримує живлення від таких установок. Хвильовий електрогенератор успішно експлуатується на плавучому маяку Мадрасського порту в Індії. Протягом останніх років з'явилося багато різних технічних проектів. Так, в Англії енергетиками спроектований агрегат, що виробляє електроенергію при використанні ударів хвиль. На думку проектувальників, 10 таких агрегатів, встановлених на глибині 10 метрів поблизу західних берегів Великобританії, дозволять забезпечити електроенергією місто з населенням 300 тис. людей. На сучасному рівні науково-технічного розвитку, а тим більше у перспективі, увага до проблеми оволодіння енергією морських хвиль, без сумніву, дозволить зробити її важливою складовою енергетичного потенціалу морських країн. „Солена” енергіяСолена вода океанів та морів таїть у собі величезні нерозвідані запаси енергії, яка може бути ефективно перетворена у інші форми енергії у районах з великими градієнтами солоності. Осмотичний тиск, який виникає при змішуванні прісних річних вод з соленими, пропорційно різниці в концентраціях солей в цих водах. У якості джерела осмотичної енергії пропонується також використовувати соляні куполи у товщі океанського дна. Розрахунки показали, що при використанні енергії, отриманої при розчиненні солі середнього з запасами нафти соляного куполу, можна отримати не менше енергії ніж при використанні нафти, яка міститься у нім. Роботи з перетворення „соленої” енергії в електричну поки що знаходяться на етапі проектів. Біохімічна енергіяУ біомасі водоростей, які знаходяться у океані, міститься велика кількість енергії. Передбачається використовувати для переробки на паливо як прибережні водорості, так і фітопланктон. У якості основних способів переробки розглядається бродіння вуглеводів водоростей у спирти та ферментація великих кількостей водоростей без доступу повітря для виробництва метану. Розробляється також технологія переробки фітопланктону для виробництва рідкого палива. Цю технологію передбачається сумістити з експлуатацією океанських термальних електростанцій, підігріті глибинні води яких будуть забезпечувати процес розведення фітопланктону теплом і поживними речовинами.

Біологічні ресурси