Keskkonnageoloogia (0)

MAAVÄRINAD
 
 
Maavärinate põhjuseks on litosfääri elastsete pingete äkiline vabanemine . Maavärinat iseloomustavad epitsenter ja fookus (seismograafiliselt määratakse hüpotsenter) on kujutatud joonisel 1.
Joonis 1. Maavärina skeem: murrang f, fookus F ja epitsenter E.
 
Sügavamad (fookused sügavamal kui 100 km) maavärinad esinevad subduktsioonivööndites. Juhuslikud tugevad maavärinad laamade keskosas on seotud plokiliste liikumiste ja litosfääri paksusega: kauaaegse energia akumulatsiooni vallandumine.
 
Energia vabanemisel tekivad kaht tüüpi seismilised lained: P-lained (pikilained) ja S-lained (ristlained). Maapinnalähedastes kivimites on P-lainete ligikaudne liikumiskiirus 5.5 km/s, S-lainetel 3 km/s. Maapinnale jõudes põhjustavad lained selle kompleksset vibratsiooni, mida fikseeritakse seismograafide abil (paigaldatud tavaliselt aluspõhja kivimitesse). Seismogrammide alusel on võimalik määrata epitsentri ja hüpotsentri ligikaudne asukoht. Esmaste P- ja S-lainete maapinnale jõudmisel tekivad pinnalained (Love ja Raleigh lained), mis levivad edasi mööda maapinda. Seismogrammilt fikseeritav amplituud on seotud vabanenud energiahulgaga ja kaugusega fookuse ja seismograafi vahel. Amplituudi mõõtmise abil arvutatakse maavärina tulemis ( magnituud ), enamlevinud on logaritmiline Richteri skaala. Maailma tugevaimad maavärinad on olnud võimsusega 8.9. 
 
Maavärina intensiivsuse määrab selle mõju inimestele ja maapinnale. Kindla tugevusega maavärin võib erinevates inimasulates olla erineva intensiivsusega, mis sõltub kaugusest epitsentrist, geoloogilisest ehitusest ja ehitiste kvaliteedist. Tugevus fikseeritakse aparatuuriga, intensiivsus on subjektiivne mõõt, mis on seotud inimeste endi vaatlustulemustega. Intensiivsuse määramisel on enamkasutatuiks Rossi-Foreli (I-X) ja Merealu (I-XH) skaalad .
 
Ohud
Esmane kahjustus: maahinna liikumine. Murrangu vastaspoolte vahel kahjustuvad elektriliinid , torujuhtmed, ehitised, teed, sillad . (N: 1906 San Francisco maavärina puhul maksimaalne horisontaalne nihe oli 6m). Maapinna liikumiste tagajärjel kahjustuvad ehitised, mille põhjustajaks on enamjaolt pinnalained. Otsesed võimalused esmaste kahjustuste vältimiseks: linn ümber asustada, kommunikatsioonide puhul vältida teadaolevaid murranguid, muuta kommunikatsioonid 'painduvamaks', ehitiste spetsiaalne disain , aluskivimite valik (kui võimalik). (N: 1985 Mehhiko , Acapulco ehitatud aluskorrakivimitele - kuigi lähemal epitsentrile, vähem purustusi kui Mexico City's, mis ehitatud vulkaanilisele tuhale ja savile.) Olulised veel arvestada: järeltõuked ja tõugete aeg. California ehitusnormid: ehitis peab taluma 25-sekundilist peatõuget.
 
Teisesed kahjustused: 

• Tulekahjud . Võivad olla olulisemad kui (1). (N: 1906 San Francisco maavärin: 70% kahjustustest tulekahju tõttu.) Veeliinide purunemine takistab kustutustöid.
  
• Maamasside liikumised. Konkreetsetel juhtudel võivad osutuda peamisteks. Ebatasane reljeef: maalibisemised. Märg pinnas: vesiliivastumine (Niigata Jaapanis,
  
• 1964).
  
• Tsunamid ja üleujutused. Tsunamid eriti ohtlikud Vaikse ookeani rannikualadel . Ookeanialuse või rannikulähedase maavärina korral põhjustab ookeanipõhja järsk liikumine kindlast punktist eemalduvaid laineid . Avaookeanil pole tavaliselt ohtlikud (lainepikkus suur; liikumiskiirus võib olla 1000 km/h ringis ), rannikule jõudes murduvad - murdlainete kõrgus võib olla üle 15 m. Kiire teabelevi võimaldab teatada tsunami saabumisaegu. Maapinna vajumine rannikualal võib põhjustada üleujutusi. Vastupidiselt: maapinna tõus võib muuta sadamarajatised kasutuiks.
  

Ennustamine
Seismilised pausid. Piki peamisi murranguvööndeid on fikseeritavad alad, kus hiljuti (viimaste aastakümnete jooksul) on toimunud suuremad maavärinad, või kus pidevalt toimuvad väiksemad maavärinad. Samal ajal on jälgitavad alad, kus viimase 100 aasta jooksul pole toimunud ühtegi suuremat maavärinat. Järeldusena on viimastel aladel tegemist 'lukustunud murranguga', kus toimub pingete kontsentreerumine; neid alasid kirjeldatakse kui suurima seismilise potentsiaaliga alasid, kus suure tõenäosusega 'õige pea' toimub suure tugevusega maavärin. Viimase aastakümne praktika: 1983 Coalinga, California; 1989 Löma Prieta - 'seismiliste pauside' aladel.
 
Statistika. Vaadeldakse erineva tugevusega maavärinate arvu kindlas piirkonnas teatud ajajooksul. Antakse välja seismilise riski kaarte. Määratakse teatud tugevusega maavärina kordumise intervall. Intensiivsuse hindamisel hinnatakse ka geoloogilist ehitust.
 
Füüsikalised ja keemilised indikaatorid . Paisumismudel (i.k. dilatancy model): väikesed poorid ja praod avanevad surve all olevates litosfääri kivimites, jätkuv pinge intensiivistab avanemist veelgi, vesi tungib pragudesse ja pooridesse, see muudab kivimipinnad libedaks, tuues kaasa energia vabanemise. Antud mudeliga on seotud mitmed ajas muutuvad parameetrid maavärinate vahetuks ennustamiseks: seismiliste lainete kiirus, maapinna vertikaalne liikumine, radooni sisaldus kaevuvees, maapinna elektriline takistus, väikeste maavärinate arv.
 
Kuigi paisumismudel sisaldab endas paljusid tuntud indikaatoreid, pole seda veel teaduslikult tõestatud, kuna pole konstrueeritud instrumente, mis mõõdaks sügaval litosfääris mikroskoopilisel tasandil toimuvaid protsesse. Probleemiks jääb üldistatud mudeli loomine, sest konkreetsete maavärinate puhul võivad indikaatorid olla erinevad. Ja kui indikaatorid vastavadki maavärinale, on väga raske öelda, millal täpselt see toimub.
 
Loomade anomaalne käitumine. Peamised loomad, kelle anomaalset käitumist on jälgitud (alates mõnest nädalast kuni vahetult enne maavärinat) on kalad , konnad, maod , kilpkonnad, linnud , kanad, koerad , kassid, põdrad, hobused, lehmad , rotid ja hiired.
 
Konkreetne sündmus: Haichengi (Hiina) maavärin 4. veebruaril 1975. Tugevus: 7.3. Maavärin purustas hulgaliselt ehitisi , kuid inimohvrite arv oli väike, kuna maavärinat suudeti ennustada ja hoiatada. Indikaatorid: väikeste maavärinate laine, veetaseme ja radoonisisalduse muutused kaevuvees, maapinna vertikaalsed kõikumised, loomade anomaalne käitumine. Kuna elanikud olid enamuses evakueeritud, oli ohvrite arv suhteliselt väike. Hiinas tegeleb maavärinate ennustamisega üle 10 000 spetsialisti ja 100 000 amatööri. Kuid: 1976 maavärin Hiinas Tangshenis, 650 000 inimohvrit.
 
Raskused ennustamisega
 
 
USA: 1985 avalikustati ennustus maavärina toimumise kohta (tugevus 6) San Andrease murranguvööndis Parkfieldi lähedal (California). Selles piirkonnas toimub keskmiselt üks tugevam maavärin 22 aasta jooksul. Kohalikud elanikud ei väljendanud ei oma üllatust ega ka muret seesuguse ennustuse kohta.
 
Ohutusreeglid maavärinate puhuks USA-s:
Tõugete ajal:
1.        Ära satu paanikasse.
2.   Kui oled hoones, jää sinna. Otsi kaitset laua all või ukseavas. Hoia eemale klaasist. Ära käsuta tikke, küünlaid ega mingit avatud tuld ; kustuta kõik avatud tuled.
3.        Kui oled väljas, liigu eemale hoonetest ja elektriliinidest, ja jää avatud kohta. Ära jookse läbi ehitiste või nende lähedal.
4.  Kui oled liikuvas autos, peata see nii kiiresti kui võimalik, kuid jää sisse. Autovedrud vähendavad võnkumise intensiivsust; auto kaitseb sind.
 
Peale tõukeid:
1.       Kontrolli, kuid ära lülita sisse elektrit, gaasi, vett. Kui tunned gaasilõhna, ava aknad, sule peakraan, ja lahku hoonest. Teata lekkest, ja ära naase hoonesse enne, kui seda on kontrollitud.  Kui veetorustik on kahjustunud, sule peakraan.  Kui elektrijuhtmed on lühistunud, lülita elekter kilbist välja.
2.   Kui võimalik, lülita sisse raadio või teler erakorraliste uudiste jaoks.
3.       Ära käsuta telefoni, välja arvatud selleks, kui vajad kiiresti abi.
4.   Kui hoone on tõsiselt kahjustatud, ole sellest eemal järeltõugete puhuks.
5.       Ära mine uudistama; sa ainult takistad spetsmeeskondade püüdlusi.
 
Kontroll
(1)  Lukustunud murrangute avamine . USA-s on kaalutud käsutada seismiliste pauside aladel väikesi maa-aluseid tuumaplahvatusi murrangu avamiseks. Siiski ei suuda keegi vastutada tagajärgede eest, mistõttu seda varianti ei võeta enam tõsiselt.
(2)  Fluidi sissepressimine. 1960-ndate keskel märgati Denveris, et väikeste maavärinate arv on ilmselt seotud sõjaväe vedeljäätmete laostamisega Rocky Mountain Arsenali lähedal. Vedelik ilmselt 'õlitas' murrangut, kutsudes esile sagedasi väikese tugevusega maavärinaid. Probleem: geoloogid ei suuda võtta vastutust, et antud idee realiseerimisel  'seismilise pausi' alal ei toimu suure tugevusega maavärin.
 
' Kohastumine ' maavärinatega
1. Inimese teadmised praegusel tasandil ei võimalda maavärinaid ei ära hoida ega ka tugevust vähendada. On teada, et murrangute 'õlitamine' võiks anda häid tulemusi, kuid kuni on tõestamata, et see võib kaasa tuua hoopis negatiivseid tagajärgi, seda varianti ei rakendata.
2.   Seismilistes ohupiirkondades  seisneb  'kohastumine'  maavärinatega nii konstruktsioonide    rajamises,    hoiatussüsteemide    väljatöötamises    kui inimpsühholoogias.
3.  Maavärinatest põhjustatud kahjude kompenseerimiseks on arenenud riikides loodud kindlustussüsteemid ja riiklikud abifondid; arengumaad võivad loota teatud ulatuses 'rahvusvahelisele abile'.

Kuidas tekib maavärin – pingete kuhjumine kivimeis ning pingete järeleandmine ja hapra deformatsiooni teke.
Pinged tekivad tektooniliste jõudude toimel, maasisese ainese ümberpaiknemisel konvektsiooni tõttu. Pinged kuhjuvad kui laamad liiguvad teineteise suhtes, lõpuks annavad kivimid jõududele järele, tekivad haprad deformatsioonid ning vabaneb pingestumisel salvestunud energia.

Vulkaanilised maavärinad
4-5% kõigist maavärinatest, põhjuseks magma surumine magmakambrisse, kust ta suure rõhu tõttu lõpuks välja purskub.

Ülisügavate maavärinate (subduktsioonivööndis) oletatav tekkepõhjus?
Tingitud kristallsturktuuride kollapseerumisest ja nende asendumisel tihedama pakindusega .

Maavärina fookus (kolle, hüpotsenter)
Maavärina tekkekoht maapinnas e siis maa sees

Maavärina kese e. epitsenter.
Maavärina koht maapinnal, kus ta on kõige suurem.

Seismilised lained, nende tüübid. Miks on pinnalained peamised maavärina purustusi põhjustavad seismilised lained?
Eristatakse pinna ja ruumilaineid. Ruumilained jagunevad omakorda piki-(P) ja ristlaineteks (S). Kuna pinnalained levivad aeglaselt, kestab nende mõju kauem ning samuti on nad oma suure amplituudiga kõige rohkem purustusi põhjustavad.

Maavärinate registreerimine, seismograaf, seismogramm ja millises järjekorras jõuavad seismilised lained seismograafini
Maavärinaid registreerivad seismojaamades seismogrammidega. Seismilised lained jõuavad seismograafini järjekorras P ja S lained ja pinnalained.

Maavärina asukoha määramine.
Asukoht määratakse vähemalt 3 seismojaama mõõtmistulemuste põhjal seismojaamadesse jõudnud P ja S lainete järgi, arvutuste teel, kui teatakse , kui suur on vahe P ja S lainete kohalejõudmise ajas.

Maavärinate esinemiskohad erinevates maakera piirkondades ja nende fookuse sügavuse sõltuvus erinevast geostruktuursest piirkonnast .
Esinevad kõige rohkem litosfääri laamade kokkupuutepiirkondades. Madalfookuselised maavärinad tekivad laamade kokkupõrkepiirkonnas või kokkupõrkel, süvafookuselised maavärinad esinevad kaugemal sisemaal , vahevöösse sukelduva laama mineraalide struktuuri kiirel muutusel.

Benioffi tsoon?
Sügavalpaiknev seismiliselt aktiivne ala subduktsioonivööndis. Seal toimuvad maavärinad on süvafookuselised ja on tõenäoliselt tingitud mineraalstruktuuride kollapseerumise ja nende asendumisel tihedama pakindusega vabanevast energiast.
Maavärina intensiivsus ja selle määramine.
Intensiivsust määratakse kas visuaalselt või vabanenud energiahulka mõõtes.

Mercalli skaala ja Richteri skaala.
Mercalli skaala on subjektiivne, ei anna õiget hinnangut, on 12 pallises süsteemis ning selle aluseks on maavärina purustuste visuaalne hindamine.
Richteri skaala asub 0 ja 8,6 vahel ning hindab magnituudides maavärina käigus eraldunud energia hulka.

Miks on Mercalli skaala vähekasutatav ning selle subjektiivsus .
Kuna ehitised, pinnase omadused, maavärina intensiivsus ja toimumiskoht on nii erinevad, siis ei saa objektiivselt hinnata seda kui tugev maavärin tegelikult on.

Kuidas määratakse igapäevase rutiiniga maavärina tulemusena vabanevat absoluutset energiahulka? E. maavärina tugevuse määramine Richteri skaalas?
Seismogrammilt loetakse maavärina poolt tekitatud võnke tugevus, selle järgi leitakse maavärina toimumiskoht ja sügavus ning hinnatakse vabanenud energiahulka magnituudides.

Maavärinaga kaasnevad katastroofilised nähtused – tsunaamid, maalihked ,
Maavärinad põhjustavad veepinna lainetust, maalihkeid, gaasitrasside purunemist ja tulekahjusid.

Maa siseehituse uurimise seismoloogilised alused. Seismilised lained ja nende tüübid. Ruumi ja pinnalained ning nende kasutamine Maa siseehituse uurimisel .
Seismika tugineb seismiliste lainete levikule Maa sisemuses, nende käitumise ja levimiskiiruse mõõtmisele. Eristatakse ruumi (keha)laineid ja pinnalaineid. Pinnalained ei levi maa sisemusse , seda teevad ruumilained. Ruumilainetest eristatakse P(piki) ja S(risti) laineid, esimese puhul võnguvad kivimiosakesed samas suunas laine levimise suunaga, S lainete puhul on laine levimise suund risti kivimiosakeste võnkumise suunaga. Ruumilainete levik sõltub Maa tihedusest, selle kaudu on võimalik määrata kivimite ja mineraalide koostist, nende faasilist olekut ja kristallstruktuuri muutust. Laine leviku kiirus sõltub otseselt temperatuurist ja rõhust. Jälgitakse lainete leviku kiirust, lainete peegeldumist ja murdumist.

P ja S lained nende olemus?
P lained levivad kivimiosakeste võnkumisega samas suunas, seetõttu on P lainete levik kiirem kui S lainete levik. P lained põhjustavad kivimite mahu muutust. S lained põhjustavad kivimkeha deformatsiooni, kuna levivad kivimiosakeste võnkumisega risti, seetõttu on nad ka aeglasemad kui P lained. S lained vedelikes ei levi.

Seismilised katkestuspinnad ja nende füüsikalis-keemiline sisu.
Seismiliste lainete leviku hüppelise kiiruse muutuse kohad. Katkestuspinnad on määratud kivimite koostise ja faasi järsu muutsega, mis põhjustab ka laine leviku kiiruse hüppelist muutust.; (50-200, 410, 660km)

Kõrgemat järku seismilised katkestuspinnad Maa siseehituses, nende füüsikaline sisu ja milliseid sfääre eraldavad?
Kõrgemat järku sesimilised katkestuspinnad jaotavad Maa sisemuse kolmeks põhivööndiks – maakoor , vahevöö ja tuum. Moho (üleminek aluselistelt kivimitel ultraaluselisteks): 3-70km; D kiht:(selles genereeritakse vahevöö alaosast tõusvad ülessulanud magma hiidtilgad e pluumid)2900km; 5200km: piir vedela välistuuma ja vedalale seisundile lähedal oleva sisetuuma vahel.

Maa siseehituse peamised sfäärid (Maakoor, vahevöö, tuum) ja nende petroloogilis/füüsikalised omadused (valdav kivimiline koostis ja olek (faas)?
Maakoor – 3-70 km paksune, jaguneb kontinentaalseks (sette ja basaltne- gabro kiht ning graniitne happelistest kivimitest koosnev kiht, allub paremini plastilistele deformatsioonidele) ja ookeaniliseks (pealpool setteline kiht, mille alla jääb peamiselt aluselistest kivimitest koosnev basaltne kiht – padilaavad, basaltne daikide kiht, massiivne gabro). Tahkes faasis.
Litosfäär – tükeldatud laamadeks , kuna kivimid kaotavad seal oma sidususe , allub habrastele deformatsioonidele nagu tahke terviklik keha, hõlmab maakoore ja vahevöö kõige ülemist osa. Tahke faas.
Astenosfäär – litosfääri alumine osaliselt ülessulanud, valdavalt tahkete kivimite vöönd, ei purune , vaid käitub nagu viskoosne voolav aines. Eristatakse ülemist (seismiliste lainete aeglase kiiruse vöönd –LVZ low velocity zone) ja alumist piiri. Osaliselt ülessulanud faas.
Vahevöö – peamiselt ultraaluselistest kivimitest koosnev vöö, mis jaguneb kaheks osaks: ülemine vahevöö (seal toimuvad seismilised katkestused on tingitud kivimite struktuuride muutustest, seal asuvad ka sügavaimad maavärinate fookused ~700km) ja alumine vahevöö ehk mesosfäär (seal toimub kivimite tiheduse ja seismiliste lainete kiiruse järsk vähenemine, rõhk pidevalt kasvab). Tahke faas
Tuum – ülekaalus metallilised elemendid, S lained seal enam ei levi, mis viitab vedelale olekule. Jaguneb välistuumaks (P lainete leviku järks aeglustumine, S lained seal enam ei levi- vedel olek) ja sisetuumaks (juhib S laineid väga aeglaselt, arvatavasti on seal aine lähedal ülessulamistemperatuurile). Välistuum vedelas faasis ja sisetuum vedelale lähedases olekus.

Ookeaniline ja Kontinentaalne maakoor nende paksused ja üldine ehitus ning erinevused? Ofioliitne kompleks ?
Ookeaniline maakoor – keskmine paksus 7km(3-10). Peal õhuke setteline kiht, all basaltne-gabroidne kiht. Maksimaalne vanus ainult 180milj aastat, kuna ookeanide keskahelikes tekib pidevalt maakoort juurde ja samas kaob osa subduktsiooni käigus.
Mandriline maakoor – keskmine paksus 40km(25-90), settekivimite kompleks, graniitne kiht, basalt-gabroidne kiht (selge erinevus graniitse ja basaltse kihi vahel viitab nende diferentsatsioonile Maa varajases minevikus.) vanus 3,8-2,5 mld aastat. Sisaldab palju rohkem kvartsi kui Ookeaniline maakoor - seega allub ta deformatsioonidele palju kergemini(sest Si allub plastilistele deformatsioonidele juba madalatel temperatuuridel)

Ookeanikoore tekkimine ja ookeanikoore hävimine ookeani keskahelikes ja subduktsioonivööndites. Moodustub ookeanide keskahelikes ookeanipõhja avanemisel kus osa ülessulanud vahevöö ainest (ultraaluselistest kivimitest peridodiitdest) pressitakse avanevatesse riftivöönditesse ja nende äärealadele. Hävib subduktsiooniprotsessi käigus kas mandrilise maakoore või teise ookeanikoore alla laskudes.

Kontinentaalse ja ookeanilise koore vanused? Ookeanilise ja kontinentaalse koore sukeldumisvõime vahevöösse?
Mandriline koor ei tee läbi subduktsiooni nagu ookeaniline ja seetõttu on ka mandriline koor vanem ja paksem. Kuna kontinentaalne maakoor on ookeanilisest kergem, ei ole tal võimet subdukteeruda.

Astenosfäär ja litosfäär nende füüsikaline sisu ja tähtsus laamtektoonikas?
Litosfäär on maa väline tahke kivimkest, mis „ujub“ astenosfääril, on jäik, tükeldatud laamadeks, reageerib pingetele kui terviklik tahke ja jäik keha
Astenosfäär on maa vahevöö ülemine osa, osaliselt ülessulanud, valdavalt tahkete kivimite vöönd, käitub nagu viskoosne voolav aines; litosfääri peal „sõidab“ litosfäär, tehes võimalikuks laamtektoonika .

Vahevöö, selle arvatav kivimiline koostis ja D kiht?
Vahevöö – maakoores ja välistuumani vaheline sfäär. Koosneb tõenäoliselt ultraaluselistest kivimitest (Fe ja Mg silikaatidest koosnevad kivimid)
D-kiht – piir 200km enne tuuma, kus toimub seismiliste lainete levikukiiruse ja kivimite tiheduse järsk langus. Arvatavasti genereeritakse seal vahevööst ülestõusvad magma hiidtilgad e pluumid. Nimetus tuleneb lainetest, mida kasutati selle tsooni avastamisel.

Maa tuum, selle keemiline koostis ja jaotumine sise- ja välistuumaks.
Maal on vedel välistuum ja tahke, kuid vedelale lähedases olekus sisetuum. Tahke sisetuum koosneb peamiselt rauast, Ni, S,hapnik.
VULKAANIPURSKED
 
Kõigile vulkaanipursetele eelneb 2 staadiumit:
(1)   kivimimassi ülessulamine kümneid kilomeetreid maapinnast allpool (magma teke);
(2)   magma liikumine maapinnale.
 
Esimene staadium määrab magma koostise (järelikult ka viskoossuse) ja algtemperatuuri , mõjutades viskoossuse kaudu purske iseloomu, teine purske tugevuse ja aja. ( Meeldetuletus : magmade tüübid sõltuvalt ränioksiidi sisaldusest ja viskoossusest.) Magmade temperatuur: 6OO...125O°C. Magmas lahustunud gaaside ja veeauru sisaldus on tähtis purske iseloomu seisukohalt. Basaltses magmas on võrreldes teistega vähem lahustunud gaase . ( Terminoloogia , vulkaanide tüübid: vajaduse korral vt. üldgeoloogia, tektoonika kursus .)
 
Vulkaanide paiknemine : laamade äärealadel, enamik subduktsioonivööndites (joonis 1) ('Vaikse ookeani tulerõngas' - subduktsioonivööndite ring).
 
 
Riftivööndites: näit. Kilimanjaro ja teised Ida-Aafrika Riftivööndi vulkaanid . Osa anomaaliaid: 'kuuma täpi' vulkanism (Havai, Galapagose saared, Island , Yellowstone'i rahvuspark ). (Vt. joonis 2)
 
 
Ohud
(1) Laava . Pole peamine inimohvrite põhjustaja, liigub tavaliselt mitte kiiremini kui mõned kilomeetrid tunnis. Hävitab konstruktsioonid. Võimalus mitte elada vulkaani jalamil; mõnedel juhtudel (Vesuuvi) aga on seal nii viljakas muld , et lausa kutsub riskima, teistel juhtudel (Havai, Island) pole lihtsalt mujale elama asuda . Samuti on arvatud ( Mount St. Helens), et vulkaan on kustunud. Heimaey saarel (Island, 1973) õnnestus laavavoolu veega jahutada ja päästa sadam. Etna purske ajal 1983. aastal õnnestus mõneks päevaks laavavool juhtida ohutumasse suunda, kus oli väiksem inimasustus, laiem levikuvõimalus ja järelikult kiirem jahtumine.
 
(2) Püroklastiline materjal. Sageli ohtlikum kui laavavool. Suuremad vulkaanilised pommid võivad oma suuruse ja kaalu tõttu põhjustada lokaalseid kahjustusi; tuhkja tolmuosakesed laotuvad suuremale alale. (Nl: Mount St. Helens, USA, 18. mai 1980 püroklastilise materjali koguhulk 1 km3 ringis, tuhk varjas päikese üle 150 km eemal; isegi paarimillimeetrine tuha sadenemine põhjustas autojuhtidele libedaid teid ja mootorite tõrkumist. N2: Pompei linna hukk aastal 79 tuha alla mattumise tõttu.)
 
(3) Mudavool (i.k.'lahar'). Kui vulkaan on käetud lumega, sulatab sadenenud püroklastiline materjal lume ja jää, - tekib mudavool. Mount St. Helensi purskel oli see peamine purustuste allikas lähialadel.
 
(4) Nuee ardente (pr.k. 'tuline pilv') - õhust raskem kuumade gaaside ja tuha segu. Sellise pilve sisemine temperatuur võib olla üle 1000°C, liikudes vulkaani jalami suunas kiirusega üle 100 km/h. (Kuulsaim selline sündmus: Mont Pelee 1902 Martinque saarel Kariibi meres. 25-40 000 inimest hukkus; ainus ellujääja surmamõistetud vang, kes oli oma kongis neljaks päevaks maetud ). Paljudel vulkaanidel on selle nähtuse teadaolev ajalugu, mistõttu inimesed peaksid seda ohtu
tunnetama ja vulkaani aktiviseerumist märgates lahkuma .
 
(5)  Toksilised gaasid. Pursetel eraldub mürgiseid gaase (CO, SOx, HC1). Paljud inimesed hukkuvad enne, kui tajuvad ohtu. (Ajalooline juhtum: Nyosi järv Kamerunis, 21. august 1986. CO2 pilv lämmatas 1700 inimest.)
 
(6) Auruplahvatused. Mõnede vulkaanide puhul seisneb suurim oht nende asukohas: vulkaanilisel saarel tungib suur hulk merevett kivimitesse, kuuma magma läheduses aurustub ja vulkaan plahvatab nagu ülekuumutatud auruboiler. (Klassikaline näide: Krakatoa Indoneesias 1883, vrd. 100 milj.t dünamiiti, plahvatust kuuldi 3000 km eemal Austraalias, tekkis 40m kõrgune tsunami, mistõttu rannikualadel hukkus 36000 inimest.)
 
(7) Teisesed efektid : Kliima. Üksikul vulkaanipurskel (plahvatusel) võib olla globaalne klimaatiline mõju. On hinnatud, et Krakatoa purse põhjustas poolekraadise ülemaailmse temperatuurialanemise. Tambora ( Indoneesia ) purske tagajärjel 1815. aastal oli püroklastilise materjali hulk ligi 30 km3, 1816. aastat teatakse ülemaailmselt kui 'suveta aastat'. Mehhiko vulkaani El Chichöni purse 1982. aastal paiskas stratosfääri vääveloksiididerikkaid gaase, mis nüüd paiknevad seal väävelhappe aerosoolidena, ja tuhka , millel on potentsiaalne osa põhjustada (kaasa aidata) globaalsetele kliimamuutustele, takistades päikesekiirguse jõudmist maapinnani.
  
Ennustamine
Üldjaotus: aktiivne, magav , kustunud.
 
(1) Statistika. 'Tüüpiline' vulkaan purskab korra 220 aasta järel, kuid 20% vulkaanidest purskavad vähem kui korra 1000 aasta jooksul, 2% - 10 000 aasta jooksul. Maailmas on 300-500 aktiivset vulkaani, kõigi nende monitooringuks ei jätku ressursse.
 
(2) Indikaatorid:
(2.1) Seismiline aktiivsus (maavärinad): maapinnale tõusev magma põhjustab stresse, hüpotsentri sügavuse määramine annab informatsiooni, kui kõrgele magma on tõusnud. Mõnikord kutsub tugevam maavärin purske otseselt esile.
(2.2) Vulkaanipinna kõikumised.
(2.3) Seismiliste lainete levikukiirus.
 
(2.4) Eralduvate gaaside koostis.
 
(2.5) Maapinna temperatuur.
 
(2.6) Loomade anomaalne käitumine. Probleemid: täpset momenti on praktiliselt võimatu pikemat aega ette ennustada, ja kui ongi teada purske aeg, on väga raske midagi öelda selle iseloomu kohta (kui tugev, mis on peamised ohud jne.). Need järeldused tehakse tavaliselt ajaloolisel baasil eeldades, et sama vulkaani puhul on pursete kordudes sarnased ohud. Tihedasti asustatud alal loetakse vulkaani aktiviseerudes ainuõigeks inimeste evakueerimist, kuid vulkaan võib olla 'ohtlikus olukorras' küllaltki pikka aega.
'Kohastumine' vulkaanide vahetu mõjuga
1.  Inimese võimuses ei ole takistada vulkaani purskamast, sest selleks tuleks takistada magma tekkimist või liikumist maapinnale. Kahjusid on püütud vältida ainult laavavoolu takistades kas jahutamise või kõrvalejuhtimise teel, selle edukus või edutus on seotud kohalike asjaoludega.
 
2.   Lokaalne 'kohastumine'  seisneb eelkõige konkreetsete juhiste järgimises elanikkonna poolt vulkaani aktiivsuse perioodidel, ja psühholoogilises teadmises, et eluase võib saada loodusjõudude poolt hävitatud. Konkreetsed juhised sisaldavad evakueerimist, maakasutuse piiramist, ohutsoonide ja hoiatussüsteemide loomist. Kohalik juhtkond lähtub teadlasterühma nõuannetest. Tavaliselt töötatakse välja juhiseid päev-päevalt, hinnates konkreetse momendi olukorda.
 
3.  Kindlustussüsteemide rakendamine sõltub iga riigi siseoludest.

Vulkaanipurske mehhanism . Aluseliste ja happeliste magmade erinev käitumine vulkaani lõõris.
Aluseline magma on suure voolavusega, kuid kuna temast on eraldunud gaas , siis ta vulkaani lõõris välja ei plahvata. Happeline magma sisaldab palju gaase, mistõttu vulkaanilõõrist suure plahvatusega eraldub.

Plahvatusliku vulkaanipurske olemus – mis tüüpi magmasid iseloomustab plahvatuslik vulkaanipurse.
Vulkaanipursked on iseloomulikud happelisele magmale, sest sellel on suur viskoossus ja gaas ei saa sealt nii lihtsalt eralduda.

Eritüüpi magmade käitumine maapinnal, nende temperatuur, viskoossus ja voolamisomadused ja kiirus.
Happelised magmad on madalama temperatuuriga, suurema viskoossuse ja väiksema voolamiskiiruse ja voolavusega.
Aluselisi magmasid iseloomustab suhteliselt kõrgem temperatuur, väiksem viskoossus ja suurem voolavus .

Vulkanismi produktid . Püroklastiline materjal ja selle erinevad produktid ( tefra , lapill, vulkaanilsed pommid ja plokid).
Püroklastiline materjal tekib siis, kui magma pursetel suur osa laavast ja lõõrist kaasahaaratud massist paisatakse purustatuna õhku, kus see pihustub ja tahkestub.
Tefra –
Lapill – läbimõõt 1-5 cm
Vulkaaniline pomm – 5-10 cm kuni mõni meeter
Plokk -

Aluseliste ja happeliste laavade käitumine maapinnal.
Aluseliste laavade väljumine vulkaanipurske ajal on rahulik, kuna gaasid on eraldunud, samas on aga laava suure voolavusega, tardudes moodustab basaltse laavavoolu.
Happelised laavad väljuvad üldjuhul purskega ning jahtuvad kiiresti maapinnal, erilist voolamist ei toimu.

Aluselise laava tüübid – Aa laava ja Pahoehoe laava. Nende erinevus ja voolamisel moodustuvad vormid. Pahoehoe laava üleminek Aa tüüpi laavaks.
Aa-laava – teravaservaline ja ebaühtlase pinnaga laava, mis tekib kui voolava ja siledapinnalise pahoehoe pind jahtudes puruneb laava sisemuses liikuva vedelama osa kiiremini voolamise tõttu (laava on nii terav , et selle peal ei saa isegi saabastega käia).
Pahoehoe laava – sileda pinnaga mittepurunenud laava (ka köislaava), koosneb basaltsest laavast, laavadest kõige väiksema viskoossusega, mistõttu on suure voolavusega ja levib edasi paarikümnesentimeetriste kihtidena, ka pahoehoe laavas võib leiduda tühikuid, kuid üldjuhul on see sile ja seal peal on hea käia.

padilaavad
Koostiselt enamasti basaltne (aluseline) või andesiitne, moodustub laava kokkupuutel veega, enamasti veekogude põhjas, moodustades padjalaadseid kivistisi. Padilaavas esineb vähem tühikuid, esineda võivad radiaalsed lõhed, pealmine pind tihti klaasjas.

pimss ja vulkaaniline klaas
Pimss – vahtja tekstuuriga ränirikas purskekivim
Vulkaaniline klaas – ränirikka koostisega klaasja tekstuuriga vulkaaniline kivim.

Magma maapinnale jõudmise kaks moodust.

Keskpurskevulkaanid ja lõhevulkaan.
Keskpurskevulkaanide magmaväljutamise koht asub praktiliselt vulkaani keskel. Lõhevulkaan kujutab endast lõhet, mille kaudu magma välja voolab.

Kilpvulkaan , šlakikoonus ja stratovulkaan . Nende moodustumine ehitus ja paiknemine geostruktuursetes vööndites.
Šlakikoonus – vulkaanilise tekkega kooniline küngas, enamasti aluselise koostisega, järsu kaldega.
Kilpvulkaan – ehitatakse üles basaltse laava vooludest ; mitte väga järsk; pikad laavavooluld; hästi mastaapsed (st suure läbimõõduga)
Stratovulkaan – järsunõlvaline koonus , mis koosneb peamiselt püroklastilisest materjalist; lühikesed laavavoolud, enamasti gaasilis-püroklastilste plahvatustena; koonuse nõlvadel parasiitkoonused, radiaaldaikid;

Vulkaaniline kuppel
Väga viskoossest laavast lõõri kohale tekkiv kuppel.

Lõhevulkaanid nende paiknemine ja purskestiil.
Magma tõuseb piki lõhet – tekivad basaltide platood

Kaldeera kui pinnavorm ja selle moodustumine.
Kaldeera – langatuslik hiidkraater. Moodustub vulkaanitipu kokkuvarisemisel või õhkulendamisel, nagu suur org, võib tekkida magmakambri üle- ja alarõhul, tihti on kaldeerasse kogunenud vesi, moodutades suurepindalalise järve.

Freaatiline purse
Mingi veeauru tõttu tekkiv purse

Lõõmav tuhapilv e. püroklastiline pilv.
Tekib vulkaanipurskel väljapaisknud tuhast
ATMOSFÄÄR
  
Õhureostuse   poolt  tekitatud  kahjude  hindamine:   (otsene)   puhastamine, põllumajanduslik kahju; kaudne: tervishoid jm. USA: 16 miljardit USD/a otsene kahju.
 
Õhureostus: gaasid (COx, SOx, NOx), osakesed (tolm, tuhk, tahm).
Osakesed: visuaalne mõju, puhastamine, sissehingamisel kantserogeenne , toksiline mõju. Tööstus (70%, eriti elektrijaamad ), transport (15%), jm.

• COx: CO2 (globaalne soojenemine), kaudne reostusallikas, CO (lokaalne; asendab hapnikku hemoglobiinis), transport (75%).
  
• SOx. NOx: happevihmad . Kokku maailmas aastas: 110 Mt SOx, 50 Mt NOx. 'Puhas' vihm: pH ca 5.6 (CO2 süsihape). Reaktsioonid gaasifaasis, vedelas faasis: väävelhape, lämmastikhape. Mõju ökosüsteemidele: (Rootsi, Norra - pH langus järvedes, järvede lupjamine ). Arvatav põhjus: vesinikioon asendab Ca, Mg, Al; need kantakse välja lahustuvate anioonidena; Ca, Mg ammendumisel puhverdusvõime kaob, pH langeb, Al-hüdroksiidide toksilisus, käiadel osmoregulatsiooni häired. Oluline ala geoloogiline ehitus. Mõju ehitistele, mälestusmärkidele. Mõju veevarustusele. Mõju tervisele. NO2: fotokeemiline (Los Angelese ) sudu (NOx + päikesevalgus=NO+0, O+O2=O3 - osoon ). Allikas (%SOx, %NOx): Elektrijaamad (65,46), muu tööstus (19, 11), olme (5, 3), transport (1.5, 34), muu (9.5, 6) Eesti probleemid: SEJ näidetel (tuhk, gaasid atmosfääri; aluselised sademed, kaugemale SOx, NOx).
  
• Osoon: kopsudele ärritava toimega, osoonikontsentratsioon 1 ppm võib olla ohtlik; takistab taimede fotosünteesi. Atmosfääris (ca 15 km maapinnast) päikese ultraviolettkiired reageerivad hapnikuga, tekib osoonikiht , mis absorbeerib ultraviolettkiiri, kaitstes maapinda. UV-kiirgus: nahavähk (tõenäosus). Osoonikihi paksuse vähenemise inimesest tingitud põhjused: lennukite (Concorde) heitgaasid, CFC (kasut. külmutites, aerosoolides). Osooniaugud: eriti Antarktika köhal ( Austraalia ). Osoonikihi paksust mõõdetakse Dobsoni ühikues.
  
• Plii: enamus autoheitgaasidest (tetraetüülplii oktaaniarvu tõstmiseks). Akumuleerub organismis. Nõrk pliimürgistus: depressioon , närvilisus, apaatia, õppimisraskused.
  
• Radoon . Ohtlik Jännistes ruumides, kus võib akumuleeruda, kui olemas allikas - U, Th. Radioaktiivne, samuti tema laguproduktid (Pb, Bi jt.), mis võivad absorbeeruda tolmuosakestele. Vees: lahustunud radoon.
  
• Lenduvad orgaanilised ühendid: süsivesinikud jm. Transport, tööstus. Ohukvaliteedi standardid : (1) tervis (2) nähtavus, põllumajandus, ehitised. Määramine maapinnal (teoreetiline seos allikaga ).
  

Termaalne inversioon : oluline kohalikul tasandil. Gaaside levimine sõltub: vertikaalsuunalisest temperatuurigradiendist, tuule tugevusest ja suunast , takistustest. Londoni sudu.
 
Kontrollimeetodid: soojuselektrijaamades tsüklonid, filtrid , SO2 eemaldamise süsteemid. Madalatmperatuurilisem süütamine: vähem NOx. Järelpõleti: vähem CO. Autodel: katalüütilised konverterid, CxHy, CO asemel H2O, CO2; samas suurenenud NOx, väävelhappe sisaldus.
ENERGIA JA SELLE VAJADUS
 
Kalor - soojus (energia)hulk, mis on vajalik 1 ml vee temperatuuri tõstmiseks 1°C võrra.
Energia tarbimine ühe inimese kohta ööpäevas (tuhandetes kilokalorites):

• Algeline ühiskond: toit (2) =(2)
  
• Patriarhaat : toit (3) + kõdu, kaubandus (2) = (5)
  
• Algeline põllumajanduslik ühiskond:   toit (4) + kõdu, kaubandus (4) + põllumajandus (4) = (12)
  
• Arenenud põllumajanduslik ühiskond: toit (6) + kõdu, kaubandus (12) + põllumajandus (7) + transport (1) = (26)
  
• Tööstuslik ühiskond: toit (7) + kõdu, kaubandus (32) + tööstus, põllumajandus (24) + transport (14) = (77)
  
• Tehnoloogiline ühiskond: toit (10) + kõdu, kaubandus (66) + tööstus, põllumajandus (91) + transport (63) = (230)
  

Tehnoloogilises ühiskonnas umbes 36% tarbitud elektrienergiana. Toidu alla loetud täiendavad energiavajadused seoses toidu tootmise ja säilitamisega. Ühikud: 1 jõule (Sl) = 1 N x m = 0.239 eal = 107 erg = 2.8 x 107 kWh = = 3.7 x lO-7 hph = 9.5 x 10"4 Btu. Energia 'tootmine' on seotud energia viimisega ühest liigist teise. Elektrienergia põhijooned (mugavus jne., nõudmine = tootmine).
 
Mõtlemiseks: Eesti elektrijaamad Eesti SEJ ( 1610 MW) ja Balti SEJ ( 1400 MW) töötavad umbes poole võimsusega, toodetud energiast umbes pool tarbitakse Eesti elanikkonna poolt. Arvutage (kilokalorites) ööpäevane elektrienergia tarbimine Eestis ühe elaniku kohta.
 
Saadud väärtus ei kajasta tegelikku fossiilse energia tarbimist. Orgaanilise päritoluga fossiilsed kütused kujutavad endast minevikus akumuleeritud energiat (N: päikeseenergiat). Arvestades põlevkivi keskmiseks kütteväärtuseks 8.6 MJ/kg, saame, et Eesti elektrienergiavajaduseks aasta jooksul põletatav 8 miljonit tonni põlevkivi eraldab energiahulga 6.9 x 1010MJ, päevas seega 1.9 x 108 MJ, ühe elaniku kohta 127 MJ = ca 30 000 kcal . Täiendavalt tuleb siia juurde arvata põlevkivi käod kaevandamisel, rikastamisel, transpordil. Energia tarbimine ühe elaniku kohta pole universaalne ühiskonna arengutaseme mõõdupuu: sotsialismileeri tööstust iseloomustas selle energiamahukus, energia tootmist ja transporti suured käod, jne. Energia tarbimine on sõltuvuses klimaatilistest tingimustest, kulutused soojusenergia alalhoiuks võivad erineda (ruumide soojustamine, riided jne.) jne.
 
Energiaressursid võivad olla taastumatud või taastuvad . Taastumatuks tulebki lugeda minevikus akumuleerunud energia (fossiilsed kütused, tuumaenergia), mille juurdetekkimine on võrreldes tarbimisega kaduvväike või puudub üldse. Taastuvateks energiaallikateks on praegu toimuvate looduslike protsesside energia (vee, päikese, tuule, lainete, loodete, geotermaalne energia), või võrreldes tarbimisega samas suurusjärgus toimuv energiavarude juurdekasv ( biomass , biogaas ).
 
Fossiilsed  energiavarud

• Nafta - mõõdetakse barrelites (1 barrel = 42 US gallonit = 159 1). Keskmiselt maailmas: 1 barreli toornafta energiasisaldus 1 460 000 kcal = 6109 MJ; 48 MJ/kg. Maailmas praeguseks tarbitud 400 miljardit barrelit, hinnangute kohaselt allesjäänud varusid 800 miljardit barrelit, sellest (1989) Saudi- Araabia 19%, Iraak 11.2%, Araabia Ühendemiraadid 11%, Kuveit 10.6%, Iraan 10.5%, ex- NSVL 6.6%, Venetsueela 6.3%, Mehhiko 5.5%, USA 3.1%, Liibüa 2.4%, Hiina 2.1%, Nigeeria 1.8%, Norra 1.7%, ülejäänud kokku 8.2%. Tarbimine: maailmas ca 23 miljardit barrelit aastas, sellest USA-s üle 25%.
  
• Maagaas - USA-s, Suurbritannias mõõdetakse kuupjalgades (cu ft), 1 ft = 0.3084 m, 1 cu ft = 0.0293 m3. 1 cu ft maagaasi energiasisaldus: 257 kcal; 51 MJ/kg. Maailma varud (1989): 3798 triljonit kuupjalga, sellest ex-NSVL 38.2%, Iraan 12.9%, Araabia Ühendemiraadid 5.4%, USA 4.9%, Katar 4.1%, Saudi-Araabia 3.8%, Norra 2.8%, Alzeeria 2.8%, Kanada 2.6%, ülejäänud kokku 22.5%.
  
• Kivisüsi (pruunsüsi, jm.) - mõõtühik USA -s 1 tonn (ton) = 909 kg (1 tonne = 1000 kg), 1 kg kivisöe energiasisaldus keskmiselt 6216 kcal; 26 MJ/kg. Söevarud maailmas: üle 1.1 triljoni tonni (kinnitatud varud), veel resursse ca 10 triljonit tonni.
  
• Põlevkivi - põlevkiviõliks arvutatuna maailma varud 3-7 triljonit barrelit (vrd. naftavarudega). Eesti kukersiit : kütteväärtus ca 9 MJ/kg (vrd. kivisöega!). Allesjäänud põlevkivi baasil: Eesti-sisene elektrienergia vajadus üle 100 aastaks.
  

Tuumaenergia
Uraan : graniidis 5 ppm, merevees 3 ppb. Tüüpiliselt maardlates U sisaldus maagis 0.4 - 3 %. Looduslikus uraanis 238U 99.3%, 235U 0.7%. Separeerimine : UF6 ( difusioon , laserionisatsioon). 235U - Hiroshima pomm, reaktorites; 239Pu - Nagasaki pomm, kiiretes reaktorites; 233U - võimalik käsutada reaktorites, 238U -tuumarelvades, 252Cf - neutronite allikas. Radioaktiivsuse Sl mõõtühik: 1 Becquerel (Bq) = 1 lagunemine sekundis. Vana ühik Curie: lmCi = 37 MBq. α-, β-, γ- radioaktiivsus . Poolestusaeg. Radioaktiivsuse varieerumine: Chernobõl 1018Bq, steriliseerimine 1015Bq, radiograafia 1012Bq, detektorid 109Bg. Toiduainetes : tavaliselt 0.1-5 Bq/g. Doos (absorbeeritud radiatsioonidoos): ühik gray lGy=U/kg. Ekvivalentne doos: arvestab eri tüüpi kurguste bioloogilist resultaati (vähk, geneetilised efektid), ühik sievert Sv = Gy wr; wr on kiirgusest sõltuv faktor, =1 β, γ - kiirguse ja röntgenkiirte jaoks, =20 α-kiirguse jaoks, =5-20 neutronite jaoks. Efektiivne doos (Sv) arvestab doosi ebavõrdset jaotumist eri organite vahel. Kollektiivne doos (inim-Sv) on keskmise efektiivse doosi ja inimeste hulga korrutis, mis on tõenäosuslikult seotud haigestumisjuhtude arvuga. Radiatsioonidoos 1 mSv inimese kohta aastas kogu elanikkonna kohta toob arvestuste kohaselt endaga kaasa 13 vähi ja 8 geneetiliste efektide juhtumit miljoni inimese kohta järgnevatel aastatel. Iseeneslik vähki haigestumise tõenäosus on 200 juhtumit miljoni inimese kohta aastas. Looduslik kiirgusdoos on ligikaudu 1.25 mSv/a. Maksimaalne lubatud doos inimestele Suurbritannias on 5 mSv/a, radiatsiooni mõjusfääris töötajatele 50 mSv/a. Radoon ja tema lagunemisproduktid kontsentreeruvad piiratud õhu- ja veevahetuse korral, sissehingamisel , manustamisel radioaktiivne doos (ehitusmaterjalid, pinnas, veevarustus). Maailmas tuumaenergia käsutamise allakäik.
 
Alternatiiv : tuumade ühinemise energia ( fusion power). Triitium + deuteerium ( tuumad ) = heelium (tuum) + neutron + energia. Reageerivad tuumad tuleb viia üksteise lähedale miljonite-kraadise temperatuuri juures. Mõnekümne aasta pärast võimalik käsutada?
 
Hüdroenergia
Käsutamine võimalik tänu hüdroloogilisele tsüklile (vee potentsiaalne energia). Negatiivsed küljed: reservuaaride all maa ja ökosüsteemid, tammide purunemisoht, maavärinaohtlikes piirkondades maavärinaoht. Üldjuhul käsutamise limiteerib piiratud võimsus.
 
Alternatiivsed energialiigid
Päikeseenergia, tuuleenergia , loodete energia, lainete energia, geotermaalne energia, jäätmete põletamine, biomass, biogaas. Päikeseenergia: eelduste kohaselt paistab veel 5 miljardit aastat. Juba käsutame: kasvuhooned , veesoojendid jne. Päikesepatareid: pooljuhtide valmistamise piiratus, praegu maksimaalne kasutegur elektrienergia tootmisel 20-30%, s.t. 50 W või vähem ruutmeetrilt. Järelikult 100 MW elektrijaam vajab 2 ruutkilomeetrit kollektorpinda, 30-40 000 tonni terast, 5000 tonni klaasi, 200 000 tonni betooni. USA-s võib maksimaalselt anda 10-15% elektrienergiavajadusest. 1000 MW tuuleenergial töötav elektrijaam: tuulikute ala ca 250 ruutkilomeetrit. 1983: USA-s 12 tuuleelektrijaama 0.0014% kogu elektrienergiavajadusest, samal ajal 90% maailmatoodangust. Loodete energia: potentsiaal 2% hüdroenergia potentsiaalist, vajalik rangelt limiteeritud tingimused (tõusu-mõõna vahe 8m, kitsas sissepääs lahte jne.). Geotermaalne  energia:  piirkonniti  efektiivne,  limiteerib:  kasutusvõimalus mõnikümmend aastat ühes köhas (kivimite halb soojusjuhtivus ), tavaliselt energiavarud kaugel linnadest, võimalik vaid vähestel aladel. Jäätmete põletamine: jäätmete mahu piires (Uppsala EJ). Biomass: puud, energiavõsa. Biogaas: jäätmete matmiskohal, reovee ümbertöötlemisel.
VEEREOSTUS
 
Saasteained: patogeensed mikroorganismid , anorgaanilised kemikaalid , orgaanilised kemikaalid, radioaktiivsed ained, tahked osakesed. Standardid (maksimaalne lubatud
kontsentratsioon) vastavalt vee käsutusele, looduslikele veekogudele.
 
Geokeemilised tsüklid: otstarbekas koostada eelkõige elementide tasandil (N: fosfori-, süsiniku-, kaltsiumiringe).
 
(Residentsaeg) = (reservuaari maht x aine sisaldus) / (aine sissevoog)
 
Merevees näiteks: kloor 68 000 000 aastat, naatrium 100 000 000 aastat, magneesium 12 000 000 aastat, kaltsium 1 000 000 aastat, kaalium 7 000 000 aastat, räni 18 000 aastat, fosfor 180 000 aastat, alumiinium 100 aastat, raud 200 aastat, kaadmium 500 000 aastat, elavhõbe 80 000 aastat, plii 400 aastat. Kui residentsaeg teada, saame hinnata, kui kiiresti saasteained süsteemist kõrvalduvad. Reostusallikad : punktallikad ja hajutatud allikad.
 
 
Tööstusreostus
Iga aasta luuakse sadu uusi kemikaale, mis teeb võimatuks kõigi nende keskkonnaohtlikkuse hindamise. USA: Loetelus 66000-st potentsiaalselt ohtlikust narkootikumist, pestitsiidist ja kemikaalist 70% kohta puuduvad toksilisuse andmed täielikult, vaid 2% puhul on võimalik ohtlikkust tervisele hinnata. 1957-1990 Ameerika Keemiaühingu nimekirjas selle ajajooksul loodud või identifitseeritud uute kemikaalide arv: 10 miljonit.
Oluline: doosi ja selle mõju vahekord . Võimalikud juhtumid : (1) väike doos mõju ei avalda, suurenedes - kahjulik mõju kuni organismi hukuni (Hg); (2) doosil pole mõju, või on väikesel doosil kasulik mõju, doosi suurenedes midagi ei muutu (Ca, Ag); (3) doosi puudumisel ja üledoseerimisel kahjulik mõju, maksimaalne kasulik effekt kindlates piirides (Cu, Mo). [Meditsiiniline geoloogia .] Inimesele vajalikud näiteks (sulgudes keskmine kontsentratsioon kehas, ppm): Fe (60), I (0.2), Cu (1), Mn (0.2), Zn (33), Co (0.02), Mo (0.1), Se , Cr (0.03), Sn (0.2), F (37), Si (260), Ni (0.1), As (18), Cd (0.7). Mõju veeorganismidele kirjeldatud teatud tõenäosusega surmava doosiga. Raskused: erinevate elementide ja ainete koosmõju. Reostuse mõju komplekssel hindamisel veekogudes: bioloogilised indikaatorid.

• Anorgaaniline reostus : metallid. Palju uuritud: kindel põhjus (tehas-reostusallikas), lihtne määrata. Elavhõbe: 1953 Jaapan, Minamata tõbi, Hg bioakumulatsioon käiades; Iraak 1971 -72, Hg fungitsiid, külvamise asemel söödi seemneid. Kaadmium: Jaapan, Zintsu jõgi - itai-itai tõbi. Sisaldus vees seotud ioonilise vormiga ja selle lahustuvusega, lahustuvus paljude metallide puhul (Cu, Zn, Pb jt.) küllaltki otsene funktsioon pH-st. Madalate (kuni 5) ja väga kõrgete (üle 10) pH väärtuste korral lahustuvus suurem. Bioakumulatsioon väga oluline. Tsink : vajalik 5-40 mg/päevas, üle 150 mg/päevas - aneemia , ca 6000 mg/päevas: surmav .Anorgaaniline reostus: N: kloor (veepuhastusel; kahjulik vetikatele, käiadele), happeliste vete leostumine kaevandustest, asbest (kantserogeenne).
  
• Orgaaniline reostus: kantserogeensus , toksilisus, ja/või muudavad vee kasutuskõlbmatuks. Õlireostus: naftatankerid (Torrey Canyon, 1967, Inglismaa rannikul; Amoco Cadiz, 1978, Prantsusmaa rannikul; Exxon Valdez, 1989, Alaska), Pärsia laht 1991. Naftalaigud: suuruse määravad hulk, tihedus ja viskoossus, vastavalt mõjuvatele jõududele ( pindpinevus , gravitatsioon, inertsus , viskoosne stress ). Levik: laienemine + liikumine koos veega. Eemaldamise meetodid: (1) piiramine + (2a) vertikaalne tiheduserinevus (2b) imav materjal pidevas liikumises (2c) tsüklonseparatsioon (2d) vertikaalsed pöörlevad kettad ; teised meetodid: kemikaalide pihustamine , kontrollitud põletamine. Peamised kahjustused: rannad, linnud, käiade maitse.
  
• Termaalne reostus: elektrijaamade läheduses ( vetikad : rohevetikatele parim 3O-35°C, sinirohevetikatele 35-40°C: viimased toksilisemad; kalad: ohus järelkasv; keemiline tasakaal: lahustuvus).
  

Orgaanika
Looduslik, põllumajandus, tööstus, olme. Aeroobne ja anaeroobne lagunemine, gaaside teke. BHT, lahustunud hapniku sisaldus. Eutrofeerumine järvedes: nitraadid, fosfaadid . Vetikate vohamine (hea valgustusega tsoonis pinna lähedal [epilimnion]) - vetikate hukk (temperatuur, teised taimed) - surnud vetikad põhja - (kui termaalne kihistumine) veevahetust vertikaalses suunas pole, põhjakihtides [hüpolimnion] anoksia (fotosünteesi ja respiratsiooni vahekord). Põhjas kontsentreeruvad fosfaadid, Al, Mn, Fe. Vetikad toodavad toksiine . Meetodid: nitraatide, fosfaatide kontroll; kemikaalid vetikate tõrjeks; hapniku sissepumpamine ( ettevaatust põhjamudaga). Lubatud sissekanne (g/m2a) järve sügavuse järgi: 5m (N 1, P 0.07), 200m (N 9, P 0.6). Ohtlik vastavalt (N 2, P 0.13) ja (N 18, P 1.2). Kontrolliv faktor: P (taimed võimelised N omistama atmosfäärist). Järved: oligotroofsed, mesotroofsed, eutroofsed (vahepealsed astmed, düstroofsed).
 
Põllumajandusreostus
Väetised: mineraalväetised (nitraadid, fosfaadid, kaaliumväetised), orgaanilised väetised. Tahked osakesed suspensioonis. Herbitsiidid ja pestitsiidid. DDT (diklorodifenüüljrikloroetaan) avastati 1930ndail, Paul Müller Nobeli meditsiinipreemia. Komplikatsioonid: putukatel kohastumine, ohtlik käiadele, ei lagune kiiresti (nagu arvati), akumuleerub rasvades, takistab kaltsiumi metabolisnü (lindudel kooreta munad), keelud USA-s alates 1972. aastast.
 
Põhjaveereostuse kõrvaldamine
Kohapeal (In Situ): immobiliseerimine (N raskmetallidel, praktiliselt lahustumatute ühendite tekitamine), bioloogiline lagundamine (orgaaniliste reoainete puhul), leviku tõkestamine. Peale väljapumpamist: eemaldamine (N pH muutmisega anorgaanilised ained), bioloogiline töötlemine, kloreerimine, osoneerimine, aktiivsöega adsorptsioon , lenduvate orgaaniliste ühendite eemaldamine.
 
Pinnaveereostuse kõrvaldamine
Lihtsam jälgida, proove võtta. Vähendada reostust selle allikaist. Kahjulikud ained fikseeritud põhjasetetesse: nende eemaldamine (vältida uuestimobiliseerimist). Isoleerimine . Keemiline töötlemine. Kunstlik aeratsioon.
Ülesanne (XIII). Teile pakutakse konkreetset tööd: selgitada, kas käiade arvukuse vähenemine X. jões on seotud geoloogiliste teguritega, inimmõjuga vms. Visandage kiiresti projektkavand üheks aastaks, missuguseid töid ja millal teete, välitöödel ja laboris - missuguseid parameetreid mõõdate, jne. 1 lk. projekti veenvusest sõltub, kas saate uurimisrahad või ei.
MAAVARADE KAEVANDAMINE
 
Maavara iseloomustav näitaja on selle-kaevandamise majanduslik otstarbekus antud teadmiste taseme, tehnoloogilise lahenduse, ja aktsepteeritavate ning hinna sisse arvestatud keskkonnakahjustuse juures. Üle 98% maakoorest koosneb 8-st keemilisest elemendist.
 
Element    
O    
Si     
Al     
Fe   
Ca    
Na    
K    
Mg   
Ti   
P  
Mn
ülejäänud
x(%) 
46.6
27.7
8.1 
5.0 
3.6   
2.8
2.6   
2.1
0.4 
0.1
0.1