Добыча ресурсов в космосе начнется очень скоро. Добыча полезных ископаемых в космосе Проблемы климатических и космических ресурсов
Астероиды – это начальный материал, оставшийся после образования Солнечной Системы. Они распространены везде: некоторые пролетают совсем близко к Солнцу, другие обнаружены неподалеку от орбиты Нептуна. Огромное количество астероидов собрано между Юпитером и Марсом – они формируют так называемый Пояс астероидов. На сегодняшний день было обнаружено около 9000 объектов, проходящих рядом с орбитой Земли.
Многие из таких астероидов находятся в зоне доступа и многие же содержат огромные запасы ресурсов: начиная от воды, заканчивая платиной. Их использование даст практически бесконечный источник, который установит стабильность на Земле, увеличит благосостояние человечества, а также создаст основу для присутствия и исследования космоса.
Невероятные ресурсы
Существует более 1500 астероидов, до которых также легко добраться, как и до Луны. Их орбиты пересекаются с орбитой Земли. Такие астероиды обладают небольшой силой тяжести, что облегчает задачи посадки и взлета.
Ресурсы астероидов обладают рядом уникальных особенностей, что делает их еще более привлекательными. В отличие от Земли, где тяжелые металлы расположены ближе к ядру, металлы на астероидах распределены по всему объекту. Таким образом, извлекать их намного легче.
Человечество только начинает понимать невероятный потенциал астероидов. Первый контакт космического аппарата с одним из них произошел в 1991 году, когда аппарат «Галилео» пролетел рядом с астероидом Гаспра на его пути к Юпитеру. Наше знание таких небесных соседей было революционизировано немногочисленными международными и американскими миссиями, предпринятыми с тех пор. Во время каждой из них наука об астероидах заново переписывалась.
Об открытии и количестве астероидов
Миллионы астероидов пролетают мимо орбит Марса и Юпитера, чьи гравитационные пертурбации выталкивают некоторые объекты ближе к Солнцу. Таким образом и появился класс околоземных астероидов.
Пояс астероидов
Когда говорят об астероидах, большинство людей представляют именно их Пояс. Миллионы объектов составляющих его, образуют похожий на кольцо район меду орбитами Марса и Юпитера. Несмотря на то, что эти астероиды очень важны с точки зрения понимания истории возникновения и развития Солнечной Системы, по сравнению с околоземными, добраться до них не так легко.
Околоземные астероиды
Околоземные астероиды определяются как астероиды, чья орбита или ее часть находится в промежутке от 0,983 до 1,3 астрономических единиц от Солнца (1 астрономическая единица – расстояние от Земли до Солнца).
На 1960 год было известно лишь о 20 околоземных астроидах. К 1990 году число выросло до 134, а на сегодняшний день их количество оценивается в 9000 и растет все время. Ученые уверены, что на самом деле их более миллиона. Среди наблюдаемых сегодня астероидов 981 из них больше 1 км в диаметре, остальные – от 100 м до 1 км. 2800 – меньше 100 м в диаметре.
Околоземные астероиды классифицируются на 3 группы в зависимости от их расстояния от Солнца: Атоны, Аполлоны и Амуры.
Два околоземных астероида посещались космическими аппаратами-роботами: миссия НАСА посетила астероид 433 Эрос, а японская «Hayabusa» астроид 25143 Итокава. В настоящее время НАСА работает над миссией «OSIRIS-Rex», цель которой – полет к углеродному астероиду 1999 RQ36 в 2019 году.
Состав астероидов
Околоземные астроиды широко варьируются по своему составу. Каждый их низ в различных количествах содержит воду, металлы и углеродистые материалы.
Вода
Вода с астероидов – это ключевой ресурс в космосе. Воду можно превратить в ракетное топливо или снабжать ей людские нужды. Кроме того, она может кардинальным образом изменить способ исследования космоса. Один богатый водой астероид шириной 500 м содержит в 80 раз больше воды, чем может поместиться в самый крупный танкер, а если ее превратить в топливо для космических аппаратов, то получится в 200 раз больше, чем требовалось для запуска всех ракет в истории человечества.
Редкие металлы
Однажды получив доступ, научившись добывать, извлекать и использовать водные ресурсы астероидов, добыча на них металлов станет намного реальнее. Некоторые околоземные объекты содержат МПГ в таких высоких концентрациях, какими могут похвастаться лишь богатейшие земные рудники. Один богатый платиной астероид шириной 500 м содержит почти в 174 раза больше этого металла, чем добывается на Земле в год и в 1,5 раза больше всех известных мировых запасов МПГ. Такого количества достаточно для того, чтобы заполнить баскетбольную площадку на 4 раза выше кольца.
Другие ресурсы
Астроиды также содержат более распространенные металлы, например, железо, никель, кобальт. Иногда в невероятных количествах. Кроме того, на них можно встретить летучие вещества, например, азот, CO, CO2 и метан.
Использование астероидов
Вода – важнейший элемент Солнечной Системы. Для космоса вода, помимо своей критической гидратационной роли, предоставляет и другие важные преимущества. Она может защитить от солнечной радиации, использоваться в качестве топлива, давать кислород и т.д. На сегодняшний день, вся вода и связанные с ней ресурсы, необходимые для космических полетов, транспортируются с поверхности Земли по безмерно высоким ценам. Среди всех ограничений на человеческую экспансию в космос, это самое важное.
Вода – ключ к Солнечной Системе
Воду с астероидов можно как конвертировать в ракетное топливо, так и поставлять в специальные хранилища, расположенные в стратегических местах на орбите для заправки космических кораблей. Такой вид топлива, поставляемый и продаваемый, даст огромный толчок к развитию космических полетов.
Вода с астероидов может значительно сократить затраты на космические миссии, поскольку все они зависят, в первую очередь, от топлива. Например, намного более выгодно транспортировать литр воды с одного из астероидов на орбиту Земли, чем доставить этот же литр с поверхности планеты.
На орбите воду можно использовать для заправки спутников, увеличения грузоподъемности ракет, обслуживания орбитальных станций, предоставлять защиту от радиации и т.д.
Стоимость вопроса
Богатый водой астероид шириной 500 м обладает водой стоимостью $50 миллиардов. Ее можно доставить на специальную космическую станцию, где будут заправлять аппараты для полетов в дальний космос. Это весьма эффективно даже при скептических предположениях, что: 1. Извлекаться будет всего 1% воды, 2. Половина добытой воды будет использовать при доставке, 3. Успешность коммерческих космических полетов приведет к 100-кратном снижению стоимости запуска ракет с Земли. Конечно, при не столь консервативном подходе, ценность астероидов вырастет на многие триллионы или даже десятки триллионов долларов.
Экономика операций по разработке астероидов может также быть улучшена при использовании «местного» топлива. То есть горнодобывающий аппарат может летать между планетами с помощью воды от того астероида, на котором она добыта, что приведет к высокой окупаемости.
От воды к металлам
При условии успешности добычи воды, разработка других элементов и металлов станет намного более реальной. Другими словами, добыча воды позволит добывать металлы.
МПГ на Земле встречаются очень редко. Они (как и похожие на них металлы) обладают специфическими химическими свойствами, которые делают их невероятно ценными для промышленности и экономики 21 века. Кроме того, их изобилие может дать начало к новому, еще не изведанному, их применению.
Использование металлов с астероидов в космосе
Кроме доставки на Землю, металлы, добытые на астероидах, могут использоваться прямо в космосе. Такие элементы, как, например, железо и алюминий, можно будет применять при строительстве космических объектов, защиты аппаратов и т.д.
Целевые астероиды
Доступность
Более 1500 астероидов можно достигнуть также легко, как и Луны. Если брать в расчет обратный пути, то цифра увеличивается до 4000. Вода, извлекаемая на них, может быть использована для обратного полета на Землю. Это еще больше увеличивает доступность астероидов.
Расстояние от Земли
В определенных случаях, особенно во время первых миссий, следует нацеливаться на астероиды, которые проходят в районе Земля-Луна. Большая их часть не пролетает так близко, но есть и исключения.
Благодаря стремительному уровню обнаружения новых околоземных астероидов и увеличению возможностей их исследования, весьма вероятно, что большинство доступных объектов еще предстоит открыть.
Planetary Resources
Все выше перечисленное интересует многие организации и отдельных людей. Многие видят в этом будущее добычи в целом и Земли в частности.
Именно такими людьми была основана компания Planetary Resources, официально объявленная цель которой заключается применении коммерческих, инновационных технологий для исследования космоса. Planetary Resources собирается развивать недорогие роботизированные космические аппараты, которые позволят открывать тысячи богатых ресурсами астероидов. Компания планирует использовать природные богатства космоса для развития экономики, строя, таким образом, будущее всего человечества.
Ближайшая цель Planetary Resources – значительным образом сократить стоимость разработки астероидов. При этом будут объединяться все самые лучшие коммерческие аэрокосмические технологии. Как заявляют в компании, их философия позволит быстро развивать частное, коммерческое изучение космоса.
Технологии
Большая часть технологий Planetary Resources – их собственные. Технологический подход компании обусловлен несколькими простыми принципами. Planetary Resources объединяет современные инновации в области микроэлектроники, медицины, информационных технологий, роботостроения.
Arkyd series 100 LEO
Исследование космоса ставит специфичные преграды в деле строительства космических аппаратов. Критически важными аспектами в этом вопросе являются оптические коммуникации, микродвигатели и т.д. Planetary Resources активно работает над ними в сотрудничестве с НАСА. Сегодня уже создан космический телеском Arkyd series 100 LEO (рис.слева). Leo – это первый частный космический телескоп и средство достижения околоземных астероидов. Он будет находиться на низкой земной орбите.
Будущие усовершенствования телескопа Leo откроют дорогу для следующего этапа – запуска миссии аппарата Arkyd series 200 - Interceptor (рис.слева). В стыковке со специальным геостационарным спутником, Interceptor пройдет позиционирование и отправится к целевому астероиду для сбора всех необходимых данных о нем. Два или более аппарата Interceptor могут работать вместе. Они позволят определять, отслеживать и сопровождать объекты, пролетающие между Землей и Луной. Миссии Interceptor позволят Planetary Resources быстро получить данные о нескольких околоземных астероидах.
Дополнив Interceptor возможностью лазерной коммуникации в глубоком космосе, Planetary Resources сможет приступить к миссии аппарата под названиемArkyd series 300 Rendezvous Prospector (рис.слева), целью которой являются более дальние астероиды. Встав на орбиту одного из них, Rendezvous Prospector будет собирать данные о форме астероида, вращении, плотности, составе поверхности и недр. Применение Rendezvous Prospector продемонстрирует относительно небольшую стоимость возможности межпланетных полетов, что соответствует интересам НАСА, различных научных организаций, частных компаний и т.д.
Добыча на астероиде
Добыча и извлечение металлов и других ресурсов в условиях микрогравитации – дело, которое будет зависеть от значительных исследований и вложений. Planetary Resources будет работать над критически важными технологиями, которые позволят получать на астероидах как воду, так и металлы. Вкупе с недорогими аппаратами для исследования космоса, это дает возможность устойчивого развития этой области.
Команда Planetary Resources
В состав Planetary Resources входят выдающиеся в своем деле люди: ученые инженеры, специалисты в самых разных сферах. Основателями компании считаются бизнесмена и пионера коммерческой космической индустрии Эрик Андерсон и Питер Диамандис. Среди других членов команды Planetary Resources есть бывшие специалисты НАСА Крис Левицки и Крис Вурхиз, знаменитый кинорежиссер Джеймс Кэмерон, бывший астронавт НАСА Томас Джонс, бывший технический директор Microsoft Дэвид Васкевич и другие.
Ещё недавно добыча полезных ископаемых на астероидах считалась одним из стереотипных предсказаний писателей-фантастов. Считалось, что космические горняки, извлекающие ценные металлы из этих небесных тел - порождение той же фантазии, что и зелёные человечки на Марсе или джунгли с динозаврами на Венере. Однако в настоящее время всё больше экспертов склоняется к мнению, что речь идет о действующих технологиях, которые могут быть реализованы в недалёком будущем и дать человечеству новый источник полезных ископаемых. В США создана компания Planetary Resources, которая планирует создать и внедрить технологии разработки астероидов, а в Японии построен зонд «Хаябуса-2», миссия которого - не только научные исследования астероидного грунта, но и космическая геологоразведка. Эпоха металлов из космоса приближается, и в настоящее время можно смело применять к этим технологиям аналитические и прогностические подходы.
Естественнонаучная сторона вопроса
Прежде чем мы перейдём к описанию разрабатываемых технологий, стоит уделить внимание тому, что собой представляют астероиды, какие полезные ископаемые могут там залегать и с какими условиями могут столкнуться космические аппараты, прежде чем достигнут их.
Астероиды представляют собой небольшие каменистые тела, которые, подобно планетам, вращаются по орбитам вокруг Солнца. Астероид отличается от карликовой планеты размерами: он слишком мал, чтобы иметь значительное гравитационное поле или даже просто стечься в шарообразную форму от собственной тяжести. От подлинных же планет астероиды (как и карликовые планеты) отличаются тем, что могут встречаться группами, среди подобных же тел, на близких орбитах: настоящая планета всегда занимает свою орбиту в одиночестве или со спутниками, вращающимися вокруг неё, и поблизости от неё ничего другого обращаться не может.
Происхождение у астероидов и планет одно и то же: они сформировались из пылевого диска на заре существования Солнечной системы. Следовательно, астероиды состоят из тех же элементов, что и планеты, и на них можно найти многие из тех же веществ, что встречаются и в земной коре, мантии или ядре. Но ключевыми отличиями астероидов являются их малые размеры и недифференцированность: если на Земле и подобных ей планетах существуют огромные, недоступные, спрятанные под толщей коры мантия и ядро, то в астероидах те же металлы, что входят в состав земного ядра и недоступны для добычи, можно найти прямо на поверхности.
Напомним, что земное ядро состоит из металлического сплава, в который входят железо, никель, кобальт и другие так называемые сидерофильные элементы. И если в железе земное горное дело недостатка не испытывает, то никель и кобальт уже являются достаточно ценными и дорогими в выделении металлами. Поскольку в астероидах они доступны в тех же количествах, что и железо, то одни лишь они способны окупить дорогостоящую программу по освоению астероидов. А если учесть, что среди сидерофильных элементов есть и драгоценные металлы платиновой группы, то это делает технологию ещё более многообещающей.
Все ли астероиды содержат металлы? Не все. Астероиды подразделяются на четыре класса. Три из них обозначаются буквами: С, S и M. Класс M - те самые металлические астероиды, с высоким содержанием железа, металлов группы железа и платиновых металлов. Кроме них, в М-астероидах можно также обнаружить золото и другие редкие металлы. Это известно благодаря их фрагментам, падавшим на Землю в виде метеоритов.
Класс S - металлосиликатные астероиды. Они состоят из горных пород, главным образом из силикатов железа и магния. В них можно встретить вкрапления чистых металлов, во всём подобные М-астероидам, но меньшего размера.
Класс С - углеродосодержащие астероиды. Эти весьма распространённые астероиды состоят из смеси углеродистых хондритов и водяного льда. Ценность минеральных материалов, входящих в их состав, невысока, а вот водяной лёд представляет интерес как источник воды и кислорода для поддержки жизни человека в космосе. И наконец, четвёртый класс буквы не имеет: астероиды четвёртого типа представляют собой неактивные кометы и состоят из водяного, аммиачного и других льдов.
Массы астероидов всех перечисленных видов варьируют от тысяч до миллиардов тонн, а крупнейшие астероиды по массе приближаются к карликовым планетам. Доступность всей массы любого астероида для разработки делает их весьма многообещающими источниками полезных ископаемых.
Технологии добычи
Основными и необходимыми технологиями для любой добычи полезных ископаемых на астероидах являются космические аппараты, способные достигать их, и роботизированные устройства, предназначенные для непосредственного проведения работ. Даже если управление добычей берет на себя космонавт-человек, самой работой по дроблению астероидного грунта должны заниматься машины.
Что касается достижения астероидов, то некоторые из них вполне доступны современным космическим аппаратам, и автоматические зонды, подобные японскому «Хаябуса-1», уже достигали их и возвращались с пробами грунтов. Речь идет о так называемых околоземных астероидах, которые находятся на орбитах вокруг Солнца, близких к орбите Земли. Они принадлежат к числу наиболее легкодоступных объектов Солнечной системы, лежащих за пределами лунной орбиты. Поэтому отправка на такие астероиды горнодобывающих аппаратов, автоматических или управляемых людьми, уже не является чем-то фундаментально прорывным, и мешает ей только большая масса гипотетического отправляемого аппарата и соответствующая ей высокая стоимость такой космической миссии.
Вот какие требования предполагаются для проектируемых аппаратов, предназначенных для добычи полезных ископаемых на астероидах:
- По возможности небольшая масса. Все оборудование должно быть изготовлено из лёгких материалов, чтобы свести к минимуму стоимость доставки его на разрабатываемое небесное тело;
- Электропитание, основанное на технологии солнечных батарей. Околоземные астероиды находятся в зоне достаточно высокого солнечного излучения, поэтому солнечные батареи, находясь на них, будут развивать большую мощность;
- Высокая степень автоматизации. Даже при условии, что на разрабатываемом астероиде будет присутствовать постоянный контингент людей, их задачи должны сводиться к дистанционному управлению оборудованием;
- Непосредственная добыча должна производиться технологиями, схожими с земными. Для рыхлых астероидов подходит открытая, карьерная добыча минералов; в более плотных могут прорываться шахты;
- Поскольку астероиды не обладают высокой гравитацией, все работы на них должны быть спланированы с учётом условий почти полной невесомости. Эти условия отличаются от земных как в положительную сторону (облегченная транспортировка больших объёмов породы и минералов), так и в отрицательную (опасность отрыва минералов, оборудования или людей от поверхности).
Достижение рентабельности
Все эти требования могут быть удовлетворены с помощью существующих ныне технологий, но их недостаточно, чтобы сделать промышленное освоение астероидов рентабельным. Стоимость современного космического аппарата, предназначенного для достижения околоземного астероида и возвращения с 50-граммовой пробой грунта, составляет около 1 миллиарда долларов США. Увеличение аппарата в размерах приведет к сокращению разрыва между стоимостью аппарата и стоимостью доставленных на Землю минералов, но преодоление этого разрыва будет достигнуто только при запредельно высокой стоимости миссии.
Тем не менее, существуют технологии, способные существенно снизить стоимость подобной миссии и в перспективе сделать промышленную разработку астероидов рентабельной. В их число входят:
- Внедрение технологий использования ресурсов прямо на месте добычи. Из астероидов можно получать не только минералы; если они содержат водяной лёд, то он с помощью электричества от солнечных батарей может быть преобразован в водород и кислород - ракетное топливо для обратного пути. Это позволит не включать в массовый бюджет миссии большие количества ракетного топлива, предназначенные для доставки аппарата, гружёного рудой, на околоземную орбиту;
- Также, если аппарат планируется как пилотируемый, из того же льда можно получать воду и кислород, предназначенные для употребления членами экипажа;
- Использование самовоспроизводящихся роботов, способных производить подобные себе механизмы из материалов, доступных на астероиде, позволит ещё более существенно сократить массовый бюджет миссии;
- Даже в том случае, если доставка добытых на астероидах минералов, металлов и воды на Землю обойдется в более высокую стоимость, чем получение тех же веществ из земных источников, эти материалы могут быть использованы на околоземной орбите. Поскольку доставка массивных грузов с Земли на околоземную орбиту крайне дорогостояща, получить для разработки астероидов показатели себестоимости, более выгодные, чем эти, легче, чем уравнять себестоимость разработки астероидов с себестоимостью разработки земных месторождений.
Последний пункт обладает особой важностью для развивающейся космической индустрии. В настоящее время, когда любые сооружения на орбите должны строиться только из материалов, добываемых на Земле, и снабжаться ими же, это очень серьёзно ограничивает возможные размеры космических станций и их количество, доступное для содержания даже самыми развитыми странами. Появление альтернативного, более выгодного источника строительных материалов, топлива, кислорода и воды, в роли которого выступят астероиды, сделает содержание космических станций намного менее затратным. Поэтому многие эксперты в космической отрасли полагают, что освоение технологий разработки астероидов является необходимым шагом для дальнейшего развития космической индустрии вообще.
Также существенно удешевить разработку астероидов способно создание новых, более экономичных ракетных двигателей и способов вывода грузов на орбиту. Развитие таких технологий вообще крайне благотворно и стимулирующее скажется на космической отрасли: поскольку в этой отрасли каждый грамм, выведенный на орбиту, стоит больших денег, любое удешевление выступит как мощный стимул к развитию. Среди технологий, от которых ожидают такого эффекта, такие, как, например, одноступенчатые орбитальные космические аппараты (англ. Single Stage to Orbit), «космический лифт», ротоваторы, «космические катапульты» и другие перспективные разработки.
Исследование UNSW показало, что для отдельно взятого, богатого железом астероида, учитывая существование рынка и других предположений, инвестиции будут отбиты за 85 лет, если руда будет отправляться на Землю, и всего 5 лет, если будет использоваться в космосе.
Не так уж и дорого
Несмотря на всю эту деятельность, скептики сомневаются в перспективах космической горнопромышленности с точки зрения денежных и временных затрат. Очевидно, добыча ресурсов в космосе будет дорогостоящим делом. Общий бюджет проекта, в рамках которого « » отправили на Марс и содержали в течение 14 лет, составил 2,5 миллиарда долларов.
Но добывать ресурсы на Земле тоже недешево. Затраты на разработку и добычу исчисляются сотнями миллионов долларов. Эти деньги компании тратят, пытаясь найти новые земные месторождение. Добыча ископаемых ресурсов растягивается на десятки лет. Временные и затратные рамки будут сопоставимы с космическими. Почему бы просто не начинать выходить в космос и добывать ресурсы там? Этому быть. С чего начинать? Начнем с исследования, которое подсказывает, что использовать железную руду в космосе гораздо проще, чем возвращать ее на Землю (если считать, что в космосе есть рынок).
Для дорогостоящих товаров вроде редкоземельных минералов или металлов платиновой группы можно рассмотреть возможность отправки на Землю, но «обычные» ресурсы, которые можно добывать в космосе, лучше использовать там же.
Распространенный аргумент сводится к тому, что запуск груза с Земли в космос обходится в 20 000 долларов за килограмм, поэтому если произвести этот килограмм в космосе дешевле, чем за 20 000 долларов, можно здорово сэкономить и выйти в плюс.
SpaceX, например, публикует свои затраты на запуск на сайте. В настоящее время для Falcon 9 эта цифра составляет 12 600 долларов. Но пока рынка как такового нет и, возможно, понадобится его искусственно подтолкнуть (к примеру, NASA может заключить контракт на доставку воды на орбите). Без такого толчка, начальный спрос на воду может появиться в сфере космического туризма, но более вероятно, что активнее будет развиваться сфера дозаправки спутников. Воду можно расщеплять на кислород и водород, используя их затем в качестве топлива для спутников.
Мир во всем мире или «дикий запад»?
Если говорить о мире во всем мире, есть ряд проблем с Законом США о космосе, поскольку он не согласуется с существующими договорами и, скорее всего, будет игнорироваться в других странах, не имея, соответственно, законной силы. Но с течением времени медленные процессы наконец поставят все в законные рамки. И все же, прежде чем в космосе настанет мир, не исключено, что будет развиваться, к примеру, космическое пиратство.
В ноябре в Сиднее пройдет встреча мировых лидеров и представителей космических горнодобывающих компаний, которые обсудят проблемы будущей добычи ресурсов за пределами Земли. Чтобы достичь максимального взаимодействия между космическими экспертами и экспертами в горнодобывающей отрасли, решено совместить это событие с третьей Future Mining Conference. Возможно, по ее прошествии мы узнаем много нового и перспективного об этой, безусловно, интересной вехе нашего будущего.
Данный видеоурок посвящен теме «Ресурсы Мирового океана, космические и рекреационные ресурсы». Вы познакомитесь с основными ресурсами океана, их потенциалом использования в хозяйственной деятельности человека. В уроке рассмотрены особенности ресурсного потенциала шельфа Мирового океана и его использование в наши дни, а также даны прогнозы освоения ресурсов океана в последующие годы. Кроме того, в уроке дана подробная информация про космические (энергия ветра и солнца) и рекреационные ресурсы, приведены примеры их использования в различных регионах нашей планеты. Урок познакомит вас с классификацией рекреационных ресурсов и странами, отличающимися наибольшим разнообразием рекреационных ресурсов.
Тема: География природных ресурсов мира
Урок: Ресурсы Мирового океана, космические и рекреационные ресурсы
Мировой океан - основная часть гидросферы, которая образует водную оболочку, состоящую из вод отдельных океанов и их частей.Мировой океан является кладовой природных богатств.
Ресурсы Мирового океана :
1. Морская вода . Морская вода является главным ресурсом океана. Запасы воды составляют примерно 1370 млн куб. км, или 96,5% всей гидросферы. Морская вода содержит в себе огромное количество растворенных веществ, в первую очередь это соли, сера, марганец, магний, йод, бром и другие вещества. 1 куб. км морской воды содержит в себе 37 млн т растворенных веществ.
2. Минеральные ресурсы дна океана. На шельфе океана находится 1/3 всех мировых запасов нефти и газа. Наиболее активная добыча нефти и газа ведется в Мексиканском, Гвинейском, Персидском заливах, Северном море. Кроме того, на шельфе океана идет добыча твердых полезных ископаемых (например, титана, циркония, олова, золота, платины и др.). Также огромные запасы строительного материала имеются на шельфе: песок, гравий, известняк, ракушечник и др. Глубоководные равнинные части океана (ложе) богаты железомарганцевыми конкрециями. Активную разработку месторождений шельфа ведут следующие страны: Китай, США, Норвегия, Япония, Россия.
3. Биологические ресурсы. По образу жизни и местообитанию все живые организмы океана делят на три группы: планктон (мелкие организмы, свободно дрейфующие в толще воды), нектон (активно плавающие организмы) и бентос (организмы, обитающие в грунте и на дне). Биомасса океана насчитывает более 140 000 видов живых организмов.
На основе неравномерного распределения биомассы в океане выделяют следующие промысловые пояса:
Арктический.
Антарктический.
Северный умеренный.
Южный умеренный.
Тропическо-экваториальный.
Самые продуктивные акватории Мирового океана - это северные широты. В пределах северного умеренного и арктического поясов свою хозяйственную деятельность ведут Норвегия, Дания, США, Россия, Япония, Исландия, Канада.
4. Энергетические ресурсы. Мировой океан обладает огромными запасами энергии. В настоящее время человечество использует энергию приливов и отливов (Канада, США, Австралия, Великобритания) и энергию морских течений.
Климатические и космические ресурсы - неисчерпаемые ресурсы солнечной энергии, энергии ветра и влаги.
Солнечная энергия - самый большой источник энергии на Земле. Солнечную энергию лучше всего использовать (эффективно, выгодно) в странах с аридным климатом: в Саудовской Аравии, Алжире, Марокко, ОАЭ, Австралии, а также в Японии, США, Бразилии.
Ветровую энергию лучше всего использовать на побережье Северного, Балтийского, Средиземного морей, а также на побережье Северного Ледовитого океана. Некоторые страны особенно интенсивно развивают ветроэнергетику, в частности, на 2011 год в Дании с помощью ветрогенераторов производится 28% всего электричества, в Португалии - 19%, в Ирландии - 14%, в Испании - 16% и в Германии - 8%. В мае 2009 года 80 стран мира использовали ветроэнергетику на коммерческой основе.
Рис. 1. Ветрогенераторы
Агроклиматические ресурсы - ресурсы климата, оцениваемые с позиции жизнедеятельности сельскохозяйственных культур.
Агроклиматические факторы :
1. Воздух.
5. Питательные вещества.
Рис. 2. Агроклиматическая карта мира
Рекреация - система оздоровительных мероприятий, осуществляемых с целью восстановления нормального самочувствия и работоспособности утомленного человека.
Рекреационные ресурсы - это ресурсы всех видов, которые могут использоваться для удовлетворения потребностей населения в отдыхе и туризме.
Типы рекреационных ресурсов :
1. Природные (парки, пляжи, водоемы, горные ландшафты, ПТК).
2. Антропогенные (музеи, памятники культуры, дома отдыха).
Природно-рекреационные группы :
1. Медико-биологическая.
2. Психолого-эстетическая.
3. Технологическая.
Антропогенные группы :
1. Архитектурные.
2. Исторические.
3. Археологические.
Больше всего туристов привлекают те регионы и страны, в которых природные ресурсы сочетаются с историческими: Франция, Китай, Испания, Италия, Марокко, Индия.
Рис. 3. Эйфелева башня - один из самых посещаемых туристических объектов
Домашнее задание
Тема 2, П. 2
1. Приведите примеры агроклиматических ресурсов.
2. Как вы думаете, что может повлиять на посещаемость страны, региона туристами?
Список литературы
Основная
1. География. Базовый уровень. 10-11 кл.: Учебник для общеобразовательных учреждений / А.П. Кузнецов, Э.В. Ким. - 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2012. - 367 с.
2. Экономическая и социальная география мира: Учеб. для 10 кл. общеобразовательных учреждений / В.П. Максаковский. - 13-е изд. - М.: Просвещение, АО «Московские учебники», 2005. - 400 с.
3. Атлас с комплектом контурных карт для 10 класса. Экономическая и социальная география мира. - Омск: ФГУП «Омская картографическая фабрика», 2012 - 76 с.
Дополнительная
1. Экономическая и социальная география России: Учебник для вузов / Под ред. проф. А.Т. Хрущева. - М.: Дрофа, 2001. - 672 с.: ил., карт.: цв. вкл.
Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники
1. География: справочник для старшеклассников и поступающих в вузы. - 2-е изд., испр. и дораб. - М.: АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 2008. - 656 с.
Литература для подготовки к ГИА и ЕГЭ
1. География. Тесты. 10 класс / Г.Н. Элькин. - СПб.: Паритет, 2005. - 112 с.
2. Тематический контроль по географии. Экономическая и социальная география мира. 10 класс / Э.М. Амбарцумова. - М.: Интеллект-Центр, 2009. - 80 с.
3. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ: 2010. География / Сост. Ю.А. Соловьева. - М.: Астрель, 2010. - 221 с.
4. Тематический контроль. География. Природа России. 8 класс / Н.Е. Бургасова, С.В. Банников: Учебное пособие. - М.: Интеллект-Центр, 2010. - 144 с.
5. Тесты по географии: 8-9 классы: к учебнику под ред. В.П. Дронова «География России. 8-9 классы: учебник для общеобразовательных учреждений» / В.И. Евдокимов. - М.: Экзамен, 2009. - 109 с.
6. Оптимальный банк заданий для подготовки учащихся. Единый государственный экзамен 2012. География. Учебное пособие / Сост. Э.М. Амбарцумова, С.Е. Дюкова. - М.: Интеллект-Центр, 2012. - 256 с.
7. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ: 2010. География / Сост. Ю.А. Соловьева. - М.: АСТ: Астрель, 2010. - 223 с.
8. Государственная итоговая аттестация выпускников 9 классов в новой форме. География. 2013. Учебное пособие / В.В. Барабанов. - М.: Интеллект-Центр, 2013. - 80 с.
9. География. Диагностические работы в формате ЕГЭ 2011. - М.: МЦНМО, 2011. - 72 с.
10. Тесты. География. 6-10 кл.: Учебно-методическое пособие / А.А. Летягин. - М.: ООО «Агентство «КРПА «Олимп»: Астрель, АСТ, 2001. - 284 с.
11. ЕГЭ 2010. География. Сборник заданий / Ю.А. Соловьева. - М.: Эксмо, 2009. - 272 с.
12. Тесты по географии: 10 класс: к учебнику В.П. Максаковского «Экономическая и социальная география мира. 10 класс» / Е.В. Баранчиков. - 2-е изд., стереотип. - М.: Издательство «Экзамен», 2009. - 94 с.
13. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ: 2009. География / Сост. Ю.А. Соловьева. - М.: АСТ: Астрель, 2009. - 250 с.
14. Единый государственный экзамен 2009. География. Универсальные материалы для подготовки учащихся / ФИПИ - М.: Интеллект-Центр, 2009. - 240 с.
15. География. Ответы на вопросы. Устный экзамен, теория и практика / В.П. Бондарев. - М.: Издательство «Экзамен», 2003. - 160 с.
Материалы в сети Интернет
1. Федеральный институт педагогических измерений ().
2. Федеральный портал Российское Образование ().
4. Официальный информационный портал ЕГЭ ().
Которые присутствуют в неограниченном количестве на Земле и не могут быть истощены или исчерпаны в связи с деятельностью человечества. Примерами таких ресурсов являются солнечная, ветровая энергия и т.д.
Климатические и космические ресурсы прямо или косвенно влияют на жизнь на Земле. К тому, же в последнее время они набирают популярность в качестве альтернативных источников энергии. Альтернативная энергетика предусматривает использование безопасных для окружающей среды источников тепловой, механической или электрической энергии.
Энергия Солнца
Солнечная энергия в той или иной форме является источником почти всей энергии на Земле, который можно считать неисчерпаемым природным ресурсом.
Роль солнечной энергии
Солнечный свет помогает растениям производить питательные вещества, а также вырабатывать кислород, которым мы дышим. Благодаря солнечной энергии, вода в реках, озерах, морях и океанах испаряется, затем формируются облака и выпадают атмосферные осадки.
Люди, как и все другие живые организмы зависят от Солнца, для получения тепла и пищи. Тем не менее, человечество также использует солнечную энергию и во многих других формах. Например, из ископаемых видов топлива получают тепло и/или электроэнергию и, по существу, эти накапливали солнечную энергию на протяжении миллионов лет.
Получение и преимущества солнечной энергии
Фотоэлементы представляют собой простой способ получения солнечной энергии. Они являются неотъемлемой частью солнечных батарей. Их уникальность заключается в том, что они преобразовывают солнечное излучение в электричество, без шума, загрязнения окружающей среды или движущихся частей, что делает их надежными, безопасными и долговечными.
Ветровая энергия
Ветер используется на протяжении сотен лет, для получения механической, тепловой и электрической энергии. Ветровая энергия, на сегодняшний день является устойчивым и неисчерпаемым источником.
Ветром называется движение воздуха из области с высоким давлением в область с низким давлением. На самом деле, ветер существует потому, что солнечная энергия неравномерно распределена по поверхности Земли. Горячий воздух стремится вверх, а холодный заполняет пустоту, поэтому до тех пор пока будет солнечный свет, будет существовать и ветер.
За последнее десятилетие, использование энергии ветра увеличилось более чем на 25 %. Тем не менее, ветряная энергия занимает лишь небольшую долю энергетического рынка мира.
Преимущества ветровой энергии
Энергия ветра является безопасной для атмосферы и воды. И поскольку ветер доступен повсеместно, эксплуатационные расходы после установки оборудования близки к нулю. Массовое производство и технологические достижения делают необходимые агрегаты гораздо доступнее, а многие страны поощряют развитие ветряной энергии, и предлагают населению ряд льгот.
Недостатки ветровой энергии
Недостатками использования ветровая энергии являются: жалобы от местных жителей, что оборудование не имеет эстетической привлекательности и шумит. Медленно вращающиеся лопасти также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так часто, как это делают автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер - переменное явление, если он отсутствует, то нет и энергии.
Тем не менее, наблюдается значительный рост ветровой энергетики. С 2000 по 2015 год, совокупная мощность энергии ветра во всем мире увеличилась с 17000 МВт до более чем 430000 МВт. В 2015 году Китай обогнал ЕС по количеству установленного оборудования.
Эксперты дают прогнозы, что при сохранении таких темпов использования данного ресурса, к 2050 году, потребности мира в электрической энергии будут удовлетворены за счет ветровой энергии.
Гидроэнергия
Даже гидроэнергетика является производной от солнечной энергии. Это практически неисчерпаемый ресурс, который сосредоточен в водных потоках. Солнце испаряет воду, которая в дальнейшем, в виде осадков, выпадает на возвышенности, в следствии чего, наполняются реки, образовывая движение воды.
Гидроэнергетика, как отрасль преобразования энергии водных потоков в электрическую энергию, является современным и конкурентным источником получения энергии. Она производит 16% электричества мира и реализовывает его по конкурентным ценам. Гидроэнергетика доминирует в ряде как развитых, так и развивающихся стран.
Энергия приливов и отливов
Приливная энергия является одной из форм гидроэнергии, которая преобразовывает энергию приливов и отливов в электричество или другие полезные формы. Прилив создается благодаря гравитационному воздействию Солнца и Луны на Землю, вызывая движение морей. Поэтому приливная энергия является формой получения энергии из неисчерпаемых источников и может использоваться в двух формах:
Величина прилива
Величина прилива характеризуется разницей вертикального колебания между уровнем воды во время прилива и последующего отлива.
Для захвата прилива могут быть сконструированы специальные плотины или отстойники. Гидроагрегаты вырабатывают электроэнергию в плотинах, а также с помощью насосов перекачивают воду в водохранилища, чтобы снова вырабатывать энергию, когда приливы и отливы будут отсутствовать.
Приливное течение
Приливное течение представляет собой поток воды во время приливов и отливов. Устройства приливного течения стремятся извлекать энергию из этого кинетического движения воды.
Морские течения, создаваемые движением приливов часто усиливаются, когда вода вынуждена проходить через узкие каналы или вокруг мысов. Есть ряд мест, где приливное течение является высоким, и именно в этих областях можно получать наибольшее количество приливной энергии.
Энергия морских и океанических волн
Энергия морских и океанических волн отличается от энергии приливов и отливов, поскольку зависит от солнечной и ветровой энергии.
Когда ветер проходит над поверхностью воды, то часть энергии передает волнам. Выходная энергия зависит от скорости, высоты и длины волны, а также плотности воды.
Длинные и устойчивые волны, вероятно, образуются от штормов и экстремальных погодных условий далеко от берега. Сила бурь и их влияние на поверхности воды настолько сильна, что может вызвать волны на берегу другого полушария. Например, когда Япония была поражена массивным цунами в 2011 году, мощные волны достигли побережья Гавайских островов и даже пляжей штата Вашингтон.
Для того, чтобы преобразовать волны в необходимую энергию для человечества, необходимо отправиться туда, где волны самые большие. Успешное использование энергии волн в больших масштабах происходит лишь в нескольких регионах планеты, включая штаты Вашингтон, Орегон и Калифорния и других районы, расположенные вдоль западного побережья Северной Америки, а также берега Шотландии, Африки и Австралии. В этих местах волны достаточно сильные и энергию можно получать регулярно.
Полученная энергия волн может обеспечить потребности регионов, а в некоторых случаях и целых стран. Постоянная мощность волн означает, что выходная энергия никогда не прекращается. Оборудование, которое перерабатывает энергию волн также может хранить избыточную энергию, когда это необходимо. Эта накопленная энергия используется при перебоях в подаче электроэнергии и ее отключении.
Проблемы климатических и космических ресурсов
Не смотря на то, что климатические и космические ресурсы являются неисчерпаемыми, их качество может ухудшиться. Главной проблемой этих ресурсов считается глобальное потепление, которое вызывает ряд негативных последствий.
Средняя глобальная температура может увеличиться на 1.4-5.8º C к концу 21-го века. Хотя цифры кажутся небольшими, они могут вызвать значительные изменения климата. (Разница между глобальными температурами во время ледникового периода и периода отсутствия льдов составляет лишь около 5 ° С.) К тому же, повышение температуры может привести к изменению количества осадков и погодных условий. Потепление воды в океанах станет причиной более интенсивных и частых тропических штормов и ураганов. Также ожидается, что в следующем столетии уровень моря увеличится на 0,09 - 0,88 м, главным образом, в результате таяния ледников и расширение морской воды.
И, наконец, здоровье человека также поставлено на карту, поскольку глобальное изменение климата может привести к распространению некоторых заболеваний (таких, как малярия), затоплению крупных городов, высокому риску теплового удара, а также плохому качеству воздуха.