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全球资源系统有哪些 全球资源还能用多久
更新时间:2024-05-16 19:23:49

  导语:全球资源系统有哪些?全球资源系统是由各种不同类型的资源组成的,包括自然资源、人力资源、金融资源等,而且这些资源相互交织、相互作用,构成了一个庞大而复杂的网络,下面就一起去看看全球资源还能用多久吧!

  全球资源系统有哪些

  地表的岩石圈及其表层经风化而成的次生圈层土壤圈,与地球外部圈层(大气圈、水圈、生物圈)构成地球表层的自然世界,是人类世界赖以生存和发展的物质基础。

  一、全球资源系统与地球圈层

  组成全球资源系统的岩石、土壤、空气、水和有机界等诸要素,作为统一的整体寓于地球各个圈层之中。每一要素并不是彼此孤立、静止地存在着,而是在发展变化着,并且它们相互渗透、相互影响和相互制约,同处于复杂的自然世界中。全球资源系统与地球圈层的相互关系有以下特征:

  第一,岩石圈、水圈、大气圈和生物圈等是资源系统的载体或成分,各圈层互相连接、迭加、耦合,构成统一的、不可分割的自然资源体系。如生物资源就是一个最好的例证,它寓于岩石圈(主要是土壤圈)、水圈和大气圈之中,与土地、水、大气、海洋等资源密切相关。

  第二,资源系统对地球圈层可以产生巨大作用。生物圈中生物活动使岩石圈、水圈和大气圈发生变化。岩石圈上层的土壤的发育必须有生物的活动。地壳中的石灰岩软泥和矽土都是各种动物的骨骼形成的。水圈中,生物活动改变了水体的化学成分。植物的光合作用改变了大气的成分。从生物圈中进化、分离出来的人类圈,由于其活动的能量不断增强,范围不断扩大,对地球圈层的影响更为重要。在工业发达的今天,工业废水、废气污染了大气、水圈和土壤。例如工业废气二氧化碳不断增加,将导致全球的平均气温增高,气温过分升高还会导致水体释放溶解其中的二氧化碳;大气中二氧化碳含量大幅度增加又会增强大气的温室效应,使气候向不适于生物生存的方向发展。因此,保护全球环境已成为人类不可忽视的问题。

  第三,地球圈对资源系统也会产生巨大作用。例如岩石圈板块的构造运动,不仅可以引起火山爆发、岩浆活动和矿产资源的形成,而且还会使已形成的矿产资源遭受破坏、触发或引起地震等自然灾害。又如近几十年来,极地地区大气环流加强,较暧气团流向高纬度地带,使两极气温变暧,冰雪融化,一些地方被海水淹没。大气圈、水圈的改变,促使生活在一定环境的生物,为了适应新的生存条件而发生变化。

  总之,地球的各个圈层都有它自己的独特性,而它们与全球资源系统之间又彼此相互影响,相互制约的,显示着物质的辩证发展过程。我们研究地球圈层与全球资源系统的相互关系,从而认识全球自然资源态势,了解自然环境及其发展规律,保护资源和环境,进一步改造自然,造福人类。下面分别阐述地球各个圈层与各种自然资源的关系。

  二、岩石圈与矿产、土地资源

  目前,关于地球内部结构的认识,主要来自对地震波的研究。人们测知地震波传播速度在地球内部呈现有规律的变化,据此将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层,其中地壳和地幔上部(软流层以上)都是,由固体岩石组成的,合称岩石圈。

  岩石圈中地壳蕴藏有90多种自然存在的化学元素,其中氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁等8种元素的含量,约占地壳总重量的97.13%,其余几十种元素的总含量不足3%。地壳中含量最多的元素是氧,约占地壳总含量的一半,其次是硅,占1/4强;上地幔的物质成分为铁镁质硅酸盐类。正是由于地壳中存在着丰富的化学物质,才构成了地球中丰富多样的矿产资源。

  然而,矿产资源的形成更是与岩石圈中地壳运动密切相关的。关于地壳运动的假说,众说纷纭。最为盛行的是1968年勒皮顺提出的地壳构造的板块学说。它认为,地球的岩石圈不是一块整体,而是被一些构造带(如海岭、海沟等)分割成许多单元,称之为板块。全球岩石圈分为六大板块:欧亚板块、非洲板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块和南极洲板块。大板块又可以划分为若干小板块。由于岩石圈板块构造的运动,导致地壳中成矿物质的富集,或地幔中的成矿物质沿着有利构造上移到地壳中富集成矿。在岛弧形板块俯冲带或地壳缝合线附近,如环太平洋成矿带(自南美洲南端起,沿南北美州西缘经安迪斯、科迪勒拉、阿拉斯加,进入原苏联亚洲部分的东北地区和日本群岛、我国台湾及东南沿河、菲律宾、巴布亚——新几内亚至新西兰,延长达万多公里)广泛分布有铜、铅、锌、金、银、锡、铋、铬、镍、铂族等矿产;在岛弧和大陆之间的边缘海(如西太平洋的白令海、鄂霍次克海、日本海,我国的东海、黄海和南海等),蕴藏着丰富的锰矿、石油、天然气和盐类矿产资源;在地缝合线型板块俯冲带,如我国西藏雅鲁藏布江河谷带,分布有铁、铬等矿产;在增长型板块,如东非裂谷、莱因裂谷和红海裂谷,有大量的镍、钴、铜、铁、锰及海底金属泥和热卤水资源;此外,在板块内部,如印度德干高原、西伯利亚等,也大量分布有层状或层控型铜、铅、锌等矿产资源。由此可知,岩石圈不仅是成矿物质的母体,还是矿产资源的载体和促使矿产形成的重要的影响因素。

  岩石圈中矿产资源是有限的、不可再生的资源。矿产资源查明储量有限,但矿物是无限的,矿物是地壳中各种地质作用的自然产物,现已知的矿物大约有3000多种,但目前能被利用的只有200多种,组成地壳岩石的主要矿物仅有20—30种,矿石是含有有用组份的岩石的集合体,并在现代经济和技术条件下,回收利用,带来效益。土地资源是地壳表面一定范围内,由气候的地貌、岩石、土壤、植被、水文和人类活动等自然,人文要素共同作用形成的自然历史综合体。在5.1亿平方公里的地球表面,70%以上是海洋,29%是陆地,总面积不到1.5亿平方公里按植被划分,陆地的20%是沙漠和干旱,20%是不宜开垦的山地,10%是因地不好,作物不能生长的土地,只有30%左右可以作为耕地。

  海洋

  三、水圈与水资源

  地球上海洋和陆地水体共同构成了水圈,其中海洋面积361×1016平方公里,平均厚度3.8公里,体积137×1017立方米,占整个地球体积的0.0127%;质量是141×1016吨,占整个地球的0.024%;平均密度为1.03克/厘米3.是地球平均密度的18.66%。

  水圈的主要水体是海洋。全球海洋面积约为3.9亿平方公里,占地球总面积的70.8%、海洋中的海水总体积约13.3亿立方公里,占地球总水量的97.3%。陆地上也广泛分布着湖泊、河流、沼泽和地下水,这些陆地水体合计有0.378亿立方公里,占全球总水量的2.7%。其中淡水湖12.5万立方公里,占总水量的0.009%;咸水湖10.4万立方公里,占0.008%;河流0.13万立方公里,占0.0001%;土壤及岩石中水分约6.7万立方公里,占0.005%;深4000米范围内的地下水约835万立方公里,占0.61%;此外,地球上分布在极地、大陆冰川和高山冰川固态水,总共约有3000余万立方公里,占2.14%。空气中水仅有1.2万立方公里。水圈在改变地球表层面貌的过程中起着重要的不容忽视的作用。

  水圈中的水资源是人类和生物圈的生命线,它哺育着人类社会的灿烂文化。与人类关系最为密切的是淡水资源。全球淡水总量35029万亿立方米,只占全球水量2.53%,但冰川和永久覆盖又占了其中的68.7%,地下淡水则占30.1%,其它如河、湖中的只有淡水总量的1.2%或全球水量的0.03%。

  人类生产和生活的一切淡水资源都是直接或间接来自天然降水。据联合国统计资料,全球多年平均年降水深为1130毫米,全部陆面上平均年降水深为800毫米;全部陆面上多年平均河川年径流量为47亿立方米,折合径流深为315毫米;年河水径流量约为河网水静态储量2.12万亿立方米的22倍。

  全球水资源分布是不均匀的,这与降水不均匀分布有关。在热带、副热带的洋面地区(如亚列逊河流域、几内亚湾沿岸和印度一带),海洋气流盛行,海水蒸发量大,一般多雨:而干旱少雨的中亚、西亚及撒哈拉地带则是海洋气流难以到达之地。

  在占据地球表面积的2/3的广阔海洋中,蕴藏着丰富的自然资源。海水是地球上最大的液体矿藏,其中含有近80种元素,若把这些元素提取出来堆积于陆地表面,其平均厚度可达1500米。工业上用途广泛的食盐,主要来自海洋。按海水平均盐度3.5%计,每4.166立方公里海水里含盐1.66亿吨。从海水中提取的盐,除5%供食用外,其余可用来制作14000多种产品。

  海洋也是一个食物、药物与工业原料的庞大来源。据统计,世界海洋中有500亿吨浮游植物,50亿吨浮游动物,5亿吨小鱼和5000万吨大鱼。其中鱼类达25000多种,软体动物8万多种,甲壳类2万种。此外,海洋动力资源和海底矿产资也十分丰富。据科学家计算,地球海洋中海浪蕴藏有电能高达90万亿千瓦小时。海底锰结核总储量约有3万亿吨,每获得100万吨锰结核,1年就能生产27万吨锰,16000吨镍,13000吨铜和2800吨钴;仅在“大西洋—Ⅱ号”盆地中,含贵重金属的软泥储量就近8000万吨左右;在现代陆架中发现的磷钙矿,总储量估计可达3000亿吨之巨,海底煤矿、铁矿、硫磺、盐矿、砂矿、石油等开发潜力均十分巨大。

  四、大气圈与气候资源

  地球表层外围有一层薄薄的气体,被称为大气圈。其主要成分是氮气、氧气、二氧化碳、水蒸汽及一些惰性气体,平均厚度约15公里,质量约有5700万亿吨。地球大气圈在地面以上高达1000—3000公里。离地面越高,空气越稀薄。在不同高度上,大气的成分、密度和湿度不同。大气圈从下往上,又可分为几个同心层:①对流层:紧接地面,是大气圈最下层,是风、云、雨、雹等天气现象的活动场所。对流层高度各地不一,两极地区平均高8—9公里,赤道地区17—18公里,中纬度地区10—12公里。其质量占大气圈质量的70—80%左右。对流层能量来源于地面幅射,其温度由下而上几乎直线递减,大约平均每上升100米温度下降0.5—0.6℃。②平流层:约在地面以上10—82公里高度范围内。此层内气流较平稳,大气密度比对流层稀薄得多,水蒸汽和尘埃含量都很少,所以这里无云、雨,空气只作水平流动。在离地面15—35公里的高度上,有大量臭氧积集(占臭氧层大气总质量的60%)。由于臭氧对紫外线有强烈吸收作用,所以起着保护生物圈不受紫外线破坏或杀伤的作用。③电离层:位于离地面以上82公里至1000—1300公里高度之间。此层空气成分因受太阳紫外线和其它天体射线的影响与冲击,空气分子已被电离(离子化)而有导电性。电离层又可分为D层、E层、F层、G层,它们的高度和电离程度变化很大,温度较高,而且温度昼夜变化明显。④等离子层和磁层:位于电离层之上,主要的粒子是质子和电子,其分布取决于磁场和太阳风。

  大气圈对地球演变有重要作用。没有大气圈,就及有水,也就不可能有生命的出现。大气改变了到达地球的太阳幅射能、保存地面的热量、调节热量和水的分布、保护生物圈不受紫外线的伤害以及防御陨星对地面的撞击。

  大气圈中气候资源复杂多样,开发利用的潜力很大。大气圈中太阳能每秒达3.8×1026焦耳,接近于烧掉115亿吨煤所产生的热量,其中能到达地面上的太阳能高达80万亿万瓦,19每年达1.1×1012百万千瓦小时,相当于目前世界各类商业性能源生产量的20000倍。地球风力资源潜力很大,估计每年有65万亿千瓦小时。

  地球上的气候资源是一种重要的再生资源,它并不是以一种具体的物质财富一样贮存在自然界,而是可以充分利用,永不枯竭的自然资源。五、生物圈与生物资源生物圈是地球上有生命物质和生物活动的圈层。它是一切生命的世界,也是人类生存、发展和进化的场所。在地球表面、水圈以及岩石圈中到处都有生物存在,它占领了海洋、陆地和低层大气的每一个角落。可以说,生物圈是水、大气和地壳3个圈层长期交流的结果,它参与了岩石圈、大气圈和水圈的改造,促进了地球的发展,使得整个地球万象更新。

  现今地球生物圈是经历了38亿年的漫长岁月逐步形成的。生物圈中大量的生物主要集中在地面向上100米到水平下100米之间,活动范围在大气圈的下层(对流层)、水圈和岩石圈的上部以及土壤里,上限达对流层顶部,下限达地下4—5公里处。据统计,现今生物圈中,有100多万种动物和30多万种植物,10多万种微生物,从岩层中发掘出来的生物化石也有20多万种,还有许多未被发现的生物,由它们组成一个瑰丽多彩的生物世界。

  就目前所知,生物圈是太阳系中地球所特有的圈层,它是一切生物生存的场所。由于太阳能不断地向地球辐射,促使生物圈内生物与非生物之间,不停顿地进行物质和能量的交换,形成了大气圈的大气环流、水圈的水循环和生物圈的生物演替。

  地球

  在地球生物圈中,除了人类这种有高度智慧和创造力的生物外,其它生物资源数量庞大、种类繁多、形状怪诞纷呈。森林是生物圈的基本成员之一,是物质循环和能量转移的重要杠杆,是最丰富的物种基因库,是为人类提供木材、能源等的重要资源,是涵养水分、固沙防风、降低微尘、净化环境的“生物功臣”。据1980年统计,全球共有约40亿公顷森林,人均14亩,覆盖着陆地面积近1/3.其中约有43%的森林资源分布在热带地区,属于亚、非和美洲的热带森林就达19.5亿公顷。温带地区有森林20.5亿公顷,大多集中在北美、欧州、原苏联等国家。全球森林的蓄积量约3100亿立方米,人均60.2立方米,其中南美州最多,人均约500立方米。而亚州最少,人均不足20立方米。地球上所有的生物,有一半以上栖息在森林之中,单是带雨林中,就有400万个物种。热带森林为人类提供了1/4的药物原料,尚有1400种植物对医治癌症具有潜在疗效。

  生物圈中海洋生物资源更是十分丰富的。海洋鱼类资源是食物蛋白的主要来源。预计世界海洋年捕鱼量的总潜力在2.6亿吨至6亿吨之间,潜在捕获量每年可达11800万吨产量,而目前世界渔获量仅为此数的一半左右。

  在25000多种海洋鱼类中,如今世界范围内作为捕捞对象的大致有200种,其中年产在5万吨以下的有143种,年产5万—55万吨的有41种,年产50—100万吨的有10种,年产100万吨的只有6种。

  除鱼类以外,海洋中软体动物种类繁多,约有8万种,已开发利用的只是其中极少数的量大面广而经济价值较高的种类,如头足类中鱿鱼、乌贼、章鱼等;瓣鳃类中牡蛎、贻贝、蛤、蚶等。海洋甲壳类共有2万种,已开发利用的主要是其中个体较大的少数种类,如十足目的虾类和蟹类,如对虾属种类、勘察加蟹等。别的海洋动物如海胆、海参等在世界上也有一定产量。海洋植物中,产量较大的主要是褐藻和红藻类。褐藻类的海带由养殖得到的产量占有很大比例。

  六、太阳与能源

  全球能源的初始来源有3个,其中最主要的是太阳能,即照射在地球上的太阳光能,其次是地热能,再次是太阳系中行星运行的动能。太阳光能占全球资源系统能源总量的99.98%。

  太阳是一个巨大的火球,其质量为1.989×1027吨,是地球质量的333400倍,等于9大行星总质量的745倍。太阳辐射总功率为3.83×1026焦耳/秒,中心温度约1.5×107k。

  地球所截获的阳光总能流为每年相当于1780000亿吨标准煤的发热量,其中一部分太阳辐射在通过大气途中被散射,一部分被吸收。进入地球的太阳辐射,约有30%经云层、土粒和地面反射又离开地球,约70%被吸收。地球每年吸收的辐射能有将近830000亿吨标准煤的热量,形成空气和水的显热,410000亿吨标准煤的热能为海洋和潮湿地表蒸发的潜能①。这些大气中的水汽的潜热是在冷凝时最后释放出来的。被吸收的太阳能,最终以红外辐射的形式离开地球。风能、水能、波浪能和洋流的动能,均来自太阳能。太阳能有一部分通过光合作用变成生物质能,每年均有1000亿吨标准煤的能量。储存在生物中的能量约有1%被人类和动物作为食物消耗。煤、石油、天然气等化石能源是在地质历史上古代植物光合作用储存的生物能通过食物链一部分被动物吸收,一部分仍在植物体中,在地质作用下,动植物埋藏在地下,在高热高压作用下生成化石能源。

  地球上第二种初始能源是地热能,它是地球内部的固有热能,是火山、温泉、地震和地壳运动的能量源泉,它每年约有350亿吨标准煤的热量,通过热传导从地壳(地球岩石圈)进入大气和海洋,其中只有1%来自火山活动和地热田,通过对流作用产生出高于周围环境的温差。全球地热资源主要分布在板块构造边缘地带——环太平洋带和地中海——喜马拉雅地带。

  地球上的第三种初始能源来自是太阳系的运行,特别是距地球最近的行星,海水涨落产生的潮汐能,每年约有30亿吨标准煤的能量,其中技术上可以利用只有0.4亿吨标准煤的能量。

  全球资源还能用多久

  化石能源:如煤炭、石油和天然气等是有限的资源。全球煤炭预计还可以用30年,石油可以用40多年,天然气可以用60年左右。然而,也有石油专家推算地球上的石油只够使用40~50年,而美国康奈尔大学的天文学家托马斯·戈尔德教授则提出新学说,认为距石油枯竭还有500年。

  矿产资源:各种矿产资源的可使用时间也不尽相同。例如,金刚石的可采储量预计还可以开采6年,银为16年,金为18年,而锌和石墨等则预计可以开采22年左右。到2020年,地球上的大多数矿产资源包括铜、铝、锡、锌、金、银等都将被开采完毕。

  此外,像水、土壤和森林等可再生资源,在理论上可以不断再生和利用,但实际上它们的再生速度和利用方式也会受到自然和人为因素的影响。

  总的来说,地球上的资源使用时间取决于多种因素的综合作用。为了延长资源的使用寿命,需要采取措施来减少资源的消耗、提高资源的利用效率、推动可再生资源的开发和利用,并制定合理的政策来规范资源的开采和利用行为。

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