Курсовая работа по инженерной геологии на тему Происхождение и развитие океанов

Введение

Если всерьез задуматься над вопросом о том, что мы на самом деле знаем о Мировом океане, то окажется, что на 95 процентов водный мир все еще остается неисследованным. Мы обладаем гораздо более точными дан-ными о поверхности Луны, Марса и Меркурия, чем о водной оболочке нашей собственной планеты. Острая нехватка различных структурных карт Мирового океана создает серьезный барьер для развития науки и бизнеса, мешает созданию эффективных мер по улучшению экологии и поддержке водной экосистемы.
Специалисты считают, что «первичная задача сейчас - до 2030-го года наполнить базу данных о дне Мирового океана, собрать новую и актуализи-ровать устаревшую информацию. В первую очередь, это необходимо для то-го, чтобы наиболее эффективно подходить к прогнозированию хозяйствен-ной деятельности, понимать, что в целом творится на планете».
Вышеизложенное обусловило актуальность выбранной темы.
Целью курсовой работы является изучение происхождения и развития океанов.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить ряд задач, таких как:
 рассмотреть исследование мирового океана как путь устойчивого развития;
 охарактеризовать особенности освоения ресурсов мирового океана;
 проанализировать перспективы подводной добычи золота и других стратегических металлов в недрах океанов.
Объектом исследования является мировой океан, предметом – его гео-логические особенности в рамках развития.
Структура работы обусловлена целью и задачами исследования. Кур-совая работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использо-ванных источников.

1. Теоретические аспекты происхождения и развития мирового океа-на

1.1 Исследование мирового океана как путь устойчивого развития
Во многом возросший интерес стран и корпораций к разработкам технологий картирования, позволяющим более детально исследовать океан, обусловлено коммерческими факторами. Мировой океан - это не только сре-да обитания многих биологических видов и транспортный хаб, но и место скопления огромного объема различных ресурсов, в том числе «топлива бу-дущего» - газогидратов. Их запасы вдвое превышают общемировые запасы всех традиционных видов топлива - угля, нефти и природного газа. Несмот-ря на то, что на данный момент их добыча нерентабельна, при дальнейшем развитии технологий они вполне способны стать более выгодной заменой: так, из одного кубометра гидрата можно получить около 160 кубометров метана.
Мировой океан богат и рудными минеральными ресурсами, в том числе редкоземельными металлами. По сравнению с сушей, в нем содержится в шесть раз больше никеля, в десятки раз - кобальта, в два раза - марганца. Запасы меди составляют 80% прогнозных ресурсов на суше. Важная особен-ность глубоководных руд - это высокое процентное содержание металлов, равное или в разы превосходящее показатели наземных месторождений.
Россия - один из пионеров по разведке глубоководных ресурсов, и владеет лицензиями Международного органа по морскому дну на добычу сразу трех их видов - железомарганцевых конкреций (ЖМК), глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС) и кобальтоносных железомарганцевых корок (КМК). «Обязательства по этим контрактам включают в себя целый цикл работ от геологоразведки до выхода на промышленную добычу. Это очень перспективный рынок, так как в таких конкрециях содержится ано-мальная концентрация всей таблицы Менделеева.
Сейчас на редкоземельные металлы очень высокий спрос, и даже с учетом высокой себестоимости технологий добычи на первых этапах, это бу-дет намного рентабельнее, чем добывать на суше.
Однако более серьезно рассматривать возможности по коммерческо-му освоению этих богатых ресурсов нецелесообразно до тех пор, пока не по-явится понимание того, как устроено дно Мирового океана и функционирует его экосистема в целом. Сбор точной информации и создание глобальной си-стемы мониторинга актуальных данных - первый шаг на пути к этому.
Один из самых перспективных векторов развития - создание цифро-вых двойников водных массивов. Используя такие модели, можно отслежи-вать изменения рельефа, прогнозировать экологическую ситуацию и связан-ные с ней риски для рыболовства или транспорта, оценивать объем течений, их температуру, как они взаимодействуют друг с другом.
Помимо глобальных моделей, можно также создавать двойников бо-лее мелких объектов - например, систем река-море. На практике такие реше-ния улучшат понимание логистических процессов, хозяйственного оборота рыбаков и организаций, занимающихся добычей полезных ископаемых, поз-волят предотвратить техногенные катастрофы. К примеру, обладая данными о температуре в течениях, можно определить оптимальное место для разме-щения акваферм, зная ветровую нагрузку - где лучше поставить энергетиче-ские установки.
Неудивительно, что энергетические, минеральные и биологические ре-сурсы Мирового океана были признаны определяющим фактором в дости-жении целей в области устойчивого развития человечества, сформулирован-ных ООН в 2015 году. Ликвидация нищеты и голода, повышение качества здравоохранения и общего благополучия, получение чистой энергии, под-держка экономического роста, ответственное потребление, борьба с измене-ниями климата и сохранение морских экосистем - решение этих амбициозных задач тесно связано с исследованием океана.
Наука не стоит на месте, и современные технологии начинают посте-пенно открывать новые возможности по более высокоточному измерению и отслеживанию динамики водной экосистемы. Если в 1950-1960 годах точ-ность измерений глубины моря определялась метрами, к 1980-1990 годам удалось добиться полуметровых систем разрешения. Сейчас стандартное разрешение измеряется в дециметрах, но есть и решения, которые позволяют получать сантиметровую точность.
Самым важным направлением работы на данный момент стало созда-ние аналитических систем на базе искусственного интеллекта и роботизиро-ванных аппаратов, способных заниматься сбором и передачей данных в ав-тономном режиме.
Такие масштабные задачи, сформулированные международным со-обществом, могут быть решены с помощью технологий, уже успешно приме-няемых в других отраслях, полагает директор по развитию и индустриаль-ным партнерам ИТ-кластера Фонда «Сколково» Сергей Дутов. Для этого в июле Фонд «Сколково» запустил международную программу инновацион-ных проектов «Глобальный Вызов - Искусственный интеллект для Целей устойчивого развития». Программа призвана простимулировать спрос на решения российских стартапов в области искусственного интеллекта.
Большие данные и искусственный интеллект - базовые технологии для двух ключевых на данный момент тенденций в морском транспорте: е-Навигации и автономного судовождения. По оценкам Виктора Олерского, их применение должно существенно изменить модель работы отрасли, повысить ее безопасность, предсказуемость и одновременно снизить затраты, связан-ные с задержками в формальных процедурах, человеческими ошибками, непосредственно сократить затраты на эксплуатацию судов.
Флагманским в области масштабных исследований океана стал проект Nippon Foundation и программы международного сотрудничества «Гене-ральная батиметрическая карта океанов» (GEBCO) под эгидой ООН Seabed-2030, целью которого стало составление полной базы данных о Мировом океане - в том числе при помощи беспилотных плавательных аппаратов. На сегодняшний день удалось получить измерения пятой части морского дна - существенное увеличение по сравнению с пятью процентами, доступными до старта проекта. О планах по созданию автоматизированной подводной базы, оснащенной ИИ и роботами для изучения морского дна, в 2018 году объ-явил и Китай.
Перспективным российским проектом в этой области стал МПАК-3D - мобильный комплекс картирования морского дна на шельфе, разработанный в рамках «дорожной карты» Маринет НТИ. В решение интегрировано сразу несколько базовых технологий трехмерной морской геофизической развед-ки: параметрическая гидроакустика, электроразведка и сейсморазведка, тех-нологии онлайн-обработки больших данных и построения моделей дна.
Среди основных барьеров стоит выделить особенности прав соб-ственности на информацию, то есть, кто будет ею владеть и распоряжаться, а также стоимость ее получения. На практике самой сложной задачей станет не разделение данных между военными и гражданскими нуждами и не опреде-ление их законного владельца, а создание единого центра для постановки за-дач и хранения информации.
Помимо бюрократических препятствий, существуют и проблемы про-изводственного характера, свойственные не только судостроению, но и мно-гим другим высокотехнологическим отраслям - космической, авиастроению и так далее. Речь идет о высоком пороге входа на рынок и долгом пути от разработки до эксплуатации.
Чтобы решение начало эффективно работать, оно должно быть уста-новлено на судно, а для этого - заранее спроектировано. Процесс от проек-тировки до закладки, испытания и вывода в эксплуатацию занимает очень много времени.
Еще одной пока не решенной задачей отрасли остается рентабель-ность. Можно сколько угодно говорить о глобальных целях устойчивого развития, общечеловеческом благополучии и других радужных перспекти-вах, но факт остается фактом: основная доля затрат на внедрение и эксплуа-тацию таких картографических решений ложится на владельцев судов и предпринимателей. Если принять во внимание еще и низкий уровень освеще-ния темы морских инноваций, то осторожное отношение бизнеса к передо-вым технологиям