Géologie environnementale - Environmental geology

La géologie de l'environnement, comme l' hydrogéologie , est une science appliquée qui s'intéresse à l'application pratique des principes de la géologie à la résolution des problèmes environnementaux créés par l'homme. Il s'agit d'un domaine multidisciplinaire étroitement lié à la géologie de l'ingénieur et, dans une moindre mesure, à la géographie environnementale . Chacun de ces domaines implique l'étude de l'interaction de l'homme avec l' environnement géologique , y compris la biosphère , la lithosphère , l' hydrosphère et, dans une certaine mesure, l' atmosphère . En d'autres termes, la géologie environnementale est l'application d'informations géologiques pour résoudre des conflits, en minimisant une éventuelle dégradation environnementale défavorable ou en maximisant les conditions avantageuses possibles résultant de l'utilisation d'un environnement naturel et modifié. Avec une population mondiale et une industrialisation croissantes, l'environnement et les ressources naturelles sont soumis à de fortes pressions, ce qui les place au premier plan des problèmes mondiaux. La géologie environnementale est à la hausse avec ces problèmes à mesure que des solutions sont trouvées en l'utilisant.

Géologie de l'environnement en relation avec d'autres domaines

Hydrogéologie

L'hydrogéologie est le domaine de la géologie qui traite de la distribution et du mouvement des eaux souterraines dans le sol et les roches de la croûte terrestre . La géologie environnementale est appliquée dans ce domaine car des problèmes environnementaux sont créés dans la pollution des eaux souterraines due à l'exploitation minière, à l'agriculture et à d'autres activités humaines. La pollution est la dégradation des eaux souterraines par la chaleur, les bactéries ou les produits chimiques. Les plus grands contributeurs à la pollution des eaux souterraines sont les sources de surface telles que les engrais, les fuites d'égouts, les cours d'eau pollués et les déchets miniers/minéraux. La géologie environnementale aborde le problème de la pollution des eaux souterraines en créant des objectifs lors de la surveillance.

Ces objectifs comprennent :

  • déterminer la nature, l'étendue et le degré de contamination,
  • déterminer le mécanisme de propagation et les paramètres hydrologiques, afin que les contre-mesures appropriées puissent être prises,
  • détection et avertissement de mouvement dans les zones critiques,
  • évaluer l'efficacité des contre-mesures immédiates prises pour compenser les effets de la contamination,
  • l'enregistrement des données pour l'évaluation à long terme et la conformité aux normes, et
  • initier un suivi de la recherche pour valider et vérifier les modèles et les hypothèses sur lesquels reposent les contre-mesures immédiates.

La science du sol

La science du sol est l'étude du sol en tant que ressource naturelle à la surface de la terre. La géologie environnementale est appliquée dans ce domaine alors que les pédologues soulèvent des préoccupations concernant la préservation des sols et les terres arables avec l'augmentation de la population mondiale, l'augmentation de la consommation alimentaire par habitant et la dégradation des terres . Ces problèmes environnementaux sont attaqués et réduits avec la géologie environnementale en utilisant des études de sol. Ces enquêtes évaluent les propriétés des sols et sont utiles à l'aménagement du territoire rural et urbain, notamment en termes d'agriculture et de foresterie. Les études de sols sont des éléments essentiels de la planification et de la cartographie de l'utilisation des terres, car elles donnent un aperçu de l'utilisation des terres agricoles. Les études de sol fournissent des informations sur les systèmes de culture et la gestion des sols optimaux afin de réduire la dégradation des terres et l'agriculture fournit son rendement optimal pour la consommation alimentaire croissante par habitant.

Les enquêtes d'étude des sols comprennent :

  • érodabilité du sol,
  • profondeur du sol,
  • raideur de la pente,
  • potentiel de rétrécissement-gonflement,
  • fréquence des affleurements rocheux,
  • possibilité de salinisation
  • réponse de l'usine d'engrais, et
  • essais de variétés végétales.

Focus

La géologie environnementale comprend

La géologie environnementale est souvent appliquée à certains problèmes environnementaux bien connus, notamment la croissance démographique, l'exploitation minière, la diminution des ressources et l'utilisation des terres à l'échelle mondiale.

Exploitation minière

Depuis l'âge de pierre, lorsque les humains ont commencé à extraire le silex, les humains ont été dépendants de l'exploitation minière et la dépendance aux minéraux continue d'augmenter à mesure que la société évolue. Un inconvénient de l'exploitation minière est qu'elle est limitée aux endroits où les minéraux sont présents et économiquement viables. La durée de l'exploitation minière est également limitée car les ressources minérales sont limitées. Ainsi, lorsqu'un gisement est épuisé, l'exploitation minière dans cette zone prend fin. Bien que les activités minières et minérales modernes utilisent de nombreux moyens pour diminuer et réduire les impacts environnementaux négatifs, des rejets accidentels se produisent et les pratiques d'atténuation et de prévention appropriées n'étaient pas courantes dans les pratiques historiques. Des métaux potentiellement délétères, d'autres constituants du gisement et des produits chimiques ou sous-produits de traitement des minéraux peuvent être, et ont été, introduits dans l'environnement en raison de ces situations. Certains impacts environnementaux courants de l'exploitation minière sont le déplacement de roches dû à l'exploitation minière qui peut causer de la poussière qui rejette de fines particules dans les eaux de surface, la dégradation du paysage local et les grandes quantités de déchets, dont certains sont chimiquement réactifs. En fin de compte, l'impact de l'exploitation minière sur l'environnement est déterminé par de nombreux facteurs tels que la taille de l'exploitation et le type d'exploitation minière. La géologie environnementale a réduit les impacts environnementaux négatifs de l'exploitation minière, car elle a été utilisée dans les litiges liés à l'exploitation minière. C'est maintenant que la loi après l'arrêt de l'exploitation minière, le site doit subir une réhabilitation. Avant toute exploitation minière, une évaluation est également nécessaire pour analyser l'impact environnemental. Une autre mesure prise est qu'un programme de gestion environnementale doit être produit pour montrer comment la mine fonctionnera. L'aménagement du territoire est un aspect important pour décider si un site convient à l'exploitation minière, mais en fin de compte, une certaine dégradation de l'environnement est inévitable. La géologie environnementale a réduit et continue de réduire la quantité d'effets négatifs que l'exploitation minière a sur l'environnement naturel.

Recyclage

Les ressources non renouvelables ne sont qu'un type de ressources, les deux autres étant potentiellement renouvelables et perpétuelles . Les ressources non renouvelables, telles que les combustibles fossiles et les métaux , ne peuvent pas être reconstituées à l'échelle d'une vie humaine, mais s'épuisent à un rythme élevé. Cela crée un problème car le monde a développé la technologie pour exploiter ces ressources, de sorte qu'elles sont des ressources si importantes dans de nombreuses sociétés. Certains rôles importants de ces ressources non renouvelables consistent à chauffer les maisons, à alimenter les voitures et à construire des infrastructures. La géologie environnementale a été utilisée pour aborder cette question avec le développement durable du recyclage et de la réutilisation. Le recyclage et la réutilisation gèrent les ressources car ils les utilisent autant que possible. Ils gèrent également l'élimination des déchets industriels et domestiques car ils réduisent la quantité de déchets rejetés dans l'environnement mondial. Le recyclage est le processus de collecte des matériaux et produits de consommation et industriels recyclables, puis de leur tri afin qu'ils puissent être transformés en matières premières dans le but d'utiliser ensuite les matières premières pour créer de nouveaux produits. Le recyclage et la réutilisation peuvent se faire aussi bien à l'échelle individuelle qu'à l'échelle industrielle.

La réutilisation et le recyclage comprennent :

  • compostage : la décomposition biologique des déchets organiques du jardin et des aliments afin de les utiliser comme amendement du sol,
  • upcycling : augmenter la valeur et la qualité des matériaux et des produits grâce au processus de recyclage,
  • freecycling : donner ou obtenir des articles gratuits des autres avant d'acheter de nouveaux
  • écologie industrielle : démantèlement d'artefacts massifs pour devenir des intrants pour de nouveaux procédés

L'approche de la géologie environnementale face au déclin des ressources non renouvelables ainsi qu'à de grandes quantités de déchets polluant la terre a été de réduire l'utilisation et de recycler lorsque cela est possible.

L'utilisation des terres

Ceci est un exemple de carte simple d'utilisation des terres. Cela montre l'utilisation des terres de West Newton dans le sud-est du Minnesota le long du fleuve Mississippi en avril 2021.

La planification de l' utilisation des terres est importante pour réduire le risque de catastrophes naturelles sur les humains et leurs infrastructures, mais surtout pour réduire l'impact négatif de l'homme sur l'environnement naturel. La terre, l'eau, l'air, les matériaux et l'utilisation de l'énergie sont tous gravement touchés par les établissements humains et la production de ressources. De nouveaux sites doivent être trouvés pour l'exploitation minière, l'élimination des déchets et les sites industriels car ils font tous partie d'une société industrielle. Les sites appropriés sont souvent difficiles à trouver et à obtenir une approbation car il faut montrer qu'ils ont des barrières afin d'empêcher les contaminants de pénétrer dans l'environnement.

L'étude de site dans l' aménagement du territoire comprend souvent au moins deux phases, une étude d'orientation et une étude détaillée. Les informations d'une enquête d'orientation sont obtenues à travers des cartes et d'autres données archivées. Les informations d'une enquête détaillée sont obtenues grâce à une enquête de reconnaissance sur le terrain et en examinant l'utilisation historique des terres.

L'enquête d'orientation comprend :

  • la topographie , l'utilisation des terres et la végétation, les établissements humains, les routes et les voies ferrées,
  • climat : précipitations, température, évapotranspiration, direction et vitesse du vent, ainsi que la fréquence des vents forts,
  • conditions hydrologiques et hydrogéologiques : cours d'eau, lacs et étangs, sources, puits, utilisation et qualité des eaux de surface et souterraines, ruissellement, bilan hydrique, propriétés et stratigraphie des aquifères/aquifères, nappe phréatique, recharge et décharge des eaux souterraines ,
  • géologie : sol, structures géologiques, stratigraphie et lithologie,
  • aspects écologiques : par exemple, réserves naturelles, géotopes protégés, zones de protection des eaux.

L'enquête détaillée comprend :

  • géologie : épaisseur et étendue latérale des strates et unités géologiques, lithologie, homogénéité et hétérogénéité, conditions de stratification et structures tectoniques, fractures, impact des intempéries,
  • eaux souterraines : nappe phréatique, teneur en eau, direction et débit d'écoulement des eaux souterraines, conductivité hydraulique, valeur de l'aquifère,
  • caractérisation géochimique du site : composition chimique du sol, des roches et des eaux souterraines, estimation de la rétention de contamination,
  • stabilité géotechnique : La barrière géologique doit être capable d'absorber les contraintes du poids d'une décharge, d'un terril ou d'un bâtiment industriel.
  • événements géogéniques : failles actives, karst, tremblements de terre, affaissements, glissements de terrain,
  • activités anthropiques : dommages miniers, bâtiments, carrières, gravières, etc., et
  • changements dans la qualité des sols et des eaux souterraines

La géologie environnementale comprend à la fois la minitorisation et la planification de l'utilisation des terres. Les cartes d'utilisation des terres sont faites pour représenter l'utilisation actuelle des terres ainsi que les utilisations futures possibles. Des cartes des terres comme celle illustrée peuvent être utilisées pour réduire le risque d'établissement humain dans les zones présentant des risques naturels potentiels tels que les inondations, l'instabilité géologique, les incendies de forêt, etc. Sur la carte des terres illustrée, on peut voir qu'il y a une marge d'arbres et végétation entre les colonies et le fleuve Mississippi afin de réduire le risque de dommages causés par les inondations lorsque les niveaux d'eau du fleuve Mississippi changent.

Lectures complémentaires

Certains livres et revues à comité de lecture dans le domaine sont:

  • Sciences de la Terre environnementale ( ISSN 1866-6280), anciennement Géologie de l'environnement ( ISSN 0943-0105),
  • Géologie de l'environnement (ISBN 9781493987870), et
  • Recherches en géologie environnementale (ISBN 9780131420649)

Voir également

Les références

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  11. ^ LaMoreaux, James (2019). Géologie de l'environnement . New York, NY : Springer. ISBN 9781493987870.
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Liens externes


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