Войцеховский А. И. В 65 Загадки Бермудского треугольника и аномальных зон
жүктеу/скачать 1.58 Mb.
|
| Глава V
ЧТО МЫ ЗНАЕМ О НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ КОСМИЧЕСКАЯ "ПРОПИСКА" ЗЕМЛИ Мы живем на одной из планет Солнечной системы, которая представляет собой сравнительно небольшую совокупность небесных тел в одном из уголков необъятного звездного мира. Многие звезды, подобные нашему Солнцу, образуют галактику Млечного Пути. В свою очередь, спиральная галактика Млечного Пути - одна из множества галактик разной формы, существующих во Вселенной. Она включает в себя более 100 миллиардов звезд.
мы наблюдаем ее край как бы из середины, Млечный Путь кажется нам не спиральным скоплением звезд, а сплошной дугообразной полосой, пересекающей ночное небо. Предположение, что эта светлая дуга состоит из скопления звезд, было высказано Галилео Галилеем еще в начале XVII века. Эти звезды слишком удалены от нас, чтобы можно было их увидеть. Невооруженным глазом наблюдается немногим более 5000 звезд. Млечный Путь имеет форму диска с диаметром около 100 тысяч световых лет. Солнце располагается примерно в 3/5 расстояния от центра галактики Млечного Пути. Все звезды этой галактики, в том числе и наше Солнце со своей планетной системой, совершают полный оборот вокруг галактического ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА 231 центра за 240-250 миллионов лет. Скорость этого движения велика и составляет 240 километров в секунду. Помимо собственно Солнца, в состав его системы входят девять больших планет со спутниками, несколько десятков тысяч малых планет (астероидов), множество комет и мелких метеорных тел.
Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Расстояния планет от Солнца образуют закономерную последовательность: промежутки между орбитами планет увеличиваются с удалением от Солнца. Планеты делятся на две группы, отличающиеся друг от друга по массе, химическому составу, скорости вращения и количеству спутников. Ближайшие к Солнцу планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс) называют планетами земной группы. Они сравнительно невелики по своим размерам, имеют примерно одинаковый химический состав и состоят преимущественно из тяжелых элементов. Так, например, средняя плотность вещества Земли составляет 5,52 единиц (за единицу принимается плотность воды). У второй группы планет-гигантов (Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна) значительную часть массы составляет водород и его соединения с углеродом или с азотом ( соответственно метаном и аммиаком). От поверхноста в глубь этих планет газообразное состояние постепенно переходит в жидкое конденсированное. Предполагается, что это происходит на глубине в несколько сот километров. Планета Плутон не включена в данном случае ни в одну из вышеуказанных групп в связи с отсутствием необходимой для этого информации.
наблюдателю с Земли кажется, что все время звезды ночью, а Солнце днем смещаются к западу.
восток. Даже само Солнце медленно вращается вокруг своей оси с запада на восток. Все планеты, кроме Венеры и Урана, обращаются вокруг своей оси в том же направлении, в котором они движутся вокруг Солнца. Венера вращается в обратном направлении, а ось вращения Урана располагается в плоскости его орбиты. Абсолютное большинство спутников планет обращаются по орбитам того же направления, в котором вращаются их планеты вокруг своих осей. Примечательная для Солнечной системы особенность согласованность движения космических тел свидетельствует о том, что Солнце, планеты и их спутники имеют общее происхождение. Как предполагают сегодня астрономы, все эти небесные тела возникли из единого облака межзвездной материи.
среднего размера диаметром 1,39х 109 километров. Выделяемая Солнцем энергия за одну секунду составляет 1026 Дж. Почти вся энергия, достигающая земной поверхности, приходит в виде электромагнитного излучения, обладающего широким спектром и включающего рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, видимый свет, тепловое излучение и радиоволны. Озоновый слой в верхних слоя земной атмосферы препятствует свободному проникновению к поверхности Земли опасных для живых организмов ультрафиолетовых и рентгеновских излучений Солнца.
наблюдения и измерения из кос-] моса позволили определить форму и параметры нашей плат!
идущего из недр, и ряд физических свойств земной поверхности. Средний радиус Земли равен 6371 километру, а полярный - 6356,78 километра. Экваториальное расширение и полярное сжатие возникли из-за вращения Земли вокруг своей оси и ее наклона. В целом же форма Земли очень близка к эллипсоиду вращения, который называется геоида. Масса Земли составляет 5,976 х 109 триллионов тонн. Объем Земли равен 1,083 х IО27 кубических сантиметров. Зная объем и массу Земли, нетрудно определить и ее среднюю плотность - 5,52 грамма на кубический сантиметр. Установлено, что плотность горных пород на земной поверхности равна 2,8 грамма на кубический сантиметр, а это означает, что в недрах нашей планеты должны находиться породы с плотностью, в несколько раз превышающей среднюю плотность Земли. Ускорение свободного падения на поверхности Земли составляет в среднем на экваторе 978,049 см/с2. В нем учтено центробежное ускорение, создаваемое вращением Земли и равное 3,392 см/с2. На земных полюсах центробежное ускорение, как известно, отсутствует, и поэтому там ускорение свободного падения больше, чем на экваторе, всего на 1/189. В различных точках на поверхности Земли существуют отклонения от средней величины ускорения свободного падения. Это зоны так называемых гравитационных аномалий, в которых величина отклонений может достигать значений в несколько сот см/с2.
является тесла (Тл). Положения магнитных полюсов Земли не совпадают с географическими. Так, например, северный конец стрелки компаса притягивается к полюсу, расположенному около Гренландии (73° Северной широты и 100° западной долготы), а
южной широты и 134° восточной долготы). Величина индукции геомагнитного поля максимальная у магнитных полюсов (0,7x10"4 Тл у Южного и 0,6х10~4 Тл у Северного) и значительно меньшая, минимальная, у экватора (0,42х10^4 Тл). Магнитная стрелка компаса всегда указывает на магнитные полюса. Чтобы установить точное положение Северного географического полюса, необходимо вводить поправку на величину магнитного склонения. Магнитологи установили факт смены магнитными полюсами своего месторасположения (инверсии), то есть в определенные промежутки времени Северный полюс становится Южным, а Южный - Северным- Продолжительность временных периодов относительно устойчивого положения знака магнитных полюсов оценивается специалистами в пределах от 700 тысяч до 1,5 миллиона лет.
существовании внутри Земли крупного источника тепла свидетельствуют извержения вулканов, когда на поверхность планеты изливаются многочисленные лавовые потоки с температурой более 1500°С. Измерения показывают, что с глубиной температура увеличивается: при "опускании" на каждый 1 километр глубины температура возрастает на 30°С. Геотермический поток, стекающий из земных недр, дает близкие значения по интенсивности как для суши, так и для океанического дна: (1,2-1,6)хЮ~6 Дж/(см:хс). Следует, правда, отметить, что минимальные значения геотермического потока тепла наблюдаются в центральных частях континентов, где находятся наиболее древние гор-' ные породы, а максимальные - в областях активной вулканической деятельности и вдоль осевой части срединноокеанических хребтов, то есть протяженных горных систем на дне Мирового океана. ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА 235 ЗЕМНЫЕ ОБОЛОЧКИ У Земли несколько неоднородных оболочек - атмосфера, гидросфера, биосфера и литосфера, под которой в глубоких недрах находится мантия и ядро.
жидкой поверхностью Земли. Земная атмосфера содержит 5,3х1015 триллионов тонн воздуха, что составляет 1/1 000 000 часть массы всей планеты. Давление воздуха на уровне моря в среднем равно 1,013х105 Па, а плотность -1,3x10"3 г/см3.
процента), аргона (0,93 процента), углекислого газа (0,033 процента), а также неона, гелия, метана, ксенона, криптона, водорода и других газов, процентное содержание которых незначительно. Помимо этого, в воздухе имеются некоторые активные примеси, такие, например, как водяной пар, озон и различные аэрозоли (мельчайшие взвешенные частицы).
По характеру распределения температуры в атмосфере различают несколько слоев:
высотами 8-17 километров. Воздух в этом слое нагревается от поверхности Земли, и поэтому с высотой он становится все холоднее (на каждый километр высоты температура в среднем понижается на 6-6,5°С. Здесь сосредоточен почти весь водяной пар, образуются облака, формируются и развиваются мощные атмосферные вихри (циклоны и антициклоны).
Здесь находится озоновый экран, роль которого в поглощении ультрафиолетовой радиации,
концентрация озона наблюдается на высотах 18-24 километра. Особенностью стратосферы является то, что с увеличением высоты на один километр температура в ней повышается на 1-2°, поэтому на верхней границе этого слоя температура может оказаться не только нулевой, но даже положительной. в) МЕЗОСФЕРА находится на высотах от 50-55 до 80 километров. В этом слое температура понижается с увеличением высоты, на его верхней границе она может быть 60-100°С.
увеличиваться таким образом, что на высоте 100 километров она переходит нулевую отметку, а на высоте около 800 километров достигает максимума - +2000"С. Здесь происходит интенсивное поглощение ультрафиолетового излучения Солнца, нагрев и ионизация атмосферы. В мезосфере и нижней части термосферы образуются электрически заряженные ионы, в связи с чем слой, расположенный в интервале высот 60-400 километров, зачастую называют ИОНОСФЕРОЙ. Следующая оболочка Земли - гидросфера. Ее масса равна 1,46x10* триллионам тонн, что в 275 раз больше массы атмосферы, но в то же самое время составляет всегонавсего 1/4000 часть от массы всей Земли. Воды Мирового океана "отхватывают" 94 процента от общей массы гидросферы, 4 процента приходится на подземные воды, почти 1,8 процента - на ледники Антарктиды и Гренландии, менее 0,2 процента - на горные ледники, поверхностные реки и озера.
средняя глубина составляет около 4 километров. Это ничтожно малая величина по сравнению с обшей длиной земного радиуса, но она вполне достаточна, ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА 237 чтобы сделать дно Мирового океана почти недосягаемым для непосредственных исследований. Наибольшая глубина зафиксирована в тихоокеанской Марианской впадине - 11 023 метра. Ложе Мирового океана с глубиной более трех километров охватывает 77 процентов всей его площади.
океанические впадины. Океаны и моря имеют массу 1,4 миллиарда тонн, объем немногим более 1,3 миллиарда кубических километров, что составляет почти 5 процентов всего объема гидросферы. В пределах земных океанов выделяются отдельные крупные поднятия, подводные горы и так называемые срединно-океанические хребты, в осевой части которых располагаются рифтовые долины, представляющие из себя протяженные провалы с крутыми боковыми стенками. Хребты, образуют непрерывную глобальную цепь длиной более 60 000 километров. Они возвышаются на 3-4 километра и, естественно, нарушают глубинную циркуляцию океанических вод. Еще одной особенностью океанического дна являются глубоководные желоба, ширина которых не превышает нескольких десятков километров, а длина достигает сотни километров. Эти желоба располагаются в основном на периферии океанов и как бы отделяют от него островные дуги. Примерами могут служить Курило-Камчатский и Алеутский глубоководные желоба. Земные континенты окаймляет мелководная зона с глубинами до 200 метров - это так называемые шельфы, или материковые отмели, занимающие всего лишь 8 процентов площади Мирового океана.
отделенный от нижележащих слоев (мантии) так называемой поверхностью Мохоровича, именуется земной корой.
дно океанов. Первая гораздо старше: некоторые ее участки датируются в 3,8 миллиарда лет, тогда как у океанической коры возраст составляет немногим более 150 миллионов лет. Средняя мощность континентальной коры равна 25-75 километрам, а океанической - намного меньше.
около 3 километров и средней плотностью 2,5 г/см3. Ниже залегает гранитно -метаморфический слой средней мощностью около 17 километров. Плотность его составляет 2,6-2,8 г/см3. Еще ниже находится базальтовый слой со средней толщиной 15 километров и плотностью 3,3 г/см3.
рыхлых осадков средней мощностью всего 0,7 километра находятся два слоя. Первый из них, мощностью около 1,7 километра, слагается преимущественно базальтами, а второй, мощностью около 5 километров, состоит из преобразованных путем гидратации (реакции с водой) горячих глубокозалегающих ультраосновных пород серпентинитов. Рис. 42. Геосферы "твердой" земли: А - земная кора, Б - верхняя мантия, Д - внешнее ядро, Е - переходная зона, Ж - внутреннее ядро (субъядро) И, наконец, на Земле нужно выделить еще одну оболочку, которую часто называют биосферой. Эта глобальная система, обладающая свойствами саморегулирования, имеет свой "вход" (поток солнечной энергии, поступающий из космоса) и "выход" (образования, возникающие в результате жизнедеятельности земных организмов).
как ее нижняя граница довольно расплывчата. Дело в том, что даже в Марианской впадине были обнаружены живые организмы. Оказывается, не только бактерии, но и самые различные микроорганизмы по трещинам и порам проникают в осадочный слой и толщу рыхлых пород дна Мирового океана вплоть до его базальтового слоя и соответственно до гранитно-метаморфического слоя на континентах. А в современной биосфере по подсчетам ученых существует около 2 миллионов видов живых организмов, каждый из которых, в свою очередь, включает в себя миллионы и миллионы особей. В этом плане можно согласиться с академиком В.И. Вернадским, который, изучая роль органического мира в жизни нашей планеты, пришел к выводу, что живое вещество принимает самое активное участие во всех геологических процессах на поверхности Земли и в образовании ее атмосферы..
проникнуть в глубокие недра планеты и исследовать их. Пока ученым приходится судить о строении земных недр по косвенным данным с помощью
поверхности Земли искусственно (например, путем взрыва) создают упругие колебания сейсмические волны, которые имеют определенные особенности при прохождении земных недр: в плотной среде скорость этих волн возрастает, в рыхлой резко снижается, а в жидкостях некоторые из них вообще не распространяются. Сейсмические волны делятся на объемные и поверхностные. Объемные волны - продольные и поперечные - представляют собой упругие волны сжатия и упругие волны сдвига. Отметим, что объемные волны в упругой Земле распространяются так же, как световые лучи в оптических средах. Объемные волны, в отличие от поверхностных, пронизывают все тело нашей планеты, то есть они в буквальном смысле слова "просвечивают" Землю и, подобно рентгеновскому анализу, выявляют внутреннее ее строение. Поверхностные волны, как и объемные, бывают двух типов. Различаются они по виду деформации. В первом случае она чисто сдвиговая, а во втором - как сдвиговая, так и объемная. Скорости поверхностных волн обнаруживают зависимость от длины или частоты волны. Это свойство поверхностных волн используют для изучения структуры наружных слоев Земли.
отражаясь от разделов сред с различной плотностью, возвращаются на поверхность Земли, где они регистрируются и изучаются. По полученным данным можно судить о глубинах залегания тех или иных разделов, получать сведения о физических свойствах тех сред, сквозь которые прошли сейсмические волны, и т.д. С этой же целью сейсмологи изучают и землетрясения, которые вызывают упругие колебания естественным путем.
нескольких концентрических оболочек, вложенных одна в другую. Наиболее отчетливо выделяются три оболочки (или геосферы), о которых уже упоминалось выше: земная кора (литосфера), мантия и ядро. Впервые идея о сферическом строении нашей планеты была высказана профессором Геттингенского университета Э. Вихером в 1897 году. В начале XX века австрийский геолог Э. Зюсс предложил выделить пять оболочек Земли, каждой из которых было дано название, исходя из первых букв главенствующих в той или иной оболочке элементов: силициум, алюминий, магний, хром, феррум и никель. В дальнейшем эти идеи получили научное обоснование. Глубокие скважины и шахты дали геологам возможность изучить верхние слои земной коры. Однако глубина горных выработок пока еще слишком мала. Самая глубокая скважина в мире была пробурена на Кольском полуострове в нашей стране, ее глубина превышает 12 километров. Гораздо меньшую глубину имеют шахты. Максимальная глубина шахты "Ист Рэнд" в Южной Африке достигает только 3428 метров. Если сравнить эти цифры со средним радиусом Земли, то окажется, что даже самая глубокая современная скважина проникает в тело Земли не глубже, чем булавочный укол в толстую кожу бегемота.
весьма тонкое "покрывало", под которым скрыты неспокойные недра Земли. В среднем толщина коры, или, если говорить образно, тонкой пленки, в которую "обернут" земной шар, составляет всего 0,6 процента от длины радиуса Земли.
поверхностью Мохоровича, или сокращенно - границей Мохо. Ниже нее располагается мантия Земли. Плотность вещества мантии выше плотности пород
242 А.И. ВОЙЦЕХОВСКИЙ Рис. 43 земной коры и колеблется от 3,3 г/см3 в верхней части до 6-9 г/см3 в низах мантии. Некоторые ученые делят мантию на верхнюю и нижнюю (граница между ними лежит на глубине 900 километров).
совсем ясно. Характерная черта строения верхней мантии - ее расслоенность. Например, на глубине около 100 километров под материками и около 50 километров под океанами находится слой, близкий к плавлению или даже содержащий расплавы составляющего его пород, он носит название астеносферы (слой Гутенберга). Благодаря пластичности астеносферы лежащие выше ее твердые блоки (плиты) земной коры могут скользить по ней. ЗАГАДКИ БЕРМУДСКОГО ТРЕУГОЛЬНИКА 243 Нижняя мантия, располагающаяся в интервале глубин от 900 до 2920 километров, характеризуется большой плотностью вещества и большой скоростью распространения упругих колебаний. Дальше располагается только земное ядро. САМАЯ ЗАГАДОЧНАЯ ГЕОСФЕРА Как, вероятно, уже догадался читатель, речь пойдет о земном ядре, которое занимает центральную часть Земли, составляя около 17 процентов ее объема и 33 процента массы, и в отношении которого единой точки зрения среди ученых не существует. Сейсмические данные указывают на сложное строение ядра: оно состоит из двух, а возможно, и более концентрических оболочек с несколько различающимся составом. Пожалуй, наиболее достоверно то, что оно делится на внешнее и внутреннее ядро с промежуточным слоем. Внешнее ядро (слой Е) заключено в пределах 2900- 5000 километров. Его объем 15,16 процентов, а масса 29,8 процента. Ядро хорошо пропускает продольные волны, но поперечные сейсмические волны через них не проходят. На этом основании предполагается, что данный слой находится в расплавленно-жидком состоянии. Косвенным подтверждением является наличие приливных колебаний внутри Земли. Если бы весь земной шар был твердым, то приливные колебания на поверхности Земли проявлялись слабее наблюдаемых. В основании внешнего ядра располагается переходная оболочка (слой F), находящаяся в интервале глубин'5000- 5200 километров и характеризующаяся некоторым увеличением скорости продольных упругих колебаний. Впрочем, 244 А.И. ВОЙЦЕХОВСКИЙ поперечные сейсмические волны в ее пределах, как и в слое Е, не распространяются. Внутреннее ядро (слой G, или субъядро) занимает самую сердцевину нашей планеты. Его радиус 1250 километров, объем около 7 процентов, а масса около 1,2 процента массы Земли. В нем скорость продольных волн еще более возрастает. Однако факты прохождения поперечных волн свидетельствуют о том, что внутренняя часть ядра
жүктеу/скачать 1.58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|