WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 55 |

Известняки представляют собой карбонат кальция CaCО3 с примесями. Как верно было сказано многими учащимися, в древние времена современная суша была (во многих местах) мелководными и тёплыми морями, в которых жили кораллы, моллюски и другие животные. Они активно строили свои скелеты, панцири и ракушки из CaCО3, который затем (после их гибели) откладывался на дне в виде известняковых пород. Однако, известняк, как известно, может растворяться в воде в тех случаях, когда в ней повышается содержание растворённого CО2.

Реакция:

CaCO3 (твёрд.) +CO2 (водн.) + H2O (жидк.) Ca2+ (водн.) + 2HCO- (водн.) может протекать в обе стороны в зависимости от концентрации веществ.

Примером таких процессов могут служить карстовые явления, образование сталактитов и сталагмитов. Ракушки также могут растворяться в глубоких, более холодных и насыщенных углекислотой водах океана.

Поэтому можно предположить, что в геологической истории нашей планеты процессы образования ископаемых топлив и отложения известняков происходили последовательно, в зависимости от изменения газового состава атмосферы Земли. Сначала произошло массовое производство свободного кислорода О2 за счёт фотосинтеза его растениями (см.

также вопрос № 421, стр. 142) и поглощение значительных количеств углекислого газа CО2 из атмосферы, перевод его в органическое вещество и последующее захоронение углерода в виде топлива (девон, карбон). После того, как баланс CО2 и О2 в атмосфере существенно изменился в пользу кислорода, CaCО3 начал накапливаться в виде известняков и мела (юрский и меловой периоды; 200–100 млн. лет назад).

В этом случае расположение известняков сверху от нефти и угля не только возможно, но и закономерно.

233. Сталкиваются два материка. Какой высоты при этом могут вырасти горы А за какое время Как известно, твёрдая земная кора разделена на многие отдельные литосферные плиты, которые лежат на более пластичном (вязком) подстилающем слое мантии, которая называется астеносферой. За счёт медленных движений вещества мантии Земли, литосферные плиты перемещаются по поверхности тела Земли, подобно льдинам на поверхности потока воды. Естественно, что скорости и направления движений плит не совпадают, из-за чего они могут расходится или сталкиваться. Типичные скорости движения материковых плит составляют 1–2 см в год, наибольшие — до 10 см/год.

При расхождении литосферных плит образуются так называемые «рифтовые зоны», подобные узкой и длинной щели в земной коре, окаймлённой с обоих сторон параллельными горными хребтами. Наиболее грандиозными на Земле рифтами являются срединно-океанические хребты, которые тянутся на десятки тысяч километров вдоль центральных линий океанов. Но они скрыты от взгляда толщей воды, лишь в некоторых местах выступая над ней в виде групп островов. На суше примером рифтовой зоны является район озера Байкал. При столкновении литосферных плит они, подобно льдинам при торошении, начинают выталкивать свои края вверх. Если сталкиваются две материковые плиты, образуется так называемая «зона складчатости», самым выдающимся примером которой является Альпийско-Гималайский пояс.

В Гималаях, образованных столкновением Индостана (скорость движения на север около 3 см/год) с Евразией, находится большинство высочайших горных вершин мира (г. Джомолунгма — 8848 м над уровнем моря). Здесь же расположена и грандиозная скальная стена около вершины Дхаулагири, высотой около 3000 м. Если сталкиваются материковая плита (их толщина 20–30 км; самая толстая, — до 40 км, в середине Евразии) и океаническая (толщиной около 5 км), то возникает явление так называемой «субдукции», когда более тонкая океаническая плита подминается вниз и «подныривает» под материк, расплавляясь затем в мантии. При этом край материка приподнимается и образует линейный горный хребет, а место погружения океанической плиты на поверхности Земли знаменуется океаническим желобом. Такими двойными системами «хребет—желоб» практически со всех сторон окружён Тихий океан, потому что на его океанические плиты со всех сторон «наезжают» другие материки и платформы. Здесь в паре Марианских островов (хребет) и Марианского желоба расположена самая глубокая точка Мирового океана: отметка -11022 м. Однако наибольший перепад высот, соответствующий смыслу вопроса о максимальной высоте вырастающих гор, находится с другой стороны Тихого океана около Южной Америки, где разница высоты Анд (гора Аконкагуа — 6960 м) и прилегающего Чилийского желоба (максимальная глубина — 8180 м) превышает 15 км (15140 м !).

Оценка времени, которое необходимо для создания подобного типа горных систем, может быть легко сделана из сопоставления высоты гор и скорости движения литосферных плит. При скорости 1 см/год горы смогут «вырасти» до 10 км за 1 000 000 лет. Таким образом, создание значительных горных систем требует заметного времени, сопоставимого с длительностьюгеологических периодов. Время же существования глобальных горных систем может составлять десятки миллионов лет.

Более быстрым способом создания гор является вулканизм, когда расплавленная магма через трещины или другие каналы в земной коре выходит на поверхность и, растекаясь и застывая слоями, наращивает высоту образовавшегося вулкана. Самый высокий вулкан на Земле находится в группе Гавайских островов, — вулкан Мауна-Кеа (4205 м над уровнем моря), который возвышается над окружающей океанической плитой (глубина океана около 5500 м) почти на 10 км. (Кстати, самый высокий вулкан Солнечной системы находится на Марсе, — гора Олимп, и имеет высоту 25 км). Естественно, что горы не могут расти до бесконечности; более того, они принципиально не могут превосходить толщину материковых плит (20 км). Однако, существует и другой фактор, ограничивающий максимальную высоту гор ещё более жёстко, — вязкое (полужидкое) основание земной коры, — астеносфера. Она расположена на глубине 35 км, и её возникновение и расположение на этом уровне связано с пределом плавления горных пород, находящихся под давлением вышележащего материка. Любая горная система, достигнув некоторого критического значения, силой своего давления расплавляет подстилающие породы, продавливает их в мантию, и, вследствие этого, сама проседает ниже предельной высоты. Эта величина зависит от силы тяжести на конкретной планете, и составляет для Земли 10–12 км, а для Марса — 25 км.

Таким образом можно сказать, что вулканы Мауна-Кеа на Земле и Олимп на Марсе достигают предельной высоты и подниматься больше не могут. Процесс погружения потухших вулканов в мантию можно наблюдать на примере других Гавайских островов и подводных вершин вулканического происхождения, которые являются предшественниками о. Гавайи и расположены цепочкой от него на северо-запад, плавно понижаясь к ложу океана. Возраст всей этой системы вулканов около 5 млн. лет. Кроме этого, всякие горы, поднявшись выше 2–3 км над уровнем моря, неизбежно начинают активно собирать на себя атмосферные осадки, поскольку водяной пар в воздухе при подъёме на высоту охлаждается, конденсируется и выпадает на горы в виде дождя или снега. Образующиеся ледники начинают активно «стачивать» горные породы, а водные потоки выносят обломочный материал в долины. Горы быстро «стареют», разрушаются, и приобретают вид пологих возвышенностей. Примером таких гор является Уральский хребет, являющийся «швом» между Русской платформой и Западно-Сибирской низменностью, возраст которого составляет десятки миллионов лет, а максимальная высота (гора Народная) — 1896 м.

257. Какая сила воздвигает горы Cм. ответ на вопрос №233, стр. 120.

260. Где горы выше — на Земле, Венере, Марсе или на Луне Cм. ответ на вопрос №233, стр. 120.

268. Наиболее красивые и удобные для обзора места в Москве (Крылатское, Поклонная гора, Воробьёвы горы, Коломенское) расположены на правом берегу Москвы-реки. Случайно ли это Не случайно, поскольку правые берега рек сильнее размываются.

Образование рек и эволюция речных долин, безусловно, являются не случайными, а определяются такими общими факторами, как интенсивность и периодичность выпадения осадков в данном регионе, особенности рельефа местности и свойства подстилающих пород. Во-первых, очевидно, что воды, стекающие с площади водосбора, в целом движутся по уклону рельефа, который и определяет генеральное направление собирающей реки.

Во-вторых, течение реки, встречая на своём пути локальные препятствия, будет отклоняться ими в ту или инуюсторону, создавая повороты речного русла. В силу инерции движущейся воды на каждом таком повороте верхний, более быстрый слой будет отбрасываться к внешнему берегу, а придонный — к внутреннему. Создающееся при этом водоворотное течение будет интенсивнее подмывать внешний берег, переносить взятый материал и откладывать его на внутреннем берегу реки. За счёт этого механизма внешний берег на повороте речного русла будет постоянно отступать, а любые изгибы реки, соответственно, увеличиваться.

Эта принципиальная неустойчивость русла и способность рек к развитию своих изгибов и петель называется «меандрированием» (по реке Меандр в Малой Азии).

Замечено также, что все реки интенсивнее подмывают свой правый5 (по течению) берег, так что речные долины с течением времени смещаются вправо. Это явление получило название закона Бэра. Впоследствии было установлено, что в южном полушарии Земли реки подмывают свой левый берег. Это объясняется действием силы инерции в неинерциальной, вращающейся системе координат (Земля), которая называется силой Кориолиса. Она отклоняет любое движущееся тело вправо в северном полушарии и влево — в южном. Её величина пропорциональна скорости движения и синусу широты места6. СоответТолько в Северном полушарии; см. далее.

В общем случае сила Кориолиса перпендикулярна и направлению движения ственно, в Евразии все реки «прижаты» в своих руслах к возвышенностям на правом краюречных долин. (Контрпример: Боровицкий холм Кремля — на левом берегу Москвы-реки.) тела, и оси вращения Земли, и равна FКориолиса =2mv sin, где m — масса тела, v — скорость движения этого тела в системе отсчёта Земли, = 2/T — угловая скорость вращения Земли, T =24 часа — период вращения Земли вокруг своей оси, — угол между направлением скорости тела v и осью вращения Земли. Поскольку реки обычно (но бывают и исключения — например, водопады) движутся параллельно поверхности Земли, как раз получается указанная в тексте зависимость силы Кориоллиса от широты.

Глава 5. О зёра, речки и лужи «Если мальчик обходит лужу стороной, а не прыгает в неё сразу обоими ногами, — значит, он вырос.» 311. Какие Вы знаете реки — истоки древнейших цивилизаций Почему цивилизации зарождались именно в долинах крупных рек Cм. ответ на вопрос №1051, стр. 327.

Глава 6. Раскинулось море широко 352. Нетрудно подсчитать, что на поверхности Земли сила притяжения к Солнцу намного больше, чем к Луне. Почему же лунные приливы выше солнечных Поскольку Луна существенно ближе к Земле, чем Солнце, то лунная приливная сила оказывается больше.

Сила гравитационного притяжения пропорциональна массе M притягивающего тела и обратно пропорциональная квадрату расстояния R до него. Соответственно, на поверхности Земли сила притяжения к самой Земле (MЗемли =6 · 1027 г, RЗемли = 6378 км) составляет 1 g, к Солнцу (MСолнца =2 · 1033 г, RСолнца = 150 · 106 км) — 0,00058g, а к Луне (MЛуны =7 · 1025 г, RЛуны = 384 · 103 км) — всего 0,0000031g, т. е. в 190 раз слабее, чем к Солнцу. Очевидно также, что в однородном силовом поле никаких приливов не будет.

Однако, поле тяготения не является однородным, а имеет центр в притягивающей массе M. Соответственно, для любого тела с конечными размерами будет существовать разница сил тяготения на противоположных краях, которая и называется приливной силой. Нетрудно показать, что приливная сила, как производная от силы тяготения, обратно пропорциональна третьей степени расстояния 1/R3 от центрального тела. Поэтому Луна, которая находится к Земле существенно ближе, несмотря на своюмалуюмассу, создаёт приливнуюсилу почти в 2 раза большую, чем Солнце.

Каждое из этих светил создаёт во внешних оболочках Земли, прежде всего в океане, длиннуюприливнуюволну, два горба которой расположены на ближней и дальней сторонах Земли. Естественно, что лунный прилив движется по поверхности Земли вслед за движением Луны, а солнечный, вдвое меньший, — за Солнцем. Во время полнолуний и новолуний, когда Луна и Солнце встают относительно Земли примерно на одну прямую, их приливные волны складываются, и наступает максимальный, т. н. «сизигийный» прилив; а когда они во время первой или последней четвертей Луны расходятся на небе на 90, т. н. «квадратурные» или разностные приливы имеют минимальную высоту.

Высота приливной волны в открытом море в тропической зоне (для бесконечного океана) составляет около 0,5 м, однако в реальных морях её высота и форма определяется береговой линией и распределением глубин. Максимальные по высоте океанические приливы на Земле наблюдаются в заливе Фанди (Северо-западная Атлантика) — до 18 м.

Приливы в земной коре, амплитуда которых составляет до 0,2 м, могут служить одним из «спусковых механизмов» для землетрясений.

356. «Титаник» на момент постройки (1912 год) был самым большим пассажирским пароходом в мире. Почему столь огромные суда стали нужны Какие самые важные, на Ваш взгляд, последствия имела данная транспортная стратегия Какие суда ещё б ольших размеров Вы знаете, и для чего они были нужны 357. «Титаник», как известно, шёл на побитие рекорда по скорости. Почему капитан отклонял курс корабля к северу, хотя Нью-Йорк расположен на 10 широты южнее Лондона «Титаник» вошёл в историюнашей цивилизации прежде всего, как пример человеческой самонадеянности, тщеславия и гордыни. «Сам Господь Бог не сможет потопить этот корабль», — из рекламы фирмы «White Star» тех лет. Результат известен. К сожалению, до сих пор любая человеческая деятельность, особенно технологическая, всегда связана со значительными факторами риска и неопределённости.

Северная Атлантика, связывающая Старый и Новый Свет, всегда была наиболее напряжённой судоходной линией, и на протяжении 19 века пассажиропоток на ней непрерывно возрастал. В Европе после развёртывания промышленной революции значительные массы людей становились пролетариями, и в условиях высокой рождаемости это приводило к образованиюмногочисленного населения, живущего на уровне нищеты. Америка, с другой стороны, в условиях огромных свободных пространств, экстенсивного развития и мощного промышленного подъёма предоставляла широкие возможности для свободного применения труда и представлялась многим переселенцам «землёй обетованной».

Как образно сформулировала Надежда Степичева: «1912 год — год, когда только-только страны стали переходить на демократию, люди хотели почувствовать себя не затёртыми“ рабами своих господ, а сво” бодными людьми, поддерживающими прогресс. Вот и понадобились большие суда».

Pages:     | 1 |   ...   | 15 | 16 || 18 | 19 |   ...   | 55 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.