Процессы в мантии Земли. Часть II

Говоря о японской анимации, нельзя обойти стороной такой жанр как аниме хентаи, рассчитанный на самых взрослых зрителей. Узнать больше о хентае Вы сможете, если посетите сайт www.voobzi.com.


050312 2028 Earth13 Процессы в мантии Земли. Часть II

Мы уже говорили о том, что Земля не просто упругое тело: земные слои обладают и вязкостью, и текучестью. Для иллюстрации свойств земного вещества проделаем мысленный опыт (в жизни мы проделываем его очень часто): возьмем кусок материи, скажем шерстяной, быстро сожмем ее в кулаке и отпустим. На хорошем материале при этом не образуется складок. Но если кусок материи или сделанная из него вещь полежит в скомканном состоянии, она станет мятой. Что же получилось? При кратковременном сжатии в волокнах ткани возникли напряжения, которые распрямили эти волокна после снятия нагрузки. Если же волокна побыли в согнутом состоянии несколько часов, возникшие в них напряжения рассосались, или, как говорят, релаксировали.

 

Теперь волокна не напряжены, нет причины им разогнуться, когда исчезнет нагрузка, и ткань становится смятой. Разгладишь ее рукой — не помогает. Как быть? Студенческий способ — положить брюки под матрац. Небольшое давление разогнет волокна, и за ночь опять релаксируют в них напряжения, и смятая материя распрямится. Однако большинство людей поступает более правильно и создает физические условия, в которых релаксация напряжений идет быстрее. Для ткани — это сочетание повышенной влажности, температуры и давления, называемое глаженьем. Для пород Земли достаточно повышения температуры и давления. Поэтому если в земной коре период релаксации ее пород равен десяткам тысяч лет, то в верхней мантии, где температура и давление выше, возникшие напряжения могут разгладиться, рассосаться за более короткое время.

 

Так и происходит в недрах Земли непрерывная и незаметная борьба двух тенденций: под действием изменяющейся температуры или перемещающихся масс в отдельных местах накапливаются напряжения. Но благодатный процесс релаксации также непрерывно уменьшает, сглаживает, снимает эти напряжения. И только в отдельных зонах процесс накопления напряжений берет верх: здесь довольно быстро достигается предел прочности земных пород, они не выдерживают и сдвигаются вдоль образовавшегося разрыва.

 

Почему же все-таки эти критические зоны в верхней мантии расположены не по всей Земле? И не удивительно ли, что процессы, происходящие так глубоко в недрах Земли, по-видимому, очень тесно связаны со строением самых верхних частей земной коры? Ведь не случайно ‘полосы глубоких землетрясений в точности окаймляют самый большой океан Земли, да к тому же под берегами этого океана их очаги разбросаны не случайно, а как бы уходят наклонно под континент, начинаясь у его границы (у континентального склона на дне океана). А редкие группы глубоких очагов в Средиземноморско-Азиатском поясе тоже расположены своеобразно, их группы широкими воронками погружаются в недра верхней мантии.

 

Сейчас становится ясно, что именно в верхней мантии происходят те процессы, которые определяют все поведение и развитие земной коры: сохраняют стабильными одни ее участки и корежат горообразовательными процессами другие, образуют континенты и океаны, дают начало вулканическим очагам и сотрясают земную кору разрывами крупных землетрясений.

 

Сущность этих процессов, однако, еще скрыта от нас. Пока в активе науки о недрах Земли — серия остроумных догадок, гипотез, предположений. Между тем жизнь настоятельно требует ответа на многие важные вопросы: где искать глубинные залежи рудных ископаемых, каким путем идти в поисках способа предсказания землетрясений, можно ли рассчитывать на освоение и использование неиссякаемой тепловой энергии недр?

 

И вот ученые многих стран мира — сейсмологи, геологи, геохимики и другие — объединяются для осуществления одного из крупнейших международных научных мероприятий нашего времени — международного проекта «Верхняя мантия Земли и ее влияние на развитие земной коры».

 

050312 2028 Earth14 Процессы в мантии Земли. Часть II

Рис. 2. Геодезический спутник. Отклонение действительной траектории (-) от расчетной (—) позволяет обнаруживать неоднородности в распределении масс внутри Земли. Одновременные наблюдения спутника с противоположных берегов океана дают возможность точного определения расстояния между континентами

 

В мае 1964 года Международный комитет по проекту верхней мантии, созванный в Москве его председателем членом-корреспондентом Академии наук СССР В. В. Белоусовым, принял сводную программу этого проекта, в которую вошло все лучшее, предложенное странами — участницами проекта. Решен был также вопрос об обмене результатами научных наблюдений через мировые центры сбора, хранения и распространения геофизических данных, находящиеся в Москве и Вашингтоне.

 

050312 2028 Earth15 Процессы в мантии Земли. Часть II

К 2012 году орбита нашей планеты превратилась в настоящую космическую свалку из отработавших деталей ракет, отслуживших свое искусственных спутников и прочих отходов развивающейся бешенными темпами космонавтики

 

В самое последнее время очень важные сведения о верхней мантии были получены путем наблюдений… с астрономическими трубами! Искусственные спутники Земли, давшие нам столько сведений об околоземном пространстве, помогают и в изучении недр Земли. Земное притяжение держит их на орбитах, не позволяет вырваться прочь, но спутники отвечают точнейшей реакцией на малейшие колебания притяжения Земли (рис. 2).
Чем ниже орбита спутника, тем более «мелкие подробности» гравитационного поля Земли замечает он на своем пути. Мелкие и по размерам, и по глубине их залегания. И вот точные измерения вариаций различных орбит дают, оказывается, возможность проследить за распределением масс в мантии Земли. Эти работы только начаты, но можно ожидать, что в будущем обнаружится связь между горизонтальными вариациями плотности верхней мантии и зонами глубоких землетрясений.

 

Для специалистов по внутреннему строению Земли сейчас, пожалуй, нет вопроса более острого, чем проблема перемещения вещества верхней мантии. Как легко, казалось бы, объяснить основные процессы в земной коре, если поверить в кольцевые конвективные течения вещества мантии! Вот из глубин медленно течет наверх горячая масса. Там, где она приближается к поверхности, из недр как бы пышет теплом: здесь ежесекундно через каждый квадратный сантиметр земной поверхности в пространство выделяется 10-5 калорий, в 810
раз больше, чем в окружающих районах. А дальше поток мантийного вещества раздваивается, движется параллельно земной поверхности под земной корой и как бы растаскивает ее в стороны, смещая целые континенты. Прямо же над выходом потока к коре остается все время расходящийся шов — срединный океанический хребет.

 

 

Казалось бы, просто и убедительно. Недаром среди геологов такая точка зрения имеет много сторонников. Но, заглянув поглубже, в этой картине мы увидим много противоречивого. Чем дальше, тем яснее становится, что неоднородности строения мантии под океанами и континентами уходят вглубь на сотни километров. А основные тектонические зоны (например, древние кристаллические щиты, такие, как Фенноскандия или Канада) сохраняют свое положение на поверхности Земли многие сотни миллионов лет. Тонкий слой движущейся мантии давно стащил бы эти зоны с их места и нарушил соответствие между корой и мантией. Остается предположить, что течет чуть ли не вся верхняя мантия, но такому потоку нет достаточно места, да и трудно придумать источники такого всеобщего движения.

 

Как же быть? По всей вероятности, вертикальные перемещения в мантии все же существуют. Но поднимающееся вещество вступает во взаимодействие с вышележащими слоями земной коры и медленно поглощается в этом преобразовании. Механизм взаимодействия вещества мантии и коры — вот где следует искать разгадки.

 

Быть может, активный процесс взаимодействия происходит не повсеместно, а лишь в отдельных зонах, где под действием избытка тепла вещество частично расплавляется? Медленно распространяясь, этот участок по принципу «зонной плавки» перерабатывает вещество мантии и прежней коры в новое состояние. И как ровный сварочный шов, остаются позади этого процесса ровные, почти горизонтальные границы слоев земной коры и мантии, идущие поверх старых складок и трещин. В каком направлении идет этот процесс, перерабатывает ли он за сотни миллионов лет толстую кору континентов в тонкую кору океанов или же наращивает океаническую кору, вздымая ее из пучин молодыми материками? Этот вопрос ждет еще своего разрешения.

 

050312 2028 Earth16 Процессы в мантии Земли. Часть II

Мы вернулись теперь опять к самым верхним слоям Земли и попали в зону, где человек непосредственно сталкивается с действием глубинных сил Земли. Три основных процесса должны заинтересовать нас в этой зоне: вулканические извержения, медленные движения земной коры, землетрясения. Каждый из этих процессов много раз за историю человечества приводил к крупнейшим катастрофам. Поэтому их изучение диктуется далеко не одними узконаучными интересами. И несмотря на все различие между этими процессами, все они — лишь внешнее проявление неразгаданной до конца жизни верхней мантии, самой коварной, самой непокорной стихии нашей планеты.


Найти на unnatural: Процессы мантии Земли Часть
Автор: admin | 4 Май 2012 | 1 094 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100