Необычный

Что нам стоит знать о колебаниях и волнах? Часть II

Хотите в разы преумножить свой капитал? Тогда я хотел бы порекомендовать Вам банк «РОСТ», вклады в который считаются на данный момент самыми выгодными! Посудите сам: вложив 1 000 000 рублей, Вы каждый месяц будете получать дивиденды в размере 8 000 рублей!


Быстрое изменение давления может образоваться и в твердом, и в жидком, и в газообразном теле. Поэтому во всех этих телах возможны продольные волны. Привычные нам звуки тоже распространяются и в воздухе, и в воде, и в стенах наших зданий в виде продольных волн. В твердом теле скорость продольных волн зависит не только от модуля сдвига, но еще и от модуля объемного сжатия k:

 


 

В этом случае на отклоняющуюся от положения равновесия частицу действуют возвращающие силы, связанные с изменением объема вещества и с изменением его формы. Частица возвращается в положение равновесия и передает свое движение соседним частицам скорее, чем в случае действия одних только сил, вызванных изменением формы, поэтому скорость продольных волн в твердом теле всегда больше скорости поперечных волн. Отношение этих скоростей для большинства твердых тел остается почти неизменным:

 


 

Если вещество, в котором распространяется упругая волна, однородно, то волна движется по прямой. Но представим себе, что волна упала на границу, за которой свойства вещества изменились так, что скорость упругих волн там стала больше.

 


Рис. 2. Схема образования преломленных и отраженных волн при падении ‘продольной волны на границу раздела двух сред. АВ — направление движения падающей на границу продольной волны; ВС, BD, BF, BG — направление движения четырех вторичных волн, образовавшихся на границе раздела

 

Из школьного курса физики хорошо известно, что в этом случае волна преломится и в среде с большей скоростью пойдет более полого. Вглядимся внимательнее в чертеж (рис. 2): продольная волна, идя по пути ЛБ, в точке В упала на границу раздела двух сред тп. Дальше она в силу законов преломления должна идти по пути ВС. Но в точке В частицы нижней среды испытали толчок не точно в направлении ВС, а наискось, в направлении BE. Значит, кроме продольной волны здесь, на границе двух сред, должна образоваться и вторая преломленная волна — поперечная BD. Угол, под которым она пойдет, зависит целиком от соотношения скоростей волн: исходной (продольной) — в верхней среде и образовавшейся (поперечной) — в нижней. Распределение амплитуд в обеих преломленных волнах будет зависеть от угла падения исходной волны, а также от соотношения скоростей и связанного с ним соотношения углов, по которым побегут волны.

 

Остается добавить, что кроме преломленных волн на каждой границе двух сред будут образовываться еще и волны, отраженные от этой границы, тоже продольная BF и поперечная BG. Можно представить себе, какое сложное переплетение различных волн получится, если исходная волна пройдет несколько границ! Но именно это свойство волн и позволило разобраться в строении недр земного шара.

 

Что же будет, если скорость волн в твердом теле не постоянна, а плавно меняется с глубиной? В этом случае пути упругих волн будут искривляться, и в конце концов ушедшая в глубину волна может выйти наружу.

 

Всего сказанного еще недостаточно, чтобы понять, как удалось с помощью упругих волн заглянуть в земные глубины. Нам придется поговорить еще о так называемых головных и поверхностных волнах.

 

Если упругие продольные волны исходят из одного источника, то по мере удаления от него они падают на границу раздела двух сред все более наклонно. Если в нижней среде скорость волн выше, то при определенном угле, называемом углом полного внутреннего отражения, преломленная волна пойдет вдоль границы двух сред. Это и будет головная волна. Распространяясь вдоль границы, она непрерывно излучает колебания в вышележащую среду. По этим колебаниям и узнают, что глубже, вдоль границы раздела бежит головная волна.

 

А вот если источник колебаний был расположен вблизи свободной поверхности твердого тела, тогда кроме уже известных нам волн вдоль поверхности тела побежит волна особого типа — поверхностная волна. Ее движение не захватит глубоко частицы тела — на глубине около одной длины волны колебания поверхностной волны практически уже неощутимы. В этом отношении упругая поверхностная волна очень похожа на привычные нам водяные волны с той только разницей, что возникновение водяных волн связано с действием силы тяжести, а не упругих сил, как в твердом теле.

 

Представим себе, что в твердом теле существует слой, скорость упругих волн в котором меньше, чем по обе стороны от него. Что будет с волной, попавшей в этот слой? Стремясь наверх, она искривит свой путь и вернется обратно; стремясь вниз, она испытает то же самое. Вечная пленница слоя пониженной скорости, волна не растратит теперь свою энергию на все пространство, а сосредоточит ее в узком слое, называемом волноводом.

 

Не растратит? Как же растрачивает волна свою энергию? Дело в том, что упругость реальных тел никогда не бывает идеальной. Какая-то часть энергии, потраченной на раскачивание все новых и новых частичек тела, утрачивается безвозвратно для упругих колебаний, так как превращается в тепло. Поэтому амплитуда колебаний в волне, распространяющейся в твердом теле, постепенно уменьшается. В колебаниях с коротким периодом движение частиц происходит более энергично, и энергия расходуется в них на тепло более быстро. Упрощенно можно сказать, что любая волна за один период колебаний (т. е. на пути в одну длину волны) теряет примерно одинаковую долю энергии. Поэтому короткопериодные колебания на одинаковом по длине пути затухают быстрее длиннопериодных. Это же явление хорошо знакомо нам и в оптике: более длиннопериодное излучение красного цвета лучше проникает через туман, чем более короткопериодное другого цвета. Недаром все сигнальные огни на высоких вышках — красного цвета.

 


Вооруженные этими сведениями, мы можем приступить к путешествию в земные глубины. Нам придется использовать колебания самого разного происхождения: их источниками будут удары и взрывы, осуществленные человеком, внезапные грозные подземные толчки землетрясений, притяжение Луны и медленное дыхание земных глубин. Но для всех видов колебаний Земли геофизика нашла «работу», все они записываются сложными приборами геофизических станций и, будучи порождением жизни Земли, сами вносят свою лепту в раскрытие ее тайн.

Автор: Admin | 2012-04-28 |

Что нам стоит знать о колебаниях и волнах? Часть I


Покой и движение неразрывно соседствуют в природе. Покоится твердое тело, но его частички — молекулы — совершают интенсивные тепловые движения. Покоится океан, но ветер раскачивает его поверхность и побуждает двигаться огромные массы воды, вызывая морские течения. Покоятся в жарком летнем небе облака, но в них происходят незаметные глазу интенсивные движения воздуха, водяных капелек и осевших на этих капельках электрических зарядов, пока не разряжается это облако бурной грозой. Везде, где присутствует материальная среда, частички этой среды оказывают сопротивление всякому нарушению их устойчивого положения, тормозят движение любого постороннего тела. И почти всегда, практически во всех возможных случаях, взаимодействие двух тел не обходится без возникновения колебаний: всякая частичка, возмущенная посторонним воздействием. И отклоненная от равновесного состояния, подобно отведенному в сторону маятнику, стремится вернуться на свое место. Но частичка, уже возмущенная, приобрела скорость, и опять-таки, подобно маятнику, она с ходу проскакивает равновесное положение и отклоняется в другую сторону. Потом она возвращается снова и снова, и движение ее в разные стороны постепенно затухает по мере того, как она отдаст свою энергию своим соседкам и эта энергия, из механической превращаясь в тепловую, ие рассеется в окружающем пространстве. Так возникает колебательное движение — неизбежный результат диалектического единства движения и покоя.

 

Механические колебания, о которых мы сейчас говорим, не единственный вид колебаний. Всем стали уже привычны колебания электромагнитного поля — свет, рентгеновы и гамма-лучи, радиоволны. Но нам придется иметь дело главным образом с механическими колебаниями, и о них пойдет речь дальше.

 

 

Если заставить колебаться одну или несколько частиц вещества, то они в своем движении раскачают соседние частицы, те — следующие, и так далее. В этом случае мы говорим уже о волновом движении, о волнах. Камень, упавший в тихий пруд, даст нам самое наглядное представление о волновом движении. Возмущающая сила (удар камня о поверхность воды) уже прекратила свое действие, но само возмущение в виде круговых волн на поверхности воды побежало в стороны и будет распространяться и тогда, когда в месте падения камня вода уже успокоилась.

 

Важнейшая характеристика колебаний — их период. Периодом называют время одного полного колебания частицы. Иными словами, период маятника — это время, которое пройдет между двумя последующими возвращениями маятника в одну из крайних точек. Период волнового движения — это время, за которое перед глазами наблюдателя пройдет одна полная волна, от гребня до следующего гребня. Период обычно обозначается буквой Т и измеряется в секундах или в долях секунды.

 

Часто в технике и акустике — науке о звуке — используется величина, обратная периоду, называемая частотой (ν):

 

ν=1/T.

 

Частота — это величина, показывающая, сколько полных колебаний произойдет в течение одной секунды. Она измеряется в герцах (1 герц — это одно колебание в секунду, волна с частотой в 1 герц имеет период, равный 1 секунде).

 

Размах колебаний называется амплитудой, причем амплитуда измеряется от положения равновесия до максимального отклонения. Следующая важная характеристика волнового движения — длина волны. Так называется расстояние от одного гребня до другого. Легко сообразить, что, чем быстрее движется волна, тем большее расстояние успеет пройти один гребень за время одного периода. Поэтому скорость волны (обычно обозначается υ), ее длина (обычно обозначается λ) и ее период Т
связаны соотношением:

 

λ=υT.

 

До сих пор мы для простоты говорили о гребне волны. Но если звуковая волна распространяется в воздухе, внутри жидкости или в твердом теле — мы не заметим никакого гребня. Вместо этого частицы будут колебаться так, что в теле будет распространяться во все стороны возмущение, например, участок повышенного давления, и все сказанное о длине волны и периоде будет относиться к расстоянию между двумя участками максимального возмущения. При этом, оказывается, возможно возникновение волн двух типов.

 

Возьмем длинный железный прут, будем держать его горизонтально и ударим сверху молотком по его концу (рис. 1). Частицы стержня на его краю резко сместятся вниз, увлекут за собой соседние частицы, те — соседние, и вдоль стержня побежит волна изгиба. Волна бежит вдоль стержня, а частицы колеблются поперек, поэтому волна такого типа называется поперечной волной. В поперечной волне частицы, участвующие в колебании, могут колебаться как угодно в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

 


Рис. 1. Образование поперечной и продольной упругих волн. В поперечной волне (А) частицы вещества смещаются поперек направления распространения волны; в продольной волне (Б) — вдоль направления распространения волны. В нашем случае продольная волна начинается волной сжатия

 

От чего же зависит скорость такой волны? Теория колебаний отвечает на этот вопрос: от плотности вещества и одной из характеристик его упругих свойств — так называемого модуля сдвига (этот модуль показывает, какое усилие надо затратить на боковое смещение частичек вещества, т. е. характеризует сопротивление вещества всякому изменению его формы). Если мы используем обычные обозначения: для плотности ρ, для модуля сдвига р, то формула скорости поперечной волны будет иметь вид:

 


 

Может ли поперечная волна распространяться в жидкости или газе? Легко сообразить, что ни жидкость, ни газ не оказывают никакого сопротивления изменению их формы, иными словами, у них модуль сдвига μ = 0. Следовательно, и скорость поперечных волн равна нулю, другими словами, в жидкости и газе такие волны не возникают.

 

Если теперь ударить молотком по торцу длинного стержня (рис. 1), то под действием удара вещество стержня вблизи торцовой поверхности сожмется. В следующий момент частицы передадут давление сжатого слоя следующему слою, тот — следующему, и вдоль стержня побежит упругая волна. Частицы в этой волне движутся вдоль направления движения волны, и поэтому волна называется продольной. В нашем случае впереди бежит сжатая зона, а за ней следует зона разрежения: в первый момент частицы сдвинулись по направлению движения. Это — продольная волна сжатия. Но представим себе, что удар нанесен по выступу в середине стержня. Тогда вперед от середины побежит продольная волна сжатия, а назад, с той же скоростью, продольная волна разрежения.

Автор: Admin | 2012-04-28 |

Путешествие к центру Земли

В предыдущих статьях мы с Вами познакомились в самых общих чертах с нашей планетой. Сейчас нам предстоит последовательно и довольно подробно познакомиться с ее внутренним строением.


Самая глубокая точка на карте нашей планеты – Марианская впадина, простирающийся в самые недра нашей планеты аж на 10 994 м. Интересный факт, на дне этого исполинского разлома были обнаруженный самые настоящие горы, а это значит, что миллионы лет назад там бала суша.

Какое же орудие избрать для начала? Самые глубокие шахты уходят в самое чрево Земли на глубины до 4 км, а скважины— на 7,5 км, но самыми глубокими являются естественные разломы, образовавшиеся в ходе эволюционного развития Земли, так Глубина Марианской впадины по последним данным достигает 10 994 м. Пробы грунта и фотографирование морского дна проведены на глубине примерно 10 км от поверхности океана, самое глубокое бурение морского мелководья проведено на Каспии — около 5 км. Единственная скважина на 5-километровой глубине океана углубилась в морское дно на 180 метров. Самые глубинные геологические пласты подняты на поверхность Земли с глубины едва ли больше 10—12 км. Как же глазу исследователя, точным приборам проникнуть глубже?

Жюль Верн послал своих героев к центру Земли через жерло вулкана. Но глубочайшие очаги вулканической магмы лежат на глубине всего 100—150 км, к тому же магма, ‘поднимаясь столь длинным путем, за время подъема очень сильно изменяет свой состав и не дает полного представления о том, что делается в магматическом очаге. Как же быть? Какой инструмент пригоден для проникновения вглубь?

Может быть, что-то вроде рентгена? Не получится: быстрые электромагнитные колебания и даже самые сверхэнергичные космические частицы могут одолеть лишь десятки метров земной толщи. Нейтрино? Эти частицы ведь пронизывают с легкостью всю толщу земного шара… Увы, изучать строение земного шара с помощью нейтрино много труднее, чем черпать воду решетом: эти частички проскакивают через земной шар, практически не замечая ни его толщи, ни тех приборов, которые мы сейчас можем поставить на их пути. В отличие от электромагнитных колебаний их проникающая способность слишком велика. Может быть, поток нейтрино удастся использовать в будущем, когда мы научимся легко готовить и сортировать эти частицы.

Остается… Вспомните, как определяют пустоты в стене и раковины в толстых отливках металла, которые не берет никакой рентген. Звук! Вот что будет нашим орудием. Но не только слышимый нами звук, но и другие виды упругих колебаний, распространяющиеся в теле Земли. И для того чтобы лучше понять, как использует наука это могучее средство исследования, нам придется ненадолго забыть о Земле и поговорить об основных свойствах колебательных движений.

Автор: Admin | 2012-04-27 |

Гигантская лаборатория под названием земной шар


Какая будет завтра погода? Высоким ли будет паводок? Как проложить точный маршрут по суше и использовать попутные ветры и течения в океане? Повторится ли здесь разрушительное землетрясение? Где лучше искать запасы подземных руд? Как предсказать нарушение радиосвязи? Как строить на вечной мерзлоте? Как использовать подземное тепло? В поисках ответов на эти и на тысячи других вопросов рождались различные отрасли геофизики: метеорология, геодезия, океанография, гляциология, геомагнетизм, сейсмология и другие. И почти в каждой из этих наук сначала ученые ограничивались наблюдениями интересующих их явлений в одной или немногих точках, мало заботясь о том, что делается на соседнем континенте или в смежной отрасли науки. И Земля как бы распадалась на отдельные маленькие лаборатории, отгороженные одна от другой.

Но постепенно, по мере накопления фактов становилось очевидным, что ни одно природное явление на Земле не может быть до конца понято, если его изучать изолированно от других, казалось бы далеких явлений. Становилось очевидным и другое: несмотря на огромные размеры Земли, процессы в ее недрах и на поверхности происходят в каждом месте не изолированно, но в тесной связи с процессами на больших пространствах планеты.


Огромный циклон, зародившись где-нибудь в северной части Атлантического океана, за несколько дней мог изменить погоду во всей Европе до Уральских гор и даже дальше. И одновременно тот же циклон, еще находясь в океане, мог породить слабые колебания земной коры, записываемые сейсмическими станциями на всей той территории, куда он должен был через несколько дней принести плохую погоду. Можно привести пример и обратного воздействия: медленные, длящиеся тысячи лет движения морского дна могут нарушить режим и маршрут глубинных морских течений, при этом резко изменится процесс переноса тепла океаническими водами, на большой территории сразу станет теплее… Именно так кончился 8—9 тысяч лет назад в Европе последний ледниковый период, кончился, когда теплые воды Гольфстрима, прорвавшись сквозь опустившийся глубже подводный Фарерский порог, пустились в далекий путь, огибая берега Скандинавии, неся тепло всей Северной Европе. И даже сейчас небольшие колебания высоты Фарерского порога настолько ощутимо сказываются на режиме вод, что небольшие вариации в переливе подводных течений через этот порог меняют уловы рыб в Северной Атлантике.

Постепенно в геофизике возникали представления об очень сложной системе связей между различными процессами на всем земном шаре. И развитие науки неумолимо привело к тому, что стало необходимым провести хотя бы в течение очень короткого срока наблюдения по всему земному шару, силами всех наук о Земле, едиными средствами и методами. Так возникла идея Международного геофизического года, в проведении которого участвовали 67 стран.

Три года шла подготовка к этому мероприятию, согласовывались программы наблюдений, выбирались места для новых геофизических станций, прокладывались маршруты экспедиций, обучались наблюдатели и готовилось оборудование. Тридцать месяцев, 914 дней — с 1 июля 1951 г. по 31 декабря 1959 г. — продолжалась эта небывалая научная эпопея. А затем настало время планомерной и методической обработки собранных материалов.

Сейчас, когда материалы МГГ в основном уже обработаны, ученым ясно, что только такой путь мог привести к значительному прогрессу в наших знаниях о Земле. И после завершения МГГ его идеи не умерли, наоборот, на ближайшие годы намечено осуществление многих новых международных геофизических проектов.

У программы Международного геофизического года была, однако, одна особенность: в течение МГГ главной задачей ученых было проникнуть в тайны внешних оболочек Земли — водной оболочки (океаны, моря, ледники), воздушной оболочки (атмосфера) и околоземного пространства. Задачам изучения недр твердой Земли в этой программе отводилась в целом скорее подсобная роль. Тем не менее и в этой области был сделан ряд важных открытий.

Таблица 1

ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ

(справочные таблицы)

СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА

Расстоя­ние от Солнца, млн. км Период обращения вокруг Солнца в земных годах и сутках Период вращения вокруг оси Радиус, тыс. км Масса в 1024 кг Сред­няя плот­ность,г/см3 Состояние вещества Внеш­нее маг­нитное поле
Солнце 25 дн. 9,1 ч. 696 1 984 000 1,39 Газ, плазма Есть
Меркурий 57,8 88 дн. 88 дн. 2,5 0,31 4,76 Твердое, без плотного ядра Нет
Венера 108,1 228 дн. ? 4,9 4,9 Твердое, с плотным ядром Нет
Земля 149.5 365,26 дн. 23 ч. 56 м. 6,37 6,0 5,5 То же Есть
Луна 0,384* 27 дн. 7 ч. 43 м.** 27 дн. 7 ч. 43 м. 1,74 0,074 3,39 Твердое, без плотного ядра Нет
Марс 228 1 г. 322 дн. 24 ч. 37 м. 3,39 0,65 4,0 Твердое, без плотного ядра (?) ?
Юпитер 778 11 л. 314 дн. 9 ч. 50 м. 71,3 1901 1,34 Газ, жид­кость, плаз­ма (?) Есть
Сатурн 1426 29 л. 167 дн. 10 ч. 14 м. 59,5 569 То же ?
Уран 2868 84 г. 5 дн. 10 ч. 45 м. 25,2 88 1,27 ?
Нептун 4494 164 г. 228 дн. 15 ч. 48 м. 24,9 103 1,58 ?
Плутон 5900 247 л. 225 дн. ? 1 ? 1 ? 1 ? ?


—————————————————————————————————————-

* расстояние от Земли.

** период вращения вокруг Земли.

—————————————————————————————————————-

Таблица 2

ОБЪЕМ И МАССА ЧАСТЕР1 ЗЕМЛИ

Оболочки Земли Средняя толщина, км Объем, км8 Масса, кг
Магнетосфера ~60 000 ~1015
Атмосфера 

В том числе:

тропосфера

стратосфера

~3 000 ~2 • 1012 ~5,2 • 1018
8—18 7,5 • 109 4,7 • 1018
60 30 • 109 0,5 • 1018
Гидросфера 

В том числе:

воды океанов

поверхностные воды су­ши

лед

вода в атмосфере

1,38 • 109 1,40 • 1021
3,8 1,35 • 109 1,37 • 1021
6,3 • 106 6,3 • 1018
30 • 106 27 • 1018
12,3 • 103 12,3 • 1015
Твердая Земля 1083 • 109 5,98 • 1024
Земля в целом, включая магнетосферу  ~1 • 1015 5,98 • 1024


Таблица 3

ФОРМА ЗЕМЛИ

Полярный радиус Земли 6356,8 км
Экваториальный радиус Земли 6378,3 км
Полярное сжатие Земли 1/298,2
Эллиптичность экватора (разность большой и малой экваториальных осей) —300 м
Разность северной и южной полярных осей ~20 м
Средняя высота континентов 850 м
Наибольшая высота на континентах (гора Джомолунгма) 8882 м
Средняя глубина океанов 3800 м
Наибольшая глубина океана (Марианская впадина) 11 034 м

Таблица 4

ПОВЕРХНОСТЬ ЗЕМЛИ

Площадь океанов 361 • 106 км2 71%
Площадь континентов 149 • 106 км2 29%
Площадь ледников суши 16 • 106 км2 11% суши
Площадь ледяного покрова океана 20 • 106 км2 6% океана
Поверхность Земли в целом 510 • 106 км2

Таблица 5

СРЕДНИЙ ВЕСОВОЙ СОСТАВ ЗЕМЛИ В ПРОЦЕНТАХ *

Химические элементы Fe О Si Mg А1 Са Ni Na К H Сl S N Аг С Прочие
Земля в целом 36,9 29,3 14,9 6,7 3,0 2,9 2,9 0,9 0,3 ~ ~ 0,7 ~ ~ 0,06 1,4
Земная кора 4,2 49,1 26,0 2,4 7,4 3,2 ~ 2,4 2,4 1,0 0,2 0,1 0,01 ~ 0,35 1,2
Морская вода ~ 85,8 ~ 0,14 ~ 0,04 ~ 1,0 0,04 10,7 1,9 0,09 ~ ~ ~ 0,3
Атмосфера ~ 23,2 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 75,5 1,3 0,01 <0,1

—————————————————————————————————————-

* знак ~ означает содержание менее 0,01% по весу.

—————————————————————————————————————-

Таблица 6

НЕКОТОРЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕМЛИ

Кинетическая энергия вращения Земли 22 • 1028 дж
Количество энергии Солнца, падающей на Землю 5,4 • 1024 дж/год
Количество тепловой энергии, выделяющейся из недр Земли 0,7 • 1021 дж/год
Количество энергии, выделяющейся при землетрясениях 1018—1019 дж/год
Количество энергии, выделяющейся при вулканических извержениях 5 • 1017—5 • 1018 дж/год,
Кинетическая энергия Мирового океана 1019 дж


Внутреннее строение третьей планеты от солнца, получившей название Земля

Зато целиком изучению недр Земли посвящен новый международный проект, впервые предложенный в 1960 г. крупным советским геологом членом-корреспондентом Академии наук СССР В. В. Белоусовым. Этот проект, носящий название «Верхняя мантия Земли и ее влияние на развитие земной коры» или просто «Проект верхней мантии», должен направить усилия представителей наук о твердой Земле во всех странах мира на исследование тех процессов, которые происходят в недрах Земли на глубине до 800—1000 км и определяют все важнейшие события и явления в самых верхних слоях Земли: образование океанов, континентов, горных хребтов, возникновение землетрясений и извержения вулканов, закономерности образования полезных ископаемых и запасы подземного тепла…

Автор: Admin | 2012-04-27 |

Живая планете Земля


Сколько же времени существует Земля? Вопрос этот немаловажен — ведь из-за огромных ее размеров процессы в ее недрах происходят не слишком быстро, и нынешнее состояние недр может быть достаточно полно объяснено лишь с учетом данных об истории развития Земли.

 

Для определения возраста горных пород сейчас повсеместно используются методы измерения слабой естественной радиоактивности этих пород. Радиоактивные тяжелые элементы уран и торий с течением времени превращаются в один из стабильных (т. е. дальше уже не распадающихся) изотопов свинца. Радиоактивный изотоп калия точно так же со временем превращается в газ аргон, а радиоактивный изотоп рубидия — в один из изотопов стронция.

В природе существует великое множество и других радиоактивных превращений, но перечисленные три оказались наиболее удобными, так как ничтожные, но поддающиеся измерению примеси либо урана, либо тория, либо калия, либо рубидия можно найти в каждой горной породе. Дальше расчет основывается на следующих соображениях: до образования горной породы продукты распада уносились прочь посторонними процессами. Когда порода образовалась (остыванием расплавленной лавы или выпадением из водного раствора), продукты распада радиоактивного изотопа уже не могут быть унесены и накапливаются в породе (исключение составляет газ аргон, для которого приходится учитывать его утечку путем просачивания сквозь мельчайшие поры породы).

 

Зная, что получившийся в итоге радиоактивного распада изотоп не может никаким другим путем поступить в горную породу, и определив лабораторным путем скорость распада исходного изотопа, можно произвести точный количественный изотопный анализ образца горной породы (в помощь химическим методам для определения ничтожных примесей различных элементов, возникающих в результате радиоактивного распада, применяется спектральный анализ). Несложный расчет даст теперь то время, которое понадобилось для накопления измеренного количества изотопа, образовавшегося при распаде исходного вещества.

К настоящему времени в лабораториях всего мира проведены многие и многие тысячи определений возраста горных пород. Результаты интересны: возраст самых древних из обнаруженных на Земле пород — гранитов Карелии и Канады превышает 3,5 миллиарда лет. Сама Земля еще старше, по всей вероятности, ей 4,5—5 миллиардов лет.

 


По своим размерам Земля не может тягаться с гигантами Вселенной: объем самой большой планеты Солнечной системы — Юпитера — превосходит объем Земли в 1400 раз (см. рис. 1), а объем самых больших звезд — красных гигантов — превышает объем Земли в тысячи миллиардов раз. Но вот возраст у Земли вполне «космический» — астрономы оценивают возраст всей системы видимых нами галактик в «каких-нибудь» 12—20 миллиардов лет. На небе мы можем наблюдать множество звезд и туманностей, возникших в те времена, когда Земля была вполне оформившимся небесным телом и на ней пышно развивалась жизнь.

 

Пять миллиардов лет — срок немалый, и было бы совсем не так уж удивительно, если бы за это время Земля закончила свое развитие и всякие процессы в ее недрах прекратились.

 

Человеческая жизнь коротка, и с первого взгляда действительно может показаться, что в природе движение царит только в воздухе и в воде и, когда отбушуют бури, сойдет снег и успокоится океан, твердая Земля останется точно такой же, как и год назад.

 


Но если пристальней вглядеться в окружающий нас мир, то можно заметить, что здесь овраг, размытый весенней водой, чуть больше врезался в склон холма, там новые камни упали с нависшей скалы, и река чуть изменила русло, и старое озеро еще больше заросло камышом, и прибой еще дальше разбил низкий берег… И если подсчитать, с какой скоростью ветер выветривает и вода размывает горы, сколько песка и глины взносят в океан крупные реки, то окажется, что потребовалось бы всего несколько миллионов лет, чтобы полностью размыть и снести в океан всю сушу, все континенты и острова. Но Земля существует миллиарды лет, и если за миллиарды лет океан бессилен справиться с сушей, то это может быть лишь потому, что, как бы сопротивляясь разрушительному действию внешних сил, в результате деятельности земных недр вздымаются новые горные хребты, создаются новые острова, растут новые участки суши.

Внутренние геологические процессы по большей части происходят медленно. Так, например, за 250 лет, прошедших со времени основания Петербурга, поверхность суши в устье Невы поднялась на метр с лишним. Со скоростью около сантиметра в год опускается побережье Голландии. Но мы знаем и гораздо более быстрые процессы — землетрясения, за несколько секунд сдвигающие на несколько метров земные пласты длиной в десятки километров, страшные извержения вулканов. Поверхность Земли несет на себе следы и медленных движений, и мгновенных катастроф, и ученые уже начинают сомневаться в постоянстве основных физических полей Земли.

 

Если представить себе, что в силу общих свойств мира сила тяжести уменьшается с течением времени, то окажется, что ослабшее поле тяготения не сможет удерживать в прежнем состоянии сжатые, напряженные горные породы. Земля начнет расширяться, вспухать. Уже несколько лет подобные гипотезы обсуждаются в различных статьях — от серьезных научных работ до самых легкомысленных спекуляций, где главным доводом в пользу расширяющейся Земли служит то, что вырезанные по контуру континенты можно так сложить на значительно меньшем глобусе, что они совпадут плотно, без просветов для океанов… Однако до сих пор нет сколько-нибудь убедительных доказательств ослабления поля тяготения. А о расширении Земли нам еще придется поговорить.

 

Гораздо определеннее обстоит дело с магнитным полем. Уже давно было замечено, что направление, которое указывает стрелка компаса, не совпадает с точным направлением на Северный полюс и, больше того, медленно меняется год от года. Это означает, что магнитные полюса нашей планеты не остаются на месте, а блуждают. Вернее сказать, магнитные полюса мечутся, смещаясь в день порой на несколько километров, возвращаясь на старое место и опять описывая вокруг него петли. Однако при этом среднесуточное положение магнитного полюса неуклонно изменяется, и поэтому карты магнитного склонения, на которых показано, на какой угол в каждом пункте поверхности отличается направление магнитной стрелки от направления на северный географический полюс, приходится заново пересоставлять каждые пять лет.

 

Мы знаем уже, что источники земного магнитного поля лежат очень глубоко в недрах Земли (забегая вперед, можно сказать точнее — в земном ядре). Значит, и самые внутренние части Земли не успокоились, в них продолжается движение.

 

Из всех планет Солнечной системы Земля оказалась самой приспособленной для развития на ней жизни и единственной (сейчас это можно сказать с уверенностью), на которой жизнь смогла развиться до самых высокоорганизованных форм, до разумной жизни. И вот сейчас ученые начинают понимать, что огромную роль в процессе развития высших форм жизни, продолжавшемся миллиарды лет, сыграли именно процессы развития, изменения земных недр и вызванные ими изменения условий жизни на поверхности Земли. Не случайно, что в океане, где условия жизни гораздо менее изменчивы, разумная жизнь так и не появилась. И лишь на суше, где под влиянием процессов в недрах Земли происходили перемены климата, наступали и отступали ледники и даже значительно менялся уровень интенсивности космической радиации, лишь здесь живые организмы находились под непрерывным воздействием значительных перемен в сфере их обитания. Эти перемены стимулировали развитие и образование новых форм животных, оставляли в живых, так сказать, наиболее «перспективные» ветви живого мира. На самом последнем этапе геологической истории, когда уже возник первобытный человек, природа создала ему не тепличные условия, а сложный мир стихий, мир снегов и льдов, разливов рек, бурь, засух, тот самый мир, в борьбе за овладение которым человек стал человеком.

 

Наша планета трудна для изучения, многообразна и переменчива. Будем же мы, ее жители, благодарны ей за это!

Автор: Admin | 2012-04-27 |

Поля Земли

Мечтаете о путешествиях в иные миры и всем сердцем верите, что мы не одни во Вселенной? Если да, тогда советую Вам посмотреть нло видео на сайте you-seo.ru, которое является неопровержимым доказательством существования ‘зеленых человечков’!



Полем в физике называется такое состояние пространства (пустого или заполненного веществом), при котором в этом пространстве действуют физические силы. Чаще всего действие этих сил зависит в той или иной степени от расстояния до их источника. Самое привычное для нас поле — поле тяготения: уже в младенческом возрасте, едва начав ходить, мы познаем на опыте, что все тела притягиваются Землей и стремятся упасть на нее. Физическая природа тяготения до сих пор во многом остается загадкой, но для наших целей достаточно знать описательный закон всемирного тяготения, открытый еще Ньютоном: два тела притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

 

Силы притяжения между небольшими телами ничтожны. Если поместить в межзвездном пространстве вдали от сильных полей тяготения и при отсутствии сопротивления среды и других воздействий два больших бильярдных шара на расстоянии 1 м друг от друга, то, притягиваясь друг Другу, они начнут сближаться с такой скоростью, что столкнутся только спустя сотни тысяч секунд, т. е. через несколько суток. Насколько же больше должна быть масса Земли, если любое тело, сброшенное с пятиметровой высоты, через секунду уже касается земной поверхности! Очевидно, что поле тяготения, такое слабое при взаимодействии малых тел, начинает играть весьма важную роль в поведении огромных масс планет и звезд.

Именно действие земного поля тяготения позволило английскому ученому Кавендишу в своих знаменитых опытах определить массу Земли. Схема опыта была очень похожа на только что описанный пример. Кавендиш сравнивал притягивающее действие Земли на небольшой шарик и на большой свинцовый шар с известной массой. Путем сравнения он вычислил массу Земли. Впоследствии эти опыты были повторены с высокой точностью, и сейчас величина массы Земли принята 5,98*1024 кг. Теперь, разделив массу Земли на ее объем, мы получим среднюю плотность Земли. Она равна примерно 5,5 г/см3. Но ведь плотность самых распространенных на поверхности Земли пород — песка, известняка, гранита — едва достигает 3 г/см3. Значит, в недрах Земли плотность вещества много больше. И «виновато» в этом, в первую очередь, поле земного тяготения. Камень объемом в один кубический дециметр давит на почву, на которой он лежит, с силой около 3 кг. Тяжесть каменного слоя толщиной всего в 1 м и площадью в 1 квадратный километр — уже 3 млн. тонн. А ведь чем глубже опускаться под поверхность Земли, тем больше будет давление вышележащих слоев горных пород. Легко сообразить, что в центре Земли, где равномерно действует притяжение масс со всех сторон, сила тяжести становится равной нулю. Но давление в этой области, созданное исключительно силой тяготения, достигает миллионов атмосфер. К результатам изучения земного поля тяготения, которым занимается отрасль науки о Земле, называемая гравиметрией, нам еще придется неоднократно возвращаться в дальнейшем.

 

Для понимания того, что происходит в недрах земного шара, важно знать не только давление. Не менее существенны для нас сведения о температуре земных недр. Если средняя температура поверхности земного шара немногим отличается от 0°С, то горячие глубинные источники, изнуряющая жара глубоких шахт, изверженная из недр Земли раскаленная лава убеждают нас в том, что недра Земли горячее ее поверхности и, следовательно, через земную поверхность из ее недр непрерывно идет поток тепла. Судя по последним измерениям, каждый квадратный метр земной поверхности безвозвратно отдает в пространство за сутки в среднем такое количество тепла, которым можно нагреть на 1° около литра воды. Конечно, на разных участках земной поверхности это количество тепла может колебаться в ту или иную сторону. Что же, еще одно оружие появляется у геофизиков: ведь по количеству тепла, выделяющемуся в океанах, на равнинах и в горных хребтах, мы можем судить о различиях температур под этими зонами на большой глубине.

 

В условиях увеличивающихся давления и температуры вещество земных недр может менять свои свойства. Конечно, при этом может изменяться и его состав, и это усложняет исследование земных недр с поверхности. Но все же мы можем представить себе, что под действием уже известных нам причин вещество земных глубин находится в сжатом, напряженном состоянии. И еще одно важное заключение можно сделать сейчас: поскольку сила тяжести и термическое поле на поверхности Земли распределены неравномерно, постольку и в недрах Земли существуют неоднородности и, в частности, неоднородно в земных глубинах и поле напряжений. Пусть читателю не покажутся слишком сложными эти рассуждения: все понятия, которыми мы до сих пор пользовались, встречаются в обыденной жизни, и требуется только некоторое воображение, чтобы перенести привычные представления о весе, давлении, температуре, упругой напряженности на громадное тело Земли.

 


Магнитное поле Земли – единственная преграда на пути солнечной радиации, способной в одно мгновение уничтожить всю жизнь на нашей планете

 

Говоря о физических полях Земли, никак нельзя забыть о ее магнитном поле. Его влияние сказывается прежде всего в окружающем Землю пространстве, где огромные дуги магнитных силовых линий служат ловушками, улавливающими космическое излучение и не пускающими его вниз, к поверхности Земли. За последние годы наши представления о ближайших окрестностях Земли, благодаря исследованиям на искусственных спутниках и ракетах, в корне изменились, и весь огромный комплекс электромагнитных явлений — воздействие на Землю всех видов солнечного и космического излучения, магнитные бури, полярные сияния, распространение радиоволн в ионосфере и тому подобное — рассматривается и объясняется совсем по-иному. В книге, посвященной твердой Земле, нет нужды останавливаться на этом, но важно помнить, что причина земного магнитного поля лежит глубоко в ее недрах. Последние магнитные наблюдения на спутниках показали, что влияние и основного магнитного поля, и крупных его неоднородностей, называемых аномалиями, очень медленно убывает при подъеме вверх на сотни километров.

 

Это и означает, что глубина залегания источников магнитного поля составляет тысячи километров вниз от поверхности Земли.

 

Магнитное поле Земли и наука о нем — геомагнетизм — еще один вид оружия в нашем геофизическом арсенале. Остается, пожалуй, упомянуть еще об одном свойстве горных пород — их электропроводности, которая тоже может быть оценена по наземным наблюдениям и дать в наши руки еще одну полезную характеристику состояния вещества глубоких недр.

Автор: Admin | 2012-04-27 |

Форма Земли


Земля — шар, Земля вертится — вот два капитальных, важнейших факта, с установления которых началась наука о Земле.

 


Открытия эти дались нелегко. Взять, например, форму Земли. Ведь до самого последнего времени мы не могли увидеть шарообразность Земли в натуре, мы понимали умом опыт с исчезающим за горизонтом парусником, мы привыкли к виду школьного глобуса, но это все не было реальным представлением об огромном шаре, окутанном дымкой атмосферы, с резкой линией восхода или заката, черной тенью бегущей от тропика и до тропика с востока на запад. Такой — реальной, огромной, шарообразной — увидели Землю лишь наши славные космонавты, такой запечатлена она теперь на многих цветных снимках из Космоса.

 

Столетия прошли, пока на точные карты легли очертания материков, рек, горных хребтов. Сейчас поверхность суши известна довольно хорошо, и никогда не будет открыто ни гор выше Джомолунгмы, ни новых наземных хребтов или крупных рек. Скоро будет завершена и картографическая съемка Антарктиды. Но ведь суша составляет только около одной трети всей поверхности Земли. На нашем языке вся планета называется «Земля», но если смотреть по справедливости, то название «Океан» подошло бы здесь куда больше. Но вот поверхность твердой Земли в океанах известна еще очень плохо. Еще сегодня можно найти в океане пространства в несколько сотен тысяч квадратных миль, на которых не сделано ни одного промера глубины!

 

Но все же в общих чертах мы представляем себе форму земной поверхности. Сейчас это может вызвать улыбку, но в XVII веке несколько десятилетий, то затухая, то разгораясь, велся великий спор: сплюснута ли Земля, как мандарин, или вытянута вдоль оси вращения, как лимон? Две знаменитые экспедиции Французской академии наук отправились в путь: одна поближе к экватору, в Перу, другая как можно дальше на Север, в Лапландию. Их задачей было измерить длину участка земного меридиана.

 

Еще Эратосфен, о котором мы упоминали, измерил длину окружности земного шара и вычислил радиус Земли. Эратосфен знал по рассказам, что в день летнего солнцестояния в африканском городе Сиене (теперь Ассуан) Солнце в полдень освещает дно глубокого колодца и, значит, стоит в зените. Он измерил высоту Солнца в полдень этого дня в родной Александрии и произвел простой расчет: высота Солнца в Сиене — 90°, в Александрии — 82°8/, расстояние по прямой дороге из Александрии в Сиену — АС = 5000 стадий (стадия античная мера длины, равная примерно 160 м). Отсюда, как легко сообразить, длина окружности земного шара равна:

 


 

В измерениях Эратосфена ошибки измерения угла а и совсем уж неточно оцененного расстояния АС
благодаря случайности взаимно компенсировались, и он получил неожиданно близкую к истине цифру. Но, конечно, для того чтобы решить задачу о форме Земли, такие измерения не годятся.

 

Экспедиции Ла Кондамина в Перу и Мопертюи в Лапландию прошли десятки километров, строя точную сеть треугольников. Дело в том, что благодаря применению оптических инструментов до самого последнего времени измерять углы между направлениями на две точки из третьей на поверхности Земли было гораздо легче и точнее, чем измерять расстояние между этими точками. Поэтому точной мерной проволокой или специальными жезлами измеряли одну сторону треугольника, а дальше мерили только углы и по правилам тригонометрии вычисляли длину остальных сторон. К первому треугольнику пристраивали второй, третий, и наконец целой полосой триангуляции (триангль — треугольник) охватывалось значительное расстояние.

 

В наши дни триангуляцией покрыта большая часть обжитой территории суши. На смену мерной проволоке пришли радио- и светодальномеры, работающие на принципе интерференции волн. А большие расстояния на Земле несколько лет назад опять стали измеряться треугольниками — только одна из вершин этих треугольников оказывается уже не на Земле, а в небе — это спутник, одновременно наблюдаемый на фоне неподвижных звезд из нескольких точек земной поверхности. Фотографирование спутника с точным отсчетом времени в наши дни позволяет измерить расстояние там, где никак не построишь триангуляционную сеть: так связаны точными измерениями Гавайские острова и Северная Америка, Северная Америка и Европа, Южная Америка и Африка.

 

А как же форма Земли? Ну что ж, измерения французских экспедиций показали, что в Перу длина одного градуса дуги на несколько сотен метров меньше, чем в Лапландии. Очевидно, у полюса кривизна земной поверхности меньше, и, значит, Земля сплюснута у полюсов. Полярный радиус Земли, по новейшим данным, равен 6 356,863 км, экваториальный 6 378,245 км, средний — 6371 км. Это означает, что окружность Земли по меридиану равна 40 008 км, а объем твердой Земли составляет 1,083*1012 кубических километров.

 

Как это часто бывает в науке, полученный результат относительно формы Земли сразу же привел к выводам совсем в другой области. Земля сплюснута вдоль оси вращения — это не случайно. Ее сплюснули, вернее, растянули ее экваториальную зону центробежные силы вращения. Но одно дело, если мы будем вращать упругий шарик, и другое — если придать вращение шарику из пластичной массы. Значит, по величине сжатия у полюсов можно судить о состоянии вещества внутри Земли! Много позже, уже в XX веке точные измерения сплюснутости Земли позволили получить важные сведения о степени упругости и пластичности Земли. Мы еще вернемся к этому вопросу, когда познакомимся ближе со строением самых глубоких земных недр.

 

Начиная с XVII века точные градусные измерения повторялись все чаще и охватывали все большие пространства. И тут ученых ждали сюрпризы. Земля не хотела влезать в простую геометрическую схему. Речь уже не шла о том, чтобы описать единой формулой всю поверхность Земли, с горными хребтами и океанскими впадинами. Ученые взяли воображаемую поверхность, которая получилась, если бы океаны залили всю Землю, и пытались уточнить форму этого «уровня моря». Это воображаемое тело получило специальное название «геоид», то есть «тело в форме Земли». Оказалось, что геоид — очень сложное по форме тело, отличающееся от эллипсоида вращения большими вздутиями и понижениями, буграми и впадинами. Причина могла быть только одна: разные участки земных недр различаются по своей плотности и, следовательно, по массе. Неравномерное притяжение внутренних масс и создает неравномерности уровня моря на поверхности Земли. Эти неравномерности невелики, и на огромных пространствах неправильности формы измеряются всего метрами или десятками метров, но эти неправильности во весь голос говорят о самой тесной связи поверхности Земли и ее недр, о действии сложных сил внутри Земли. Так мы неизбежно приходим к необходимости изучения земных недр даже в тех случаях, когда речь идет всего лишь о составлении точных карт земной поверхности. Но прежде чем двинуться дальше, нам надо разобраться в том, какие же силы действуют в нашей Земле, или, говоря другими словами, какие физические поля определяют ее строение и развитие.

Автор: Admin | 2012-04-27 |

Частица Вселенной


Наша галактика – Млечный путь

 

Мы не можем начать рассказа о недрах нашей планеты, не представив себе ее места во Вселенной. Вообразим себя на месте наблюдателя, находящегося от нас на расстоянии сотен тысяч световых лет и вооруженного необычайно мощным телескопом. Перед ним огромными спиральными рукавами раскинулась наша Галактика. Где-то в ее окраинной части светит желтая звездочка — не очень большая, но и не самая маленькая, рядовой член огромной многомиллиардной звездной семьи. От ближайших самосветящихся соседок ее отделяет расстояние в несколько световых лет (около ста тысяч миллиардов километров).

 

 


Эта звездочка — наше Солнце — перемещается в почти пустом пространстве космоса не в одиночестве. Внимательный взгляд может различить целую свиту разнообразных по размерам и свойствам планет, с разной скоростью и на разных расстояниях обращающихся вокруг центрального светила.

 


Ближе к Солнцу обращаются небольшие планеты — Меркурий, Венера, Земля с относительно большим спутником — Луной, Марс с двумя небольшими спутниками. Дальше находится пояс астероидов — огромного числа каменных глыб неправильной формы, обращающихся по разнообразным перекрещивающимся орбитам. За астероидами медленно плывут вокруг Солнца планеты-гиганты: Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Наконец, неподалеку от Нептуна обращается маленький и плохо изученный Плутон, быть может, утерянный своим хозяином бывший спутник Нептуна. Движущиеся, как правило, по очень вытянутым орбитам небольшие космические тела — кометы — дополняют общую картину Солнечной системы.

 


Снимок, переданный на Землю в 2011 году межпланетной станцией «Юнона», отправившейся к Юпитеру. Слева: Земля, справа: Луна

 

Вряд ли наш наблюдатель остановит свой взгляд на третьей от Солнца голубоватой планете — издалека она ничем не выделяется в семье своих космических сестер. А между тем именно здесь, на этой планете, природные условия сложились так исключительно благоприятно, что не только дали начало органической жизни, но и породили высшую форму материи — человеческий разум!

 

Рис. 1. Земля в семье планет? обращающихся вокруг Солнца. Сравнительные размеры тел солнечной системы

 

В самом деле, будь Земля меньше размерами, она не удержала бы на себе водной оболочки. Если бы она была много массивней, ей бы не удалось избавиться от водорода и метана (основных веществ, из которых состоит, например, Юпитер) и обогатиться более тяжелыми элементами, необходимыми для развития жизни. Если бы она была расположена чуть дальше от Солнца и средняя температура ее поверхности понизилась на каких-нибудь тридцать градусов (как это мало по сравнению с миллионами градусов звездных температур!), на ее поверхности не было бы жидких растворов, в которых зародилась жизнь.

 


А взять свойства важнейшего для жизни вещества, которым так богата Земля, — воды: если бы твердая фаза воды — лед — не была бы легче жидкой, все водные бассейны промерзали бы до дна, оледенение могло бы охватить всю Землю, и развитие жизни на ее поверхности должно было бы пойти совсем другим путем.

 

Все это так, но не следует забывать, что мы сейчас можем судить о развитии жизни на космических телах только с точки зрения нашей Земли. И вовсе не исключено, что в других условиях, в других мирах могли развиться другие формы высокоорганизованной материи. Если учесть к тому же, что в нашей Галактике многие миллиарды звезд имеют планетные системы, то существование разумной жизни в других мирах перестает казаться невероятным.

 

Вернемся к Солнечной системе. На рис. 1 изображены сравнительные размеры составляющих ее тел. Но расположены эти тела в пространстве на очень больших расстояниях друг от друга: чтобы получить правильное изображение системы Солнце — Земля в масштабе рис. 1, мы должны отодвинуть маленький кружок Земли от изображения диска Солнца на расстояние около 15 метров.

 

Притяжение Земли удерживает около нее нашего ближайшего космического соседа — Луну. До сих пор ведутся споры о том, как произошла Луна: образовалась ли одновременно с Землей из сгустков пыли и плазмы, отделилась ли от Земли на самой ранней стадии ее образования или пришла откуда-то и была захвачена Землей?

 

Так или иначе, но массивный спутник Земли обращается вокруг нее и оказывает на нее значительное воздействие. Установлено, что воздействие происходящих под действием Луны приливов (подробнее об этом см. в главе II) за миллиарды лет в несколько раз уменьшило скорость вращения Земли вокруг оси. Избыточная энергия вращения при этом переходила в тепло, и это было одним из существенных источников тепловой энергии Земли.

Обратное воздействие планеты-хозяйки было, естественно, более сильным. Луна под действием вызванных притяжением Земли приливов затормозилась настолько, что уже не вращается, а только чуть покачивается вокруг оси, оставаясь обращенной к Земле лишь одной стороной.

Притяжение Земли удерживает около нее не только Луну. Сравнительно недавно установлено, что концентрация космической пыли около Земли в тысячи раз больше, чем в межпланетном пространстве. Есть указание и на то, что два крупных сгущения — два облака пыли — обращаются вокруг Земли на расстоянии в сотни тысяч километров подобно спутникам.

 


Благодаря притяжению Земли вокруг нее существует газовая оболочка — атмосфера. Она очень разрежена на высотах в сотни и тысячи километров и становится все более плотной по мере приближения к Земле. Атмосфера не находится в покое: ее нижние слои постоянно возмущены огромными вихреобразными потоками — циклонами. Фотографии, полученные искусственными спутниками, позволяют одним взглядом охватить движение облачных систем на целом дневном полушарии Земли, уловить законы циркуляции всей атмосферы в целом.

 

Сквозь дымку атмосферы глаз постороннего наблюдателя увидит на поверхности Земли громадные пространства, занятые водой. Ею занято более 70% всей земной поверхности. Вода появилась на Земле главным образом в результате громадных по масштабам геологических процессов. Она выделялась в виде пара при вулканических извержениях и при химических преобразованиях в верхних слоях Земли. Круговорот воды в природе — ее испарение, выпадение в виде осадков, ее воздействие на горные породы и почву, замерзание и таяние — один из важнейших процессов на поверхности Земли.

 

Эту уже привычную для нас картину надо дополнить огромной, невидимой глазу системой радиационных поясов и облаков ионизированной плазмы. Они обнаруживаются совсем другими средствами наблюдения — научной аппаратурой спутников и космических ракет.

Так выглядит со стороны наша Земля — маленькая частица бесконечной Вселенной. Читателю теперь предстоит познакомиться с самыми общими свойствами земного шара.

Автор: Admin | 2012-04-27 |

Человек открывает Землю: открытие, длящееся века. Часть II

В преддверие ярких солнечных дней настоятельно рекомендую всем модницам посетить интернет магазин брендовых сумок, найти который можно по адресу www.brandsumka.ru.



Но не всегда люди в древности могли наблюдать повторяющиеся, регулярные явления. Иногда происходило необъяснимое: черноту ночи прорезал огненный хвост огромной кометы; страшные землетрясения разрушали города, и порожденные ими огромные морские волны обрушивались на побережья; внезапно выйдя из берегов, реки затапливали плодородные долины; вулканы, извергаясь, выбрасывали тучи раскаленного пепла, и огненно-красные реки жидкой лавы уничтожали все на своем пути. Неразвитый ум человека не мог дать правильного объяснения этим явлениям, и, как всегда бывает в таких случаях, на помощь приходила вера в сверхъестественное. Сейчас мы с интересом изучаем миф о Фаэтоне — поэтическое переложение впечатлений от падения около трех с половиной — четырех тысяч лет тому назад метеорита, найденного в 1927—1937 гг, эстонским ученым И. А. Рейнвальдом на острове Саарема. Мы считаем, что имеет под собой реальную основу и знаменитый миф об Атлантиде.

Можно только сожалеть, что сбору и строгому анализу древних преданий уделяется сравнительно мало внимания. Слишком короткий срок наблюдений насчитывает современная наука, слишком медленны многие процессы на Земле, и нам никак не следует пренебрегать любой информацией о геофизических процессах в древнейшие времена. Разумеется, использовать эту информацию мы можем, лишь располагая богатым материалом современных научных знаний. И нет ничего опаснее для нашего читателя, чем решить, что свои истины наука может добывать путем догадок и произвольных гипотез, без строгого анализа, без изучения всего пройденного пути, без опоры на достоверные, отобранные долгими наблюдениями факты.

 

Нельзя забывать и о том, что изучение закономерностей строения и развития нашей планеты важно не только для развития науки и народного хозяйства. Достижения наук о Земле играют большую роль в формировании правильного, научно-атеистического мировоззрения. В многочисленных мифах и религиозных учениях вольным или невольным образом широко использовался недостаток знаний об окружающем нас мире. В недрах Земли неизменно помещалось подземное царство темных сил природы, в заоблачной выси — райские кущи. Божественными причинами объяснялись и грозы, и извержения вулканов, и катастрофические наводнения. Поэтому определение истинного строения внешних и внутренних частей нашей планеты, научное объяснение загадочных явлений природы выбивает почву из-под ног церковников и сектантов, способствует укреплению материалистического понимания нашего мира.

 


О твердой Земле, об истории исследований формы Земли и строения ее недр написано немало хороших книг и статей и любой любознательный читатель сможет найти в них не только много нового и интересного материала, но и заметить, какими быстрыми темпами движется вперед наука: многое из того, что казалось верным десять лет назад, сейчас, в 2012 году, оказывается уже устаревшим. На наших глазах продолжается великий процесс открытия нашей планеты, начавшийся в незапамятные времена на заре человечества.

 


К началу XXI века мы хорошо изучили рельеф суши, ее горные хребты, реки, озера. Маршруты экспедиций пересекают последние белые пятна на ледяном панцире Антарктиды. Полным ходом идет изучение рельефа океанического дна и всей толщи Мирового океана. В наиболее доступной прямым наблюдениям оболочке Земли—атмосфере — ученые перешли от ее описания ко все более точному и успешному предсказанию ее состояния — погоды. Более того, уже разрабатываются методы воздействия на атмосферу, позволяющие получать погоду по заказу.

Но подлинной революцией в геофизике стали исследования нашей Земли извне, при помощи искусственных спутников Земли и космических ракет.

 


Первым запущенным в космос аппаратом стал советский «Спутник-1»

 

4 октября 1957 года — величайшая дата и в истории наук о Земле. В этот день созданный гением советского человека аппарат впервые в истории преодолел земное тяготение и положил начало серии блестящих экспериментов, заставивших нас по-новому взглянуть на ближайшие окрестности Земли. Были получены совершенно новые сведения о земной атмосфере и происходящих в ней процессах. Наблюдения за искусственными спутниками Земли позволили открыть новую оболочку Земли — магнетосферу, состоящую из поясов радиации и огромного разреженного облака ионизированной плазмы. Путем детальных наблюдений за движением спутника по орбите очень точно изучена теперь форма твердой Земли. Наблюдения на спутниках позволяют заглянуть и внутрь Земли.

 

Но эти огромные успехи были только начало. Даже сейчас наука еще только нащупывает пути для разгадки многих тайн Земли. При этом наименее изученной частью Земли остаются ее глубокие недра. Состав вещества глубинных слоев и законы, управляющие его движением и превращениями, еще не стали достоянием науки, хотя мы и знаем многое о строении нашей планеты, вплоть до ее центра. Между тем изучение недр становится важнейшей задачей науки: там скрыты законы образования полезных ископаемых и неисчерпаемые запасы подземного тепла; там таятся причины страшных бедствий — землетрясений, извержений вулканов; там надо искать причины, определяющие всю историю развития поверхности Земли.

Автор: Admin | 2012-04-27 |

Великая сила научного атеизма

В жизни каждого блогера наступает такой момент, когда его начинает интересовать такой вопрос, как продвижение блога в поисковых системах. Узнать основные правила, которые станут залогрм успеха на этом поприще, Вы сможете, посетив сайт www.yulainet.ru.



Российские ученые борются с идеализмом, религией, мистикой. 21 марта 1964 г. газета «Правда» опубликовала письмо акад. А. И. Опарина, в котором он обращал внимание на то, что дифференциация и специализация научно-исследовательской работы, громадный рост объективных знаний и наряду с этим недостаточное умение деятелей научной пропаганды быстро и полно донести эти знания до широких масс, а иногда неспособность сделать из этих знаний правильные обобщения и философские выводы приводят порой к идеологически очень вредному явлению, которое ведет к мистицизму. А. И. Опарин указывал, что даже среди наших пропагандистов и популяризаторов еще находятся люди, которых не удовлетворяют современные научные достижения, и в своих фантастических домыслах они рассуждают о каких-то высших одухотворенных существах, которые будто бы влияли когда-то или даже сейчас способны влиять на нашу земную жизнь. От таких рассуждений один шаг до «научного обоснования» таинственных, мистических сил, чего-то вроде прежних ангелов или демонов, которые будто бы невидимо существуют рядом с нами и с которыми мы даже должны считаться в нашей повседневной жизни.

 

Наука помогает человеку все глубже и глубже познавать объективные законы развития природы и общества, поставить силы природы на службу людям, создать изобилие материальных и духовных благ для народа. Важнейшие проблемы науки, «мировые загадки», которые долгие столетия служили объектом мистических спекуляций, теперь успешно разрешаются.

 

Еще в Программе Коммунистической партии Советского Союза говорилось, что достижения современной науки все полнее раскрывают картину мира, укрепляют власть человека над природой, не оставляя места для фантастических вымыслов о сверхъестественных силах.

 

Материалисты прошлого предвидели, что ум человеческий не может остановиться в своей жажде познания, а устремляется все дальше. Русские космонавты продолжают штурм космоса, физики — атома, химики — молекулы, биологи — живой клетки. Велики и благородны задачи ученых, работающих на благо строительства коммунизма. Наука никогда не закончит исследование мира. Какие бы пи появлялись на путях научного познания все новые тайны и загадки, ученые никогда не будут истолковывать их как сверхъестественные явления. Задаче преодоления мистики совсем не мешает рождение смелых научных теорий и гипотез, появление увлекательных научно-фантастических романов и повестей.

 

Пережитки религиозного мистицизма опасны, они ослепляют и оглупляют человека. Относиться терпимо к ним — значит примириться с невежеством и темнотой. Вопрос стоит только так: наука или мистика. Середины тут нет. В наше время всякие попытки соединить то и другое означают предательство науки. Коммунистическая партия учит ленинской непримиримости к мистике как вредному пережитку, добивается полного изжития антинаучных, религиозно-мистических воззрений на природу и общество.

 


В условиях развернутого строительства современного общества первостепенное значение приобретает формирование научного мировоззрения у всех трудящихся, обличение всего того, что противодействует движению вперед. Борьба с проявлениями буржуазной идеологии и морали, с остатками частнособственнической психологии, суеверий и предрассудков — это составная часть работы по коммунистическому воспитанию. Формирование научного мировоззрения невозможно без борьбы с религиозными суевериями. Верующие неизбежно должны прийти к выводу о несовместимости научных и религиозных воззрений, понять, что религия не может быть основой поведения людей, потому что религиозные предрассудки и мистические суеверия затуманивают сознание человека, мешают ему активно участвовать в социальной жизни нашей страны.

 


Переход России к такому варианту дальнейшего развития означает, что в нашей стране идейная борьба науки с остатками религиозных верований вступила в новый этап. До конца преодолеть пережитки идеалистических взглядов, религиозных представлений — это насущная задача, которую надо решить всеми средствами, имеющимися у нашей партии, у всех российских и общественных организаций. Необходимы неустанные усилия, чтобы окончательно преодолеть пережитки прошлого в сознании всех людей.

Автор: Admin | 2012-04-26 |
138 страница из 260« Первая...102030...134135136137138139140141142...150160170...Последняя »

GIF
Видео
Видео
Все обо всем
Забавно!
Иллюстрированные факты
Искусство
Истории
Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.