text14 (741407), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

В этом смысле современные ученые не так далеко ушли от Жоржа Кювье, первым сказавшего о вмешательстве катастроф в историю жизни на Земле. Многие десяти­летия эти его выводы отрицались наукой, как, впрочем, отрицаем мы и сейчас его представления о многократных возникно­вениях животного мира, ничего общего с предшественниками не имеющего. Что де­лать? Видимо, последовать совету того же Гете: «Не надо застывать в сомнении, оно, напротив, должно двигать дух к дальнейше­му исследованию и испытанию, и, если они проходят на более совершенной и широкой базе, — истина одержит победу». Тогда нескончаемому спору будет положен ко­нец.

1. Современные геологические катастрофы

1. Вулканы

Если бы драматичность и зрелищность были сутью природных бедствий, то вулканические извержения стали бы их эталоном, так как нет, наверное, ничего более ужасающего и великолепного. Извержение вул­кана катастрофично и потрясающе и часто влечет за собой внезапные страшные последствия. Города, ци­вилизации, культуры были уничтожены или совер­шенно изменены, а в одном случае, когда лава Везу­вия герметично запечатала город Помпеи, сохрани­лись в веках.

Есть что-то примитивное и таинственное в этой бьющей вверх из недр Земли струе. На то время, пока длится извержение вулкана, мы переносимся назад, в доисторические времена, о которых сложены леген­ды, когда твердая почва, по которой мы ходим, была еще движущейся, аморфной массой. Да, возникнове­ние поверхности Земли происходило поистине теат­ральным путем.

Извержения вулканов до сегодняшних дней ос­таются какой-то загадкой. Вулканологи могут изу­чать только последствия вулканических взрывов. Причины и источники самого явления скрыты слишком глубоко в недрах Земли (возможно, в са­мом ее ядре), чтобы исследовать их научными спо­собами. И так, похоже, останется на все время су­ществования человечества на нашей планете.

И все же в данный момент мы знаем о 516 дей­ствующих вулканах больше, чем, скажем, Плиний, когда он описывал извержение Везувия в 79 году.

Во-первых, настоящий, истинный вулкан - это просто отверстие или ряд отверстий в земной коре, через которые в атмосферу выбрасывается, нередко мощно и яростно, внутренняя энергия Земли. Жер­ло отверстия называется кратером. Большие, с ди­аметром свыше 1,5 километра, более или менее ок­руглые по форме впадины, образованные изверже­нием вулкана или обрушением части вулканиче­ского сооружения, называются кальдерами. Иног­да в кальдерах появляются кратерные озера.

Отверстие подобно трубообразному каналу, со­единяющему атмосферу с резервуаром расплавлен­ного вещества, известного как магма. Дым, ко­торый клубится над этими отверстиями, представ­ляет собой конденсированный пар, часто смешан­ный с частицами пыли, что придает ему желтую окраску. Так называемое свечение вулкана - это отражение в облаках испарений раскаленной до­красна магмы. А наблюдаемые молнии, возника­ющие внутри и вокруг этих клубящихся масс, - в действительности огни святого Эльма, вызванные характерным избытком статического электричест­ва в атмосфере вблизи вулканического взрыва.

Вулканические горы, которые мы часто оши­бочно называем вулканами, формируются после серии взрывов, когда выброшенное из земной коры вещество застывает вокруг отверстия. Фактически самые высокие в мире горы были образованы более миллиона лет назад путем накопления лав и вулканообломочных продуктов.

Существует три различных состояния веществ, извергаемых вулканами: жидкие (лава), твердые обломочные (пиропластические, такие, как вулка­нический пепел, грязь и камни) и газообразные - обычно двуокись серы из земной коры, - которые в результате извержения образуют в атмосфере сме­шанные формы.

И, наконец, вулканические взрывы не всегда направлены из конуса вертикально вверх, как это изображали художники-романтики в XIX веке. На­оборот, самые губительные и катастрофические взрывы происходят на склонах вулканических гор.

Вулканологам удалось составить схему глав­ных вулканических поясов на Земле: Среднеатлантическая гряда, проходящая через Вест-Индию; каскад хребтов в Северо-Западной части Тихого океана; Гавайская гряда; безымянная цепь гор, идущая вдоль северного побережья Средизем­ного моря и проходящая на восток через Малую Азию в Гималаи.

Теория «тектоники плит» установила некоторые причины извержения вулканов. По одной теории, вулканы появляются там, где плиты раздвигаются, выпуская, таким образом, поток магмы из-под плит. Например, Средне-Атлантическая гряда идет вдоль шва, от которого плиты Евразии и Америки стали, двигаться в противоположном направлении. Здесь образовались вулканические острова -Азорские, Ис­ландия и Тристан-да-Кунья.

Вторая причина образования вулканов, соглас­но этой теории, такова. Вулканы появляются там, где происходит сталкивание, надвиг, сдвиг или го­ризонтальное смещение плит относительно друг друга. Когда одна плита опускается под другую, она плавится и вспенивается по мере опускания в недра Земли. Одновременно расплавленные массы горных пород поднимаются на поверхность, где извергаются, образуя новые участки суши. Подоб­ные столкновения и смещения создали острова в Карибском море, вулканы Центральной Америки и Каскадные горы.

Третий тип вулканических образований харак­терен для плит срединных океанических хребтов. По мнению ученого-геолога доктора Роберта Декера, происходит следующее: «Каким-то образом го­рячее пятно прожигает дыру в середине плиты, давая возможность расплавленным шлакам вы­плеснуться на поверхность. Превосходный пример такого процесса - Гавайские острова. Они нахо­дятся прямо посредине огромной плиты Тихого океана».

Вулканологи классифицировали вулканы по 4 категориям, следуя от менее разрушительных к самым разрушительным. Легендарная гора Гавай­ских островов Мауна-Лоа, так же как и японская Фудзияма, не будет фигурировать в данном разде­ле, потому что ни одна из них не имела катастро­фических извержений. По крайней мере, в течение новой истории.

Гавайский тип извержения отличается относи­тельно спокойным излиянием лавы без взрывных извержений и выброса обломочных пород.

Стромболианский тип вулканов (назван по вул­кану Стромболи на Липарских островах, что к се­веру от Сицилии) характеризуется постоянными, но умеренными излияниями вязкой лавы, которая выбрасывается при небольших, повторяющихся взрывах.

Вулканическая категория, типичным предста­вителем которой является Парикутин, более взрыв­ная. Магма скапливается в верхних слоях жерла, но ее выход блокируется пробкой из затвердевшей лавы. Лава застывает у выхода между последова­тельными взрывами: Когда давление газообразных веществ внутри вулкана достигает критического, массы твердых осколков, обломков извергаются в (Воздух. Над кратером образуется облако водяного пара, но, в отличие от стромболианекого типа, не раскаленного.

Самым яростным и разрушительным является пелейский тип, названный так по имени его прото­типа - вулкана Мон-Пеле. В этом случае происхо­дит выброс вулканического пепла, горячих обла­ков газа, наполненных обломками лавовых глыб и сверхгорячего пара, которые движутся вниз по склону вулкана со скоростью хорошего урагана. Таким образом, тысячи людей оказываются застиг­нутыми врасплох и буквально перемалываются сверхгорячими потоками грязи, пара и расплав­ленных обломков, падающим вулканическим пеп­лом и бомбами.

Извержения вулканов нередко начинаются вне­запно. В прошлом проблема состояла в том, что на предупреждающие знаки (а именно - землетрясе­ния) не обращали внимания. Даже в наше время люди, находящиеся вблизи вулканов, игнорируют здравый смысл и предупреждения специалистов.

1. Землетрясения

Твердое основание земной поверхности, лежа­щее у нас под ногами, если верить признанной по­всеместно теории тектонических плит, является не более чем обманом. В соответствии с этим постула­том кажущаяся твердой поверхность Земли на са­мом деле состоит из постоянно дрейфующих плит.

Согласно теории, в основе которой лежат от­крытия в области геологии, океанографии и геофи­зики, литосфера, или внешняя земная кора, делит­ся на семь основных плит и двенадцать малых. Каждая из них имеет толщину примерно 100 кило­метров и покоится на менее устойчивом и более мягком слое, который называется астеносферой. На этих плитах хаотично нагромождены континенты, толщина которых составляет 70 километров. Уче­ные выдвигают теорию, что причиной дрейфования плит является перераспределение тепловой энергии внутри Земли.

Во время этого процесса происходит сталкива­ние между собой континентов и плит, их смещение относительно друг друга. Некоторые из них расхо­дятся. Вдоль этих границ происходят землетрясе­ния и извержения вулканов.

Существуют две основные причины землетря­сений. Одна из них отражает процессы поверхност­ного характера и вызывает незначительные зем­летрясения. Она заключается в том, что плиты, дрейфующие вдоль таких великих разломов, как Сан-Андреаса в Калифорнии и Альпийский разлом в Новой Зеландии, действуют подобно ножницам, круша и размалывая края друг друга. Еще одна причина отражает более глубокие процессы, проис­ходящие в зонах вдоль краев смещающихся плит, где ребра этих масс земной коры погружаются в земную мантию и на глубине около 500 километров повторно всасываются, поглощаются.

Дрожание земли возникает при землетрясении вследствие столкновения этих масс или при «наез­де» одной плиты на другую. При этом в земной коре возникают стрессы, напряжения и давления, которые находят свое разрешение на поверхности Земли.

Можно нарисовать такую картину. Оболочка Земли - это поверхность моря, волнующаяся от приливов и отливов. Твердый объект, натолкнув­шийся на препятствие в каком-то месте под зем­лей, вдруг став свободным, устремляется к поверх­ности. Там, где он появляется на поверхности, про­исходят процессы, аналогичные тем, что идут в центре землетрясения. Место нахождения этого прорвавшегося на поверхность объекта называется эпицентром. Круги, расходящиеся от эпицентра, точно соответствуют волновому эффекту распрост­ранения колебаний, происходящему при землетря­сении.

Единственная поправка, которую может внести в этот аналог действительность, состоит в том, что землетрясения обычно имеют несколько эпицент­ров одновременно на протяжении всей линии раз­лома. Таким образом, ударная волна и ее эффект имеют сложный характер и зону действия.

Землетрясение, как правило, начинается с лег­кого дрожания. Вслед за этим, порой с пугающей людей скоростью, возникает серия сильных толч­ков, способных вызвать извержение вулкана, камнепад и разрывы земной поверхности. Участки зем­ли могут подниматься и опускаться, провоцируя, в свою очередь, оползни и цунами - гигантские волны, внезапно обрушивающиеся на прибрежные зоны Азии (в остальных местах эти ужасающие стены воды называются сейсмическими волнами). И, наконец, завершающая стадия цикла земле­трясения характеризуется уменьшением силы виб­рации.

Когда землетрясения происходят в городской зоне, разрушения обычно бывают значительными и носят катастрофический характер. Податливые строения, возведенные на скальном основании, лучше переносят землетрясения, чем жесткие, воз­веденные на неустойчивой основе. Землетрясения сопровождаются величайшими трагедиями имен­но в последнем случае. За последние 4000 лет зем­летрясения и возникшие в их результате пожары, оползни, наводнения и иные последствия унесли жизни более 13 миллионов человек.

Сейсмологи научились измерять силу и разру­шительную мощь землетрясения. С помощью сейс­мографов они собирают информацию о скорости распространения, глубине и длительности таких процессов. Существует два типа волн, проходящих в толще Земли. П - первичные волны, имеющие компрессионный характер и распространяющиеся очень быстро. П-волны не проходят сквозь толщу воды. В - вторичные волны, являющиеся попереч­ными и вызывающие вибрацию земли, перпенди­кулярную направлению их распространения. Цу­нами вызываются третьим типом волн, которые называются Д (длинными) волнами, расходящимися вокруг эпицентра землетрясения.

Важно отметить, что П-волны и В-волны при изменении плотности и твердости вещества, через которое проходят, тоже изменяются. Это позволя­ет ученым с большой долей уверенности говорить о точных границах всех трех слоев Земли: ядра, ман­тии и коры. (Землетрясение рождается в мантии и коре, извержение вулканов — в ядре.) Исчезнове­ние В-волн на глубине свыше 3000 километров указывает на то, что, по крайней мере, внешняя оболочка ядра Земли жидкая.

Интенсивность землетрясений измеряется дву­мя способами: по шкале Рихтера и по шкале Мер-калли.

Шкала Рихтера, изобретенная в 1933 г. амери­канским сейсмографом Чарльзом Ф. Рихтером, предполагает измерение величины энергии, осво­божденной землетрясением в точке происхождения. Поскольку она основана на измерении, сделанном на расстоянии 62 миль от эпицентра, принятом произвольно, требовалось применение многочислен­ных сейсмографов и переводных таблиц, что было слишком трудно для понимания неспециалиста, то было решено остановиться на баллах Рихтера.

Шкала является логарифмической. То есть ос­вобождаемая энергия измеряется баллами, когда каждый последующий отличается от предыдущих на единицу. Фактическая же сила землетрясения, измеряемая этими баллами, отличается при этом в 10 раз. Например, сила землетрясения, равная 6 баллам по шкале Рихтера, будет в 10 раз больше той, которая обозначается 5 баллами.

У этой шкалы не существует верхнего или ниж­него предела. Небольшие землетрясения оценива­ются в пределах 0, а некоторые даже имеют отри­цательное значение. Землетрясение до 1 балла в норме может быть зарегистрировано только сейс­мографом. Колебания земли в 2 балла - это самые слабые землетрясения, ощущаемые людьми. При землетрясении в 5 баллов освобождается столько же энергии, сколько при взрыве 100 тонн тринит­ротолуола (ТНТ).

Землетрясение, достигшее по шкале Рихтера 6 баллов и более, считается сильным. При землет­рясении в 7 баллов по шкале Рихтера высвобожда­ется энергия, равная энергии при взрыве 1 милли­она тонн ТНТ. Случались и землетрясения в 8,5 балла по шкале Рихтера. Аляскинское землет­рясение - из этой серии.

Шкала, разработанная итальянским сейсмогра­фом Джузеппе Меркалли, учитывает влияние субъ­ективных факторов. Они измеряют силу землетря­сения на основании воздействия на обитателей рай­она: повреждений строений, ранений и гибели лю­дей, а при слабом землетрясении - проснулись ли от него спящие люди. На шкале Меркалли есть I и XII степени. Первая степень обычно не ощущается людьми (кроме самых чувствительных или находя­щихся в благоприятных для этого условиях). Вто­рая степень ощущается большинством людей и вызывает небольшие подвижки малых предметов. При землетрясении IV степени в стенах могут обра­зоваться трещины, при этом эффект похож на удар в здание тяжелого транспортного средства.

Характеристики

Список файлов реферата