Реферати

Реферат: Земля

Бауман, Микола генерал. План Уведення 1 Ранні роки 2 Тридцятирічна війна 3 Звита короля 4 Служба Росії 4.1 Пушкарский наказ 4.2 Конотоп 4.3 Великий похід Яна II Казимира 4.4 Світська діяльність генерала і повернення в Данію

Мужність є велика властивість душі народ отмечений їм, повинний пишатися собою... по повісті В.. "Мужність є велика властивість душі: народ отмечений їм, повинний пишатися собою..." (по повісті В. Кондратьева "Сашка") Автор:

Система фінансового контролю в Росії. Фінансовий контроль, як і планування, є найважливішим показником керування фінансами. Він є проявом контрольної функції фінансів і являє собою практичну діяльність спеціальних чи органів фахівців з перевірки законності здійснення фінансових операцій.

Гра в навчанні іноземній мові. Т. М. Максимова Іванівський державний енергетичний університет Однієї з актуальних проблем сучасної методики викладання іноземних мов є організація навчання дітей різних віків за допомогою ігор.

Повідомлення на тему: Суксцессия. Повідомлення на тему: Суксцессия Ріпки Миколи 11 "Б" клас Мінськ 2002 Будь-яка екосистема, пристосовуючи до змін зовнішнього середовища, знаходиться в стані динаміки. Ця динаміка може стосуватися окремих ланок екосистем (організмів, популяцій, трофічних груп), так і всієї системи в цілому. При цьому динаміка може бути зв'язана, з одного боку, з адаптациями до факторів, що є зовнішніми стосовно системи, а з іншого боку - до факторів, що створює і змінює сама екосистема.

Ударять години на вежі

Іграшкового Кремля,

І пригадає свій день вчорашній

Планета-музей - Земля...

Ю. Н.

Спокійного

не відав Сонця я

ні в льодовикові віки, ні пізніше. Ні!

У пухирях,

в опіках,

в шкірі жил, що сповзла це життя,

летячи навколо тебе.

Семен Кирсанов

Земля видалена від Сонця в середньому на 149 600 000 км. Ця відстань називається астрономічною одиницею (а. е.). Світло, маючи швидкість 299 792 км/з, долає цю відстань за 500 секунд, тобто приблизно за 8 хвилин. Значить, з Землі ми бачимо події, що відбуваються на Сонці, з спізненням на 8 хвилин.

Орбіта Землі майже кругова (ексцентриситет - 0,017). І все ж північною зимою Земля знаходиться на 3,3% ближче до Сонця, ніж південною зимою. Опромінювання інтенсивніше північною зимою на 6,9%

Земля рухається по цій орбіті з швидкістю 29,79 км/з і проходить шлях навколо Сонця за один рік (365,26 діб).

Площина земної орбіти називається площиною екліптики і приблизно відповідає усередненій площині Сонячної системи (більшість планет відхиляються від цієї площини тільки на 1 - 3 градуси, і тільки Меркурій і Плутон вносять різноманітність - 7 і 17 градусів).

Період звертання Землі навколо осі становить 23 години 56 хвилин, але через рух Землі по орбіті від одного до іншого сонячного сходу проходить 24 години, причому не точно 24 години, а в середньому 24 години, оскільки орбіта Землі не суворо кругова.

Полярна вісь Землі нахилена до екліптики на 23,5 градуси. Тому характерна зміна часів року.

Діаметр Землі - 12 756 км. Маса прийнята за одиницю (5,98*1021 тонн). Густина - 5,52 г/см3 (у стільки разів важче за воду).

У центрі Землі при температурі 5800 градусів Цельсия знаходиться тверде залізне ядро з відносно тонкою оболонкою з рідкого заліза на відстані 3 000 км від центра планети [Блоксхам, Габбінз, 1990]. Наявність рідкого ядра доводиться тим, що ця область Землі не пропускає поперечні сейсмічні хвилі, тобто хвилі зсуву, а подовжні сейсмічні хвилі, або хвилі стиснення, тут різко сповільнюються [Жарков, 1983]. Через швидке обертання планети залізний океан тече, і через цю течію виникає могутнє магнітне поле нашої планети (самоподдерживающийся механізм: отримуючи енергію від теплових ядерних реакцій і обертання Землі, залізо тече у вже існуючому магнітному полі; від цього народжується електричний струм, який народжує магнітне поле, що посилює магнітне поле всієї планети). Течії в ядрі викликаються конвекцією: більш гаряча і легка речовина спливає і через інерцію починає відставати від обертання планети, тобто дрейфувати на захід. Швидкість дрейфу повинна становити приблизно 1 мм в рік [Жарков, 1983].

Над ядром знаходиться мантія з твердого, але досить пластичної речовини, яка здатна повільно текти, утворюючи мантийние струмені (1320 - 1360 градусів Цельсия у верхній частині). Мантія рідка для тисячолітніх навантажень і тверда для сейсмічних хвиль і приливів. Сейсмічно виявлені декілька шарів мантії з різними властивостями.

Ще вище знаходиться відділена поверхнею Мохоровича земна кора з відносно легких порід. Земна кора не текуча, але здатна під дією або мантийних струменів, або інших причин розриватися в якихсь місцях і м'ятися в складки в інших місцях, утворюючи гори. Під материками товщина земної кори становить 30 - 70 км, під океанами - 3 - 10 км [Енциклопедичний словник, т.1, 1963]. Земна кора складається з верхньої осадкової оболонки, під якою лежать гранітний шар (відсутній в океанічних впадинах) і більш щільний базальтовий шар. Земну кору ще називають литосферой [Енциклопедичний словник, т.1, 1963], але в зведенні В. Н. Жаркова [1983] ці терміни не розглядаються як синоніми: континентальна литосфера з корою приблизно в 35 км складає в товщину 200 км, а океанічна литосфера з корою в середньому в 6 км складає в товщину 80 км, тобто литосфера - це більш широке поняття, ніж земна кора, і включає також підкоркову зону.

Через тонку тверду кору, в'язку мантію, рідке ядро і еллипсоидальной форму Землю іноді образно порівнюють з яйцем, звареним всм'ятку.

Земля - єдина планета Сонячної системи, де у великій кількості є рідка вода (а не тільки у вигляді льоду або пари). Вода перебуває в безперервному русі і кругообігу (океанічні течії, випаровування, дощі, течія рік).

Земля оточена атмосферою з азоту (77 %) і кисня (21 %). Два відсотки доводяться на водяні пари і інші гази, в тому числі вуглекислий, який вбиває життя у великих кількостях, але необхідний в малих кількостях. Вуглекислий газ бере участь в теплорегуляції земної атмосфери за рахунок парникового ефекту. Важлива також домішка у верхніх шарах атмосфери озону, затримуючого небезпечні для усього живого ультрафіолетові промені. Повітря знаходиться в безперервному русі (циклони, антициклони, пасати, мусони і т. п.).

У атмосфері розрізнюються тропосфера (8 - 9 км у полюсів, 11 км в помірних широтах, 17 - 18 км в тропіках), тропопауза, стратосфера, стратопауза, мезосфера (50 - 30 км, озоносфера), іоносфера (до 300 км, метеори, полярні сяйва), екзосфера з двома радіаційними поясами - внутрішнім (500-10000 км, небезпечніше, але перетинається космічними кораблями за 30 хвилин, що не небезпечно), зовнішній (до 100 000 км) [Улубеков, 1984 і інш.]. Магнітні пояси складаються із заряджених частинок сонячного вітру (протонів і електронів), схоплених магнітним полем Землі і створюючих структуру у вигляді двох "бубликів". Частина частинок відхиляється до полюсів Землі, де вони викликають полярні сяйва і т. п. явища. При ослабленні магнітного поля Землі ці частинки починають бомбити все живе на планеті (як і ультрафіолетові промені, з якими їх, однак, ніяк не можна плутати). Сонячний вітер (потік заряджених частинок, що летять від Сонця) сильно впливає на магнітосферу Землі і під час посилення сонячної активності частково "здуває" її на протилежну від Сонця сторону планети у вигляді довгого "хвоста". Озоносфера особливо тонка поблизу полюсів, де іноді утворяться озонові "діри" (внаслідок промислового забруднення атмосфери і природних причин, в тому числі вивержень вулканів; хімічно активні частинки, що попали в атмосферу взаємодіють з озоном). У утворенні озонових "дір" в якійсь мірі можуть бути повинні надзвукові літаки і навіть звичайні лайнери арктичних рейсів [Літак - ворог озоносфери, 1998], а також ракети [Ракети "дірявлять" озоносферу, 1998]. Розглядаються і можливі природні причини "дір" - утворення відособлених "воронок" холодного повітря [Стратосферний озон, 1993; Природні причини виникнення озонной діри, 1998]. Виникати ці "діри" можуть тільки над холодними частинами планети. Вони особливо характерні для Антарктиди, але невелика "дірочка" недавно знайдена над Гренландією [Озоносфера..., 1989; "Озонная діра"..., 1992].

Атмосферні явища нашою планети ми до кінця не знаємо. Наприклад, недавно були відкриті спалахи на висоті 60 км фронтом по ширині від 10 до 50 км над Африкою і Тихим океаном. Вони бувають приблизно 100 разів в рік. Радіовипромінювання цих спалахів в 10 000 раз могутніше за блискавки. Льотчики і раніше повідомляли про них, але їм не вірили. Спалахи відкриті американським супутником, призначеним для реєстрації ядерних вибухів (Відкрите нове атмосферне явище, 1994). Віднедавна розрізнюються три типи висотних спалахів: "феї" (інакше - "домовики"), "ельфи" і "сині струмені" [ "Ельфи", "феї"..., 1997], причому мова, здається, йде про спалахи поза Африкою і Тихим океаном. "Феї" бувають на висоті 50 - 90 км. Вони миттєві і червоні. Можливо, пов'язані з космічними променями, що обурюють іоносферу. "Ельфи" характерні для висот в 85 - 105 км. Вони також червоні, але кільцеподібні. Звичайно бувають після спалахів блискавок в грозових хмарах під ними, але іноді спостерігаються разом з "феями". Пов'язані зі сплесками радіохвиль, викликаними блискавками і т. п. явищами. Це немов кола від камінчиків на поверхні ставка, але радіохвильової природи. Механізм свічення "фей" і "ельфів", видимо, схожий: радиоимпульс в іоносфері прискорює електрони, які стикаються з молекулами азоту і примушують їх випромінювати червоне світло. "Сині струмені" нижче за інші подібні явища, вони як би стікають з грозових хмар, але це не блискавки. Цікаво, що якісь спалахи спостерігалися і на Венері, але природа їх не була зрозуміла (див. вище). Напевно для того, щоб розуміти те, що відбувається на інших планетах, треба спочатку досконально вивчити Землю.

Ми ж поки до кінця не зрозуміли навіть наші "рідні" полярні сяйва. Ще в 1900-х роках учасники полярних експедицій зазначали, що ці сяйва часто повторюють лінію побережжя, але їм не вірили, оскільки пояснити це було важко. У 1996 р. американський супутник "Polar" підтвердив існування явища, але причина його як і раніше не ясна [Полярне сяйво повторює лінію побережжя, 1998].

Величезні світлові об'єкти (так звані НЛО) спостерігалися і в нижніх шарах атмосфери. Наприклад, в 4 часи ранку 20-го вересня 1977 р. над Петрозаводськом у напрямі до Ладожському озера по складній траєкторії проплила "зірка" з яскраво-білої центральної оболонки і менш яскравої голубуватої області. Вона була видно від Естонії до Мурманськ протягом 20 хвилин. З центра виривалися снопи світла. Випромінювання пульсувало і змінило колір від зеленого до блакитного і далі до червонуватого. Цікаво, що якраз в 4 часи ранку поблизу цих місць з космодрому Плесецк був запущений супутник Землі "Космос-955 ", а на Сонці спостерігався унікальний по силі спалах, і, значить, на Землі була магнітна буря. Аналогічне поєднання подій було і у випадку з деякими іншими НЛО. Висловлюється припущення, що подібні НЛО - це плазмові утворення солнечно-магнитосферного походження, стимульовані техногенним впливом, а уявна немотивированность їх руху пов'язана з тим, що людина не відчуває стрибкоподібних змін спрямованості і напруженості електромагнітного поля [Авакян, Коваленок, 1992].

Не до кінця вивчені і "прості" блискавки. Тільки недавно, наприклад, з'ясувалося, що 85% блискавок розряджаються над сушею, яка займає далеко не велику частину поверхні планети. Ці дані отримані японо-американським супутником "TRMM" в листопаді 1997 р. [Супутник вважає блискавки, 1999]. Грози характерні для літнього періоду, а влітку суша значно тепліше за море. Великі перепади температур сприяють могутнім конвективним течіям атмосфери. Вітер підіймає заряджену крижану кристалик, чим сприяє появі електрично заряджених дільниць атмосфери.

Атмосфера тісно пов'язана з планетою загалом. Так, наприклад, через кожні 3 - 5 хвилин по всій Земній кулі, як по дзвону, що гудить, пробігає хвиля, яка реєструється сучасними чуйними сейсмографами. Виявилося, що землетруси до цього явища не причетні, і хвилю створює тертя рухомих повітряних потоків об поверхню планети [Земля "дзвенить", 1998]. Вільні сейсмічні коливання виникають через зміни атмосферного тиску і мають річні варіації з піком інтенсивності в липні-серпні. Є резонанс між коливаннями поверхні і вільними акустичними коливаннями атмосфери [Коливання надр Землі і її атмосфери, 2000].

У залізний океан на поверхні ядра встромлюються обернені гори відносно твердої мантийного речовини, через яких рух рідких залізних струменів ускладнюється, стає нерівномірним [Блоксхам, Габбінз, 1990]. Це приводить до безперервних змін напруженість магнітного поля, до відхилень магнітної осі від осі обертання планети, а також до блукання магнітних полюсів. Зміни магнітного поля особливо добре вивчені за останні 300 років [Блоксхам, Габбінз, 1990]. Відомо також, що магнітне поле за довгу історію нашої планети неодноразово слабшало до нуля і міняло знак. По вмороженним в гірські породи силових лініях магнітного поля начебто навіть встановили, що магнітне поле міняло знак з періодичністю в 285 і 34 мільйони років, з чим намагалися зв'язувати періоди масового вимирання живих істот на планеті через космічні промені (ці згубні для усього живого промені здатні досягати земної поверхні тільки в моменти відсутності у Землі магнітного поля). Один з цих періодів навіть спробували зв'язати з періодом звертання Сонячної системи навколо центра Нашої Галактики [Суперечка про звертання магнітного поля Землі, 1989]. Проте, є публікації, в яких затверджується, що зміна магнітних полюсів відбувається нерегулярно, хаотично, в інтервали від 100 тисяч років до 1 мільйона років. Є вказівки, що тривалість епох однієї полярності в новітній геологічний час становила 200 000 років, а в древній час - 1 000 000 - 10 000 000 років [Жарков, 1983], але якісь з древніх змін могли бути не помічені. Загалом, це питання не можна вважати вирішеним. Геомагнітні епохи, що Чергуються розрізнюються по переважаючій спрямованості геомагнітного поля, а всередині епох виділяються епізоди з протилежною полярністю.

Важливі не тільки повні повороти магнітного поля, але і коливання його потужності. Приблизно з середини 19-го віку потужність меншає на 0,05% в рік, і, якщо тенденція збережеться, поле повинно зникнути через 2000 років [Жарков, 1983]. Але ймовірно, цього не станеться, оскільки ми маємо справу з якимись постійними коливаннями магнітного поля. Звичайно поле мінялося навколо середньої величини, близької до сучасної. Начебто виявлені періоди таких коливань: 550, 700, 1200, 1800, 7000, 8000 років...

Магнітне поле Землі може мінятися не тільки від "обернених" мантийних гір. Є, наприклад, припущення, що навіть великий метеорит може його змінити [Земля..., 1990]. У разі падіння такого метеорита підіймається хмара пилу. Так ще пожежі починаються на цілому континенті. Пил і дим затуляють сонце, і відбувається похолодання на всій планеті. Тоді на полюсах намерзає багато льоду, і Земля, згідно із законом збереження кількості руху, починає обертатися прискорено. Рідке залізо на поверхні ядра відстає від планети, що прискорилася, через що збільшується хаотичність руху залізних струменів. А це ослабляє магнітне поле, і, як вказують автори гіпотези, зміна поля може статися аж до його повороту.

Земну кулю на декілька кілометрів сплюснуть у полюсів, тобто це, суворо говорячи, не куля, а еліпсоїд обертання (або ще точніше - геоид). Сплюснутость виражається і в ширині атмосферних шарів (див. вище). Є і іншого роду відмінності від суворої шарообразности. Так, наприклад, майже половина поверхні Земної кулі зайнята Тихим океаном, а материки сконцентровані, в основному, на протилежній півкулі.

Температура на поверхні Землі буває в інтервалі від мінус 88,3 градусів Цельсия (Антарктида) до плюс 57,8 градусів Цельсия (Мексиканське нагір'я). Дуже низькі температури зафіксовані також в Оймяконе (-77,8) і Верхоянське (-67,8) (обидві точки в Росії), дуже високі - в Долині Смерті в США (56,7) і на плато Стюарт в Австралії (55).

Температура в надрах Землі набагато вище. Енергія виділяється при розпаді атомних ядер радіоактивних елементів. Тепло, що Нагромадилося поступово виходить назовні, спричиняючи рух мантийних струменів і материків [Хауелл, 1986; Хаин, 1995; Пущаровский, 1995]. Справа в тому, через тонку океанічну кору (6 - 7 км) внутрішнє земне тепло легше покидає планету, ніж через материкову кору (порядку 50 км). Середній тепловий потік в океанах - 1,51 мккал/(см2. з), на континентах - 1,41 мккал/(см2. с) [Жарков, 1983]. Тепло скупчується під самими великими материками. При нагріванні речовина мантії під материком розширяється і стає легше, ніж була. Тому воно починає повільно підійматися вгору, спливати. Виникає висхідний мантийная струмінь (швидкість сплиття речовини порядку декількох сантиметрів в рік або навіть менше). Мантийная струмінь "б'ється" об материкову кору і починає розтікатися під материком у всі сторони, захоплюючи за собою і материкову кору. Материк розколюється, і його фрагменти починають поступово розійтися в різні сторони, а між ними розкриваються нові океани. Цікаво, що тепловиділення Землі на 40% визначається радіоактивним розпадом в самій корі, а більш глибоке тепло за минулі мільярди років ще не встигло вийти назовні, і Земля за весь час в середньому вихолонула тільки на 800 градусів Цельсия [Жарков, 1983]. Проте, через відкриття конвективного перенесення тепла ці цифрові дані, можливо, будуть переглянені. У тому ж зведенні В. Н. Жаркова [1983] є вказівка, що теплопоток з кори становить 40 % лише на материках, а в океанах майже все тепло поступає з мантії.

Материки рухаються разом з якоюсь частиною океанічного дна, утворюючи єдину литосферную плиту [Пущаровский, 1995 і інш.]. Зараз на Земній кулі можна нарахувати від 7 до 11 - 12 литосферних плит, якщо нехтувати або не нехтувати декількома "маленькими" самостійно діючими блоками - Аравією, Центральною Америкою і інш.

Африканська плита практично покоїться. Більшість плит рухаються з швидкістю 2 см в рік, тобто відносно повільно (Північноамериканська, Євразійська, Аравійська, Південно-Американська, Антарктична і, можливо, Карібська?). Зі швидкістю 6 - 9 см в рік рухаються плити з протяжними межами субдукції, що тобто частково утонули плити (Кокос, Наська, Філіппінська, Індійська) [ "Швидкісна" тектонічна плита, 1997]. Индостанская і Євразійська плити зараз стикаються з швидкістю 5,5 см/рік [Сама високогірна обсерваторія, 2002]. Найбільш швидкий рух властиво в цей час Тихоокеанській литосферной плиті в районі острова Великодня - 15 см/рік [ "Швидкісна" тектонічна плита, 1997].

Можна зробити ряд узагальнень:

чим велика площа плити зайнята материком, тим повільніше рухається плита відносно мантії;

чим більше відносна довжина меж поглинання, тим більше їх швидкість;

чим ближче плита до екватора, тим вона швидше рухається, тобто обертання Землі також має значення в механізмі тектоніки плит [Жарков, 1983].

"Обломки" материків, що Розходяться колись і десь (наприклад, на протилежній стороні Земної кулі) знову збираються разом. Виникає новий великий материк або навіть сверхматерик, зібраний з всіх материків, і процес повторюється знов. Цикл займає приблизно 500 мільйонів років (200 - рухи материків один до одного, 100 - існування єдиного сверхматерика Пангеї, 200 - розходження материків). Достовірно, що материки на Земній кулі не менш двох разів збиралися воєдино (Пангея і Пангея) [Хаїн, Божко, 1989; Мерфи, Нанс, 1992]. Є і низхідні мантийние струмені, або противоструи (під океаном або під великим материком, що недавно "зібрався", поки тепло ще не нагромадилося під ним). У цей час (останні 200 із зайвим мільйонів років) висхідний мантийная струмінь "б'ється" в Африку, куполообразно вспучивая цей континент. Тому в Африці (особливо в її центрі - подивитеся в географічний атлас!) майже немає довгих гірських хребтів на зразок Анд або Гималаєв, але зате вся вона підведена. Африка - центр колишнього сверхматерика Пангея. 180 мільйонів років тому Пангея розкололася, спочатку утворилися Гондвана (південний сверхматерик) і Лавразія (північний сверхматерик), які потім також розкололися, і у всі сторони розбіглися сучасні материки і їх частини: Південна Америка, Австралія, Антарктида, Індія (частини південного сверхматерика), Північна Америка, Східна Європа і Сибір (частини північного материка) [Хаин, Божко, 1989]. Вони всі ще продовжують розбігтися в різні сторони, а сама Африка все ще продовжує розколюватися. Нові тріщини - протока у Мадагаськара, Червоне море, розлом з озерами Танганьіка і Ньяса. Старі тріщини - Атлантичний і Індійський океани. У їх серединних частинах знаходяться підводні хребти (серединні океанічні хребти). Це шви, поблизу яких народжується нова земна кора. Материки, що Розходяться володіють спокійним берегом, який звернений до Африки, і бурхливим протилежним берегом. Там димлять вулкани, зростають гори (Кордільєри і Анди в Америці), часто відбуваються землетруси. Через насунення материків скорочується і як би закривається Тихий океан, оперезаний Тихоокеанським вулканічним кільцем (місцем зіткнення литосферних плит). Десь під Тихим океаном або під південно-східною частиною Євразії є низхідний струмінь [Хаин, 1995]. Тут стикаються обломки материків. Порівняно Індія, що недавно відколювалася від Африки, закривши океан Тетіс і розкривши частину Індійського океану, зіткнулася з Євразією і продовжує вдавлюватися в цей новий сверхматерик. Внаслідок цього утвориться складка - постійно зростаючі гори Гімалаї. При зіткненні материків більш важкий з них тоне і в 2 етапи йде в глибини мантії до ядра Землі (холодна литосферная плита занурюється на 570 км до межі верхньої і нижньої мантії, затримується тут на 100 - 400 мільйонів років, а потім швидко тоне до межі мантії і ядра), а більш легкий материк випинається вгору у вигляді гірського хребта [Хаин, 1995]. У Азії багато довгастих гірських систем (Саяни, Алтай, Тянь-Шань, Алай, Нань-Шань, Куньлунь і інші). Все це сліди зіткнення материкових пар, з якої один материк (або величезний материковий острів на зразок того, що прямував услід за Індією Мадагаськара) потонув, занурився в глибини мантії. Аравійський півострів, що відколювався від Африки пізніше за Індію, зараз з швидкістю 3 см в рік вдавлюється в Азію, і від цього зростає Кавказ, відбуваються землетруси. Багато які більш дрібні "шматочки" перетнули середземне (залишки океану Тетіс) море і утворили гірські складки в Європі [Казьмин, 1989]. Одна з самих молодих складок - Альпійська (Альпи, Карпати, Крим, а також згадуваний Кавказ). Відгомони землетрусів в Карпатах ми іноді відчуваємо і в Москві у вигляді поштовхів силою 1 - 3 бали [Никонов, 1997]. Атлантичний океан між Африкою і Америкою відкрився 180 мільйонів років тому (відкрите Вегенером в 1912 р.) і по прогнозах буде зростати ще 20 мільйонів років (до віку в 200 мільйонів років), а потім почне закриватися. За останні 2 мільярди років могло виникнути і зникнути біля 20 океанів [Хауелл, 1986]. Материки розриваються також через швидке обертання планети, хоч це і не головна причина [Мерфи, Нанс, 1992]. Загалом, ми мешкаємо на геологічно бурхливій планеті, лик якої безперервно перетворюється. Швидкість цього перетворення значно більше, ніж на Венері.

У русі материків, нарівні з впорядкованістю, спостерігається і хаотичність через те, що багато в чому хаотичні конвективні струмені гарячої і холодної речовини в мантії, тобто багато які геодинамические процеси нелінійні [Пущаровский, 1998]. Висхідний і низхідний струмені можуть бути і не в суворо протилежних частинах планети (перша під Африкою, друга під Азією). За рахунок цього, можливо, підтримується асиметрія планети: в одній півкулі - Тихий океан, в іншому - материки; на півночі більше материків, на півдні - води і т. д.

Рух мантийних струменів - не єдиний механізм тектоніки плит. Важка і частина плити, що частково утонула може захоплювати за собою всю іншу плиту і навіть приводити в рух мантію. У місцях зіткнення материкових і океанічних плит чекали виявити силу стиснення, а виявилося розтягнення [Жарков, 1983]. Значить, важлива сила тяги холодного і важкого блоку, що занурюється в мантію. Інші ж плити просто розштовхуються тонучими сусідами. Цим пояснюється якісна різниця в швидкостях руху двох груп плит. Виходить, що що відсунулася від серединного океанічного хребта і захололої литосфера, яка тоне, - це основна рушійна сила тектоніки плит [Жарков, 1983]. Автору цієї роботи думається, однак, що мова все-таки йде про деталі механізму тектоніки плит, а не про основну рушійну силу, і колишні автори, вказуючи на теплову конвекцію в мантії, були ближче до істини. Так можна в мильній воді створити рукою складну структуру вертикальних і горизонтальних течій, при якій будуть області швидких течій ( "океанічна кора") і тихі області, де скупчилися мильні пузирі ( "материки"), швидкі струмені будуть володіти деякою інерцією і впливати на тихі області, формуючи їх, але рушійною силою буде рука, а не тонучі швидкі струмені.

Плита, що Занурюється спочатку швидко "падає", а потім гальмується на глибині порядку 700 км і випробовує стиснення [Жарков, 1983].

Тектонічні переміщення материків - не єдині крупномасштабний рухи поверхневої речовини на Землі. Так, наприклад, в кінці 1990-х років був відкритий гігантський обвал на дні Чорного моря [Казанцев, Кругляков, 1998]. Блок площею 200 км2 і завтовшки 200 м (приблизно 40 кубічних кілометрів) перемістився на 22 км з глибини 1500 - 1950 м на глибину 1950 - 2050 м. Видимо, таке переміщення сталося не вмить (а те було б найсильніший землетрус з цунамі), але все ж за обмежене число років, тобто набагато швидше, ніж переміщаються материки. Чи Не схоже переміщення речовини описане на Венері як що не має аналога на Землі?

Гори на Землі мають різну природу. Вони воздимаются у вигляді плоскогір'їв в місцях, де вгору "б'є" мантийная струмінь (в Африці), випинаються в місцях зіткнення материків і материкових островів (Гімалаї, Кавказ, Карпати, Альпи, а в далекому минулому - Урал, Аппалачи), виникають у вигляді складки на передньому краю рухомого материка (Анди і Кордільєри в Америці, Великий Вододільний хребет і Австралійські Альпи в Австралії), оконтуривают розломи материків (поблизу озер Ньяса і Танганьіка в Африці), що "тріскаються", зростають з океанічного дна у вигляді серединних океанічних хребтів (наприклад, в Атлантичному океані). Вони мають самий різний вигляд, в тому числі у вигляді паралельних хребтів (як іноді на Венері). Середня швидкість росту гір - 0,6 мм/рік, рекордна - 9 мм/рік (Гімалаї) [Никонов, 1988]. Є, правда, вказівка, що плато Путорана в Сибірі зростає з швидкістю 11 мм/рік [Пармузин, 1988].

Тяжіння не скрізь на Землі абсолютно однакове. Є невеликі відхилення, викликані флуктуаціями густини в корі і мантії. Цікаво, що гори не викликають подібних відхилень, тобто не притягають більше, ніж рівнини. Це пояснюється тим, що гори скомпенсировани зменшенням густини під ними. Тобто гори як би плавають в корі, як айсберги, маючи "коріння, що йде вглиб " [Жарков, 1983]. Звідси можна зробити висновок, що вивітрювання, яке переносить гірський матеріал в пониження, повинно порушувати що склався рівновагу, а тому гори через вивітрювання можуть злегка підростати, як би спливати. Якщо перенести ці міркування на піднесеності і низовині, то стане зрозумілим, чому, наприклад, Теплостанської піднесеності в Москві відповідає прогиб підмурівка і чому ця піднесеність, що підточується рікою Москвою і іншими ріками, продовжує злегка зростати відносно навколишньої місцевості (припущення автора).

З рухом материків, тобто з тектонікою литосферних плит, тісно пов'язаний карбонатно-силікатний геохімічний цикл, що має значення в масштабах всієї планети [Кастинг і інш., 1988]. Через "несправності" цього циклу на Венері, наприклад, немає життя. Суть карбонатно-силікатного циклу в кругообігу вуглеводу і підтримці в земній атмосфері постійного процентного змісту вуглекислого газу, який необхідний для життя в малих кількостях і смертельно отруйний у великих кількостях. Крім того, вуглекислий газ, коли він у великих кількостях, викликає перегрів планети через парниковий ефект (сонячні промені на 20% все ж проникають до твердої поверхні Венери, а тепло, що приноситься ними майже не може покинути планету і нагромаджується). Надлишки вуглекислого газу безперервно вимиваються із земної атмосфери дощами (вуглекислий газ розчиняється в дощових краплинах, перетворюючись у вугільну кислоту) [CO2 + H2O - > H2CO3]. Вугільна кислота, падаюча з неба, руйнує кальцієво-силікатні гірські породи [CaSiO3 + 2 H2CO2 - > Ca++ + 2 HCO3- + H2O + SiO2]. Іони кальцію і гидрокарбоната (вапно) змиваються грунтовими водами, струмками і ріками в морі. Там вапно засвоюється морськими живими організмами, що будують з неї свої раковини і внутрішні скелети [Ca++ + 2 HCO3 - > CaCO3 + вода + розчинений у воді вуглекислий газ]. При відмиранні живих організмів їх вапняні раковини і скелети падають на дно, утворюючи карбонатние осадкові породи (вапняки або доломіт, якщо є домішка іонів магнію). Якби не було життя, вапно саме б осідало на дні морів, але це відбувалося б при трохи більш високої її концентрації в морській воді. Далі ці вапняні породи при зіткненні материків попадають на великі глибини, де при високих температурах сполучаються з кремнеземом і утворять силікати і вуглекислий газ [CaCO3 + SiO2 - > CaSiO3 + CO2]. Вуглекислий газ через серединні океанічні хребти (де виникає молода кора) і через вулкани по краях литосферних плит вихід назовні в атмосферу. Карбонатно-силікатний цикл підтримує помірну температуру повітря на планеті.

Механізм буферного ефекту температури повітря:

нижче температура повітря - менше випаровування вологи - менше хмар і хмар - менше дощів - вуглекислий газ не вимивається з атмосфери - парниковий ефект - вище температура повітря;

вище температура повітря - більше випаровування вологи і т. д.

Цікаво, що температуру повітря на Землі тепер може підняти не тільки додатковий вуглекислий газ, що виділяється заводами, фабриками і котельнями, але і фтороформ, що утворюється в процесі виробництва. По парниковому ефекту він в 10 000 раз перевершує вуглекислий газ (Фтороформ - могутній парниковий газ, 1999), за іншими даними - в 22000 раз [Ще один небезпечний..., 2001]. До числа парникових газів відноситься і метається, концентрація якого в атмосфері за два останніх віки весь час збільшувалася, хоч останнім часом темпи накопичення знизилися [Надходження метану в атмосферу сповільнилося, 2000]. Інші парникові гази - N2O, SF5CF3 (трифторметилпентафторид сірі) [Ще один небезпечний, 2001].

Можливі "поломки" карбонатно-силікатного циклу:

немає тектоніки плит, і вапно не перетворюється у вуглекислий газ атмосфери, вся зосереджена в гірських породах (Марс, переохолодження);

немає води, яка змиває вуглекислий газ з атмосфери, і він нагромаджується в атмосфері (Венера, перегрів).

Через тектоніку плит клімат на Землі постійно міняється. Так, наприклад, тектонічний підйом Тібету і гір на заході Америки зробив клімат 40 мільйонів років тому контрастнішим, ніж до цього. Південь став ще тепліше, а Північ ще холодніше [Роддимен, Куцбах, 1991]. Сніг, що Випав на півночі відобразив сонячне тепло зворотно в Космос, і на всій планеті похолодало [Міжльодовикове потеплення почалося і закінчилося раптово, 1998]. Мало значення також збільшення площі тундри в порівнянні з вічнозеленим хвойним лісом, який взимку гірше відображає промені в Космос [Нова модель почала заледеніння, 1997]. У поєднанні з іншими причинами (опріснення Північного Ледовітого океану ріками, поворот океанічних теплих і холодних течій через зміну солоності води) це привело до заледеніння Північної півкулі. Але назад сибірські ріки (вони не змогли подолати льодовики і потекли через Аральськоє, Каспійське і Чорне моря), що повернули дали можливість Північному Ледовітому океану знову осолониться, його холодні солоні струмені у вигляді Лабрадорського течії змогли знову поднирнуть під теплі струмені Північно-Атлантічеського течії, і воно пішло по поверхні до берегів Скандінавії, і це привело до танення льодовиків [Карнаухов, Карнаухов, 1997]. Процес повторився не менше за 5 - 6 разів за останні 700 - 800 тисяч років [Москвитин, 1964].

Можливий ще один механізм зміни льодовикових епох межледниковьями. З 1970-х років відомо, що в порах донних окенанических осадків зберігається велика кількість метану у вигляді газогидратов (метан виділяється при розкладанні органічної речовини в осадкових породах). Газогидрати в 10 раз міцніше за лід при низьких температурах і високому тиску, т. е. на глибинах більше за 500 м, а на поверхні відразу ж розкладаються на воду і метан. У розпал заледеніння рівень Світового океану впав приблизно на 120 м, що могло привести до звільнення великої кількості метану і збільшення парникового ефекту. Буріння льодовиків Гренландії і Антарктиди показало, що підвищення температури в кінці льодовикового періоду і зростання концентрації парникових газів (метан, диоксид вуглеводу) йшли параллелльно один одному [Газогидрати і кінець льодовикового періоду, 2000]. Таким чином, наша планета володіє різними механізмами зворотного зв'язку для підтримки кліматичної постійності, але не всі з цих механізмів діють так швидко, щоб не виникало льодовикових епох. Є вказівка, що на планеті існував 100 000-літній цикл з 20 льодовиковими епохами і десяти - пятнадцатитисячелетними межледниковьями [Реферативний журнал, біологія, загальні проблеми, 1994, № 5].

Сукупність гіпотез, описаних вище, здається автору найбільш переконливим поясненням льодовикових періодів. Циклічність льодовиків зумовлена якимись внутрішніми ритмами планети, а не ритмами Сонця і Сонячної системи. Щоб, однак, не було ілюзії, що цей погляд розділяється всіма, приведу цитату з недавно опублікованого огляду по палеонтології [Рич і інш., 1998]:

"Циклічний характер четвертичного періоду, можливо, пов'язаний з регулярними, незначними змінами в формі орбіти Землі відносно Сонця. Це викликає зміни в кількості і розподілі сонячного тепла, що отримується. Коливання досить великі, щоб істотно зменшити кількість льоду, що розтав ... Хоч зміни в формі орбіти Землі можуть пояснити, чому льодовики наступали і відступали протягом четвертичного періоду, вони не пояснюють, що послужило поштовхом до першого заледеніння... Можливо, протягом кайнозоя температура Землі знизилася... Для пояснення зниження температури Землі протягом кайнозоя було висунено декілька гіпотез. Одна з них заснована на скороченні кількості тепла, що виділяється Сонцем. На жаль, ніхто не вигадав, як перевірити це припущення. Інша гіпотеза засновується на тому, що кайнозой і особливо пізній кайнозой - час інтенсивного гороутворення. Обширна область Землі в цей період була піднята вище, в більш холодні кліматичні зони [пояси], і це привело до загального пониження температури. Прихильники третьої теорії передбачають, що оскільки континенти перемістилися внаслідок тектоніки плит, то змінилася циркуляція повітряних і океанічних потоків. При зменшенні потоку тепла від тропіків до високих широт можна чекати глобальне похолодання клімату. Крім того, відносні кількості суші, що змінюються і моря в різних широтах вплинули на пониження температури всієї Землі. Зокрема, поменшало співвідношення відображеної і поглиненої енергії у бік збільшення відображеної кількості. Можливо, всі ці чинники викликали останній льодовиковий період." (с.575).

З циклічними змінами орбіти Землі немає повної ясності, хоч інші планети і, особливо, Юпітер повинні якось міняти цю орбіту, причому циклічно. Вказівки на те, що орбіта нашої планети колись була більш довгастою, а земна вісь менше нахилена, части в літературі [Нова модель почала епохи заледеніння, 1997]. Згідно з гіпотезою Міланковича, існують наступні цикли:

22 тисячі років - земна вісь описує коло;

41 тисяча років - нахил земної осі міняється в межах від 65 до 68 градусів;

100 тисяч років - зміна співвідношення довгої і короткої осі еліпса орбіти.

Начебто вважається, що в останні декілька сотень тисяч років ці цикли підтверджуються, але є і противники даної гіпотези [Гіпотеза Міланковича оспорюється, 1993].

Останнє заледеніння в Північній півкулі спустилося до рік Огайо і Дніпро, але деякі попередні могли бути ще могутніше. Так вивчалося льодовикове відкладення в Південній Африці, понад якого лежать лави льодовикового періоду, і по магнітній орієнтації зерен в лавах встановлено, що в протерозое цей район був в 11 градусах від екватора (від магнітного екватора?). Робиться висновок, що льодовики охоплювали Землю від полюсів до екватора. Як же планета звільнялася від льоду, адже лід, відображаючи сонячне тепло зворотно в Космос, сприяє подальшому охолоджуванню планети? Передбачається, що головну роль в звільненні від льоду зіграли катастрофи: надзвичайно могутні виверження вулканів, удари комет, підйом метану з дна. При всіх цих явищах в атмосферу викидається безліч вуглекислого газу, і зростає парниковий ефект [До історії оледенений Землі, 1998].

Думка про вплив на клімат раптових викидів метану уперше була висловлена в 1997 р. австралійським палеоокеанографом Дж. Діккенсом. Спочатку через невелике підвищення температури з океанічного дна через розкладання газогидратов виділяється невелика кількість метану. Це приводить до порушення залягання донних осадків, підводних обвалів і виходу назовні значного об'єму метану, що різко підвищує температуру на планеті і посилює викид метану. Така катастрофа могла статися 55,5 млн. років тому, коли раптом з'явилися види і роди ссавців, схожі з сучасними. Могло виділитися 15 трильйонів тонн метану, який окислився і перетворився у вуглекислий газ. Сліди обвалів того часу недавно знайдені [ "Метановая революція"..., 2000].

Так чи інакше, але клімат весь час судорожно міняється. Наприклад, в Гренландії по колонках льоду встановлено, що 8200 років тому за один рік (різко!) на 200 років наступило похолодання в середньому на 4 градуси Цельсия [Кліматичні "стрибки" минулого, 1996]. А вже майже в "наші дні" з 1500-го року і по кінець XIX віку був "малий льодовиковий період", коли в Голландії змерзли канали, були гірше урожаї і "розбухли" північні льодовики, приготувавшись до наступу на південь. Але в кінці XIX століття чомусь знову потепліло, і нове заледеніння не відбулося [Пауелл, 1992]. Вважається, що з глобальним потепленням пов'язане учащение Ель-Ниньо - періодичного стрімкого потеплення вод центральної і східної областей Тихого океану і атмосфери над ним, що супроводиться зниженням сили пасатів і зміною напряму морських течій на зворотне, що приводить до штормів в східній частині Тихого океану і посух в Східній Африці. Останній прихід Ель-Ниньо закінчився в 1995 р. і продовжувався 5 років. Він самий довгий в XX віці і, можливо, за 2 тисячі років [Ель-Ниньо..., 1997]. Механізм Ель-Ниньо наступний: перегрів тропічних областей Тихого океану збільшує випаровування води і веде до осолонению верхнього шара океану, через це зростає густина води; коли течія виносить щільну воду з екваторіальних широт, океан "перекидається", тобто теплі струмені тонуть, а холодна вода спливає вгору [Бялко, 1998]. У Росії за останні 24 року також потепліло [чи Міняється клімат Росії? 1996]. У сторону потеплення змінюють клімат і вулкани. За 120 років після майже всіх великих вивержень температура на планеті підвищувалася на 0,2 градуси протягом 2 років, що пов'язано з викидами вуглекислого газу і збільшенням парникового ефекту [Вулкани змінюють погоду, 1997]. Через потеплення рівень Світового океану зараз підвищується в середньому на 1 - 3 мм в рік [Загроза затоплення..., 1996] і з 1880 по 1985 р. підвищився на 2 - 5 см [Світовий океан розширяється, 1988]: відбувається теплове розширення води і танення льодовиків [Рівень Світового океану підіймається, 1989]. Цікаво, що ця тенденція має довгу історію: Берингов протока відкрилася лише 11 тисяч років тому, оскільки рівень Світового океану був тоді на декілька десятків метрів нижче. Проте, ми не знаємо, чи живемо ми дійсно в післяльодовикову епоху або в одне з коротких межледниковий. Оскільки межледниковья декілька разів продовжувалися по 10 тисяч років, то висловлювалися припущення, що в третьому тисячолітті після нашої ери льоди знову рушать на південь [Рич і інш., 1998]. Є думка, що саме льодовикові епохи примусили людину навчитися думати. У "Кам'яній книзі" [Рич і інш., 1998] є підзаголовок, в якому людина називається продуктом льодовикового періоду.

У зв'язку з глобальним потепленням площа плавучих льодів в Північному Ледовітом океані в 1958 - 1978 рр. скорочувалася на 3% за 10 років. За такого темпу води повністю відкриються через 350 років. Але насправді це станеться через декілька десятиріч, т. до. потужність льоду меншає на 7% за 10 років, товщина льоду вже впала з 3,1 до 1,8 м, за 30 років втрачене 40% об'єми льоду. Ледовитий океан перестане відображати світло зворотно в Космос, що викличе подальше потеплення [Ледовітий океан - без льодів? 2000].

Через глобальне потеплення гірські льодовики зараз в багатьох місцях, як це ні дивне, наступають: стало тепліше і відкрилася велика поверхня океану, зросло випаровування, внаслідок цього снігу випадає більше, і він не устигає розтати за літо. Крім того, глобальне потеплення, в основному, зачіпає зиму, а не літо. Виходить, що на початковій стадії парниковий ефект і глобальне потеплення повинні привести до зростання льодовиків на суші [Поповнин, 2000]. Ріки в такій ситуації будуть скидати в той же Північний Льодовитий океан більше води, сильніше опрісняти його, а це, можливо, приводить до повороту морських течій і раптового різкого похолодання (див. вище). Не виключено, таким чином, що різке потеплення передує новому льодовиковому періоду. Загалом, ми не знаємо всіх наслідків різкої зміни температури на планеті, і краще було б не виводити природу з рівноваги...

Теорія тектоніки плит з'явилася тільки в 1960-е роки XX віку, змінивши ідею геосинклинальних циклів (ідею чергування підйомів і опускання земної кори як головні її рухи). Суть цієї теорії - переважання горизонтальних переміщень речовини над вертикальними, тобто материки рухаються, а підйоми і опускання тих або інакших дільниць земної кори відбуваються через бічний тиск литосферних плит одна на іншу як слідство. Невдовзі теорія тектоніки плит була доповнена концепцією екзотичних блоків: материки не суцільні, а складаються з окремих "шматочків", і у кожного з них своя геологічна історія [Хауелл, 1986]. Зараз з'явилися ідеї глобальної геодинамики (материки не тільки сходяться і розходяться, але також виникають знову і тонуть, занурюючись до ядра планети), тобто ми живемо на планеті, де речовина перемішується і рухається у всіх напрямах - і вертикально, і горизонтально [Хаин, 1995]. Від бурхливих геологічних подій ми захищені тільки стислістю нашого життя.

Земля - не відособлений мир і багато в чому залежить від інших небесних тіл. Особливо від Сонця, що обігріває Землю, що дає енергію для життя на цій планеті і зухвалого циркуляцію атмосфери (вітри). На Землю впливають також місячні і сонячні приливи, поступово притормаживающие обертання планети навколо осі. Як з'ясувалося по вивченню гірських пород-ритмитов в прибойно-приливній зоні, в Протерозойськую еру 900 мільйонів років тому в році був 481 день, і земні доби тривали 18,2 години, але потім Місяць припинив Землю [День довшає, Місяць віддаляється, 1997]. Приливи охоплюють і сушу: раз в доби Місяць підводить нас разом з нашим материком на 30 див. Під час сонячних затьмарень різко посилюється хмарність, іноді починається дощ [Сурдин, 1999а]. На Землю повинно впливати також попадання при її русі по орбіті в різні півкулі сонячної магнітосфери [Бреус, 1998]. Впливають і спалахи на Сонці, зухвалі магнітні бурі і полярні сяйва. У дні великих магнітних бурь кількість інфарктів міокарда зростає на 13%, інсультів головного мозку - на 7,5% [Бреус, 1998]. Землю бомблять метеорити, спричиняючи іноді масове вимирання тих або інакших груп живих істот. Легкі гази (водень, гелій) хоч і повільно, але покидають атмосферу планети. Зате метеори і метеорити приносять нову речовину. Кожний рік Земля отримує з Космосу приблизно 3000 тонн метеорної і т. п. пилу [Органічний "дощ"..., 1992], за іншими даними - 10000 тонн. У періоди зближення Сонця з іншими зірками таке "бомбардування" посилювалося у багато разів (див. розділ про хмару Оорта). На формування Землі і інших планет в значній мірі вплинув також Юпітер, що відтяг частину початкової речовини.

Одна з найважливіших особливостей Землі - життя. Життя перетворює планету. Завдяки живим організмам (фотосинтезирующим рослинам) в атмосфері Землі є вільний кисень. На інших планетах цей хімічно активний елемент присутній, в основному, у вигляді хімічних сполук. Кисень створює "пожароопасную" обстановку, при якій в будь-який час можуть йти реакції горіння і повільного окислення (дихання, гниття), але саме ця обстановка сприяє процвітанню життя. Що Складається з трьох атомів кисня озон поглинає ультрафіолетові промені, оберігаючи від них живі організми.

Недавно сліди життя на Землі були виявлені в гранітних тріщинах на глибині 200 м (сліди древніх бактерій) [Глибинна біосфера, 1998]. Це треба врахувати при пошуках життя на Марсі, де на глибині може бути тепліше, ніж на поверхні.

Все більше значення придбаває розумне життя на Землі, яка міняє Землю і невдовзі почне міняти всю Сонячну систему. Проте, поки сліди розумного земного життя з Космосу було б важко помітити. З результатів людської діяльності з Марса, наприклад, в телескоп були б видно тільки штучні водосховища на зразок Рибінського, свічення нічних міст так Велика Китайська стіна, але їх наявність цілком можна було б пояснити природними причинами (озера, грози, спалаху вулканів, тріщини). Марсіанин цілком міг би вигукнути: "Так хіба може бути життя на планеті, де така велика сила тягаря, де надра розжарені через ядерні реакції, де все може загорітися і згоріти від найменшої іскри, де з неба падає вода, вивергаються вулкани, відбуваються землетруси, виблискують блискавки, гримить грім, проносяться смерчі, і речовина перебуває в постійному русі, провалюючись майже до центра планети!" Однак, саме бурхливе геологічне і метеорологічне життя Землі породили життя біологічне і сприяли безперервній еволюції живих істот, весь час випробовуючи їх на міцність і приспособленность.