Текст книги "Загадки Бермудского треугольника и аномальных зон"

Автор книги: Алим Войцеховский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 24 страниц)

ЧАСТЬ II
НАША ПЛАНЕТА И ЕЕ АНОМАЛЬНЫЕ ЗОНЫ

…Есть в сердце земном иное неизмеримое могущество, которое по временам заставляет себя чувствовать и на поверхности коего следы повсюду явствуют…

М. В. Ломоносов

ВВЕДЕНИЕ-2

Проникнуть в секреты мироздания всегда было мечтой человечества. Это пытались сделать как древние мыслители, так и современные ученые, вооруженные новейшими знаниями и аппаратурой. Последние прикладывают огромные усилия, чтобы разгадать многочисленные тайны окружающего нас мира, объяснить, почему происходят те или иные явления природы.

В этой части книги речь пойдет о нашей планете Земля и о ее тайнах и загадках. Безусловно, мы будем оперировать данными геологии и сравнительной планетологии и результатами космических исследований. При этом как бы мы ни старались быть строгими в отношении тех или иных фактов, вряд ли нам удастся избежать в ряде случаев гипотетичности в повествовании. Объяснение этому одно: очень мало сегодня имеется данных по тем вопросам, которые мы будем рассматривать, да и они во многом противоречивы. В таких случаях ученые прибегают к гипотезам, которые свидетельствуют не о слабости науки, а о сложности решаемых проблем. Даже самая «ложная» гипотеза, говорил Тимирязев, не может считаться абсолютно бесполезной: ведь если она будет опровергнута, одним возможным объяснением станет меньше.

Геологические процессы происходят на Земле с момента ее возникновения и не прекращаются до настояще го времени. Одни из них совершаются в глубинах Земли – это эндогенные процессы; другие же инициированы энергией, получаемой нашей планетой извне, главным образом от Солнца, – это экзогенные процессы. К эндогенным процессам относятся вулканические извержения, землетрясения, горообразование, горизонтальные и вертикальные движения земной коры; к экзогенным – деятельность поверхностных и подземных вод, ветров, ледников, организмов и т.п.

Среди разнообразных геологических научных направлений для нас наибольший интерес будет представлять особая наука, которая называется геотектоникой. На фоне остальных естественных наук, уходящих корнями в древние культуры Вавилона, Двуречья, Египта и Индии, геотектоника – наука относительно молодая: ей чуть больше 60 лет. Тем не менее за свою «короткую жизнь» геотектоника, которая изучает строение глубоких земных недр, познает процессы, протекающие в самом сердце нашей планеты, выявляет закономерности ее развития и причины изменения земного лика, сделала немало.

Одна из главных загадок, над которой до настоящего времени упорно работают геотектоники, – силы, управляющие развитием Земли. Пытаясь постичь эту интригующую тайну природы, ученые, как уже отмечалось выше, выдвигают массу гипотез и предположений, порой взаимоисключающих друг друга.

Человек – часть природы. Земля – его дом. Надо знать дом, в котором мы живем. Не просто знать, но и беречь то, что создавалось в течение многих сотен миллионов лет. Человеческое общество в процессе своего развития длительное время безрассудно пользовалось природными ресурсами нашей планеты. Оно брало у Земли все, что могло, и никогда не задумывалось ни о своем завтрашнем дне, ни о своей «обители жизни» – Земле, ни о том, что она сама «думает» по этому поводу.

Своей хозяйственной деятельностью люди нанесли Земле большой ущерб. Пришло время задуматься над тем, что наша планета хрупка и легко ранима, что ее «как колыбель жизни» надо лелеять и беречь. Не стоит доказывать, что только рациональное, научно обоснованное использование земных ресурсов может привести к полной гармонии «гомо сапиенса» с природной средой как на Земле, так и в окружающем ее космическом пространстве.

Наша прекрасная планета является сложной и не всегда понятной нам системой, которая, как предполагают некоторые «горячие головы», может быть Живым и Разумным Существом…

Этой идее мы уделим особое внимание. Автор надеется на благосклонность читателей, если они не во всем согласны с его выводами, – ведь в спорах и изложении разных точек зрения, как известно, рождается истина…

Глава V
ЧТО МЫ ЗНАЕМ О НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ

Космическая «прописка» Земли

Мы живем на одной из планет Солнечной системы, которая представляет собой сравнительно небольшую совокупность небесных тел в одном из уголков необъятного звездного мира. Многие звезды, подобные нашему Солнцу, образуют галактику Млечного Пути. В свою очередь, спиральная галактика Млечного Пути – одна из множества галактик разной формы, существующих во Вселенной. Она включает в себя более 100 миллиардов звезд.

Ввиду того, что Солнце и Земля располагаются внутри нашей Галактики и мы наблюдаем ее край как бы из середины, Млечный Путь кажется нам не спиральным скоплением звезд, а сплошной дугообразной полосой, пересекающей ночное небо. Предположение, что эта светлая дуга состоит из скопления звезд, было высказано Галилео Галилеем еще в начале XVII века. Эти звезды слишком удалены от нас, чтобы можно было их увидеть. Невооруженным глазом наблюдается немногим более 5000 звезд. Млечный Путь имеет форму диска с диаметром около 100 тысяч световых лет.

Солнце располагается примерно в 3/5 расстояния от центра галактики Млечного Пути. Все звезды этой галактики, в том числе и наше Солнце со своей планетной системой, совершают полный оборот вокруг галактического центра за 240-250 миллионов лет. Скорость этого движения велика и составляет 240 километров в секунду.

Помимо собственно Солнца, в состав его системы входят девять больших планет со спутниками, несколько десятков тысяч малых планет (астероидов), множество комет и мелких метеорных тел.

Планеты расположены в следующем порядке от Солнца: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон. Расстояния планет от Солнца образуют закономерную последовательность: промежутки между орбитами планет увеличиваются с удалением от Солнца.

Планеты делятся на две группы, отличающиеся друг от друга по массе, химическому составу, скорости вращения и количеству спутников. Ближайшие к Солнцу планеты (Меркурий, Венера, Земля и Марс) называют планетами земной группы. Они сравнительно невелики по своим размерам, имеют примерно одинаковый химический состав и состоят преимущественно из тяжелых элементов. Так, например, средняя плотность вещества Земли составляет 5,52 единиц (за единицу принимается плотность воды). У второй группы планет-гигантов (Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна) значительную часть массы составляет водород и его соединения с углеродом или с азотом ( соответственно метаном и аммиаком). От поверхноста в глубь этих планет газообразное состояние постепенно переходит в жидкое конденсированное. Предполагается, что это происходит на глубине в несколько сот километров. Планета Плутон не включена в данном случае ни в одну из вышеуказанных групп в связи с отсутствием необходимой для этого информации.

Наша планета вращается вокруг своей оси с запада на восток. Поэтому наблюдателю с Земли кажется, что все время звезды ночью, а Солнце днем смещаются к западу.

Все планеты земного ряда движутся по своим орбитам тоже с запада на восток. Даже само Солнце медленно вращается вокруг своей оси с запада на восток. Все планеты, кроме Венеры и Урана, обращаются вокруг своей оси в том же направлении, в котором они движутся вокруг Солнца. Венера вращается в обратном направлении, а ось вращения Урана располагается в плоскости его орбиты. Абсолютное большинство спутников планет обращаются по орбитам того же направления, в котором вращаются их планеты вокруг своих осей.

Примечательная для Солнечной системы особенность согласованность движения космических тел свидетельствует о том, что Солнце, планеты и их спутники имеют общее происхождение. Как предполагают сегодня астрономы, все эти небесные тела возникли из единого облака межзвездной материи.

Земля, как и другие планеты, получает энергию от Солнца звезды среднего размера диаметром 1,39х109 километров. Выделяемая Солнцем энергия за одну секунду составляет 1026 Дж. Почти вся энергия, достигающая земной поверхности, приходит в виде электромагнитного излучения, обладающего широким спектром и включающего рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, видимый свет, тепловое излучение и радиоволны. Озоновый слой в верхних слоя земной атмосферы препятствует свободному проникновению к поверхности Земли опасных для живых организмов ультрафиолетовых и рентгеновских излучений Солнца.

Форма и размеры Земли

Непосредственные расчеты на поверхности Земли, а также астрономические наблюдения и измерения из космоса позволили определить форму и параметры нашей планеты, гравитационное и магнитное поля, величину теплового потока, идущего из недр, и ряд физических свойств земной поверхности.

Средний радиус Земли равен 6371 километру, а полярный – 6356,78 километра. Экваториальное расширение и полярное сжатие возникли из-за вращения Земли вокруг своей оси и ее наклона. В целом же форма Земли очень близка к эллипсоиду вращения, который называется геоида.

Масса Земли составляет 5,976 х 109 триллионов тонн. Объем Земли равен 1,083 х 1027 кубических сантиметров. Зная объем и массу Земли, нетрудно определить и ее среднюю плотность – 5,52 грамма на кубический сантиметр.

Установлено, что плотность горных пород на земной поверхности равна 2,8 грамма на кубический сантиметр, а это означает, что в недрах нашей планеты должны находиться породы с плотностью, в несколько раз превышающей среднюю плотность Земли.

Ускорение свободного падения на поверхности Земли составляет в среднем на экваторе 978,049 см/с2 . В нем учтено центробежное ускорение, создаваемое вращением Земли и равное 3,392 см/с2 . На земных полюсах центробежное ускорение, как известно, отсутствует, и поэтому там ускорение свободного падения больше, чем на экваторе, всего на 1/189. В различных точках на поверхности Земли существуют отклонения от средней величины ускорения свободного падения. Это зоны так называемых гравитационных аномалий, в которых величина отклонений может достигать значений в несколько сот см/с2 .

Земля обладает магнитным полем. Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл). Положения магнитных полюсов Земли не совпадают с географическими. Так, например, северный конец стрелки компаса притягивается к полюсу, расположенному около Гренландии (73° Северной широты и 100° западной долготы), а южный – к полюсу, находящемуся в австралийском секторе Антарктики (68° южной широты и 134° восточной долготы). Величина индукции геомагнитного поля максимальная у магнитных полюсов (0,7x10—4 Тл у Южного и 0,6х10—4 Тл у Северного) и значительно меньшая, минимальная, у экватора (0,42х10—4 Тл). Магнитная стрелка компаса всегда указывает на магнитные полюса. Чтобы установить точное положение Северного географического полюса, необходимо вводить поправку на величину магнитного склонения. Магнитологи установили факт смены магнитными полюсами своего месторасположения (инверсии), то есть в определенные промежутки времени Северный полюс становится Южным, а Южный – Северным. Продолжительность временных периодов относительно устойчивого положения знака магнитных полюсов оценивается специалистами в пределах от 700 тысяч до 1,5 миллиона лет.

Ученым давно известно, что из земных глубин постоянно исходит тепло. О существовании внутри Земли крупного источника тепла свидетельствуют извержения вулканов, когда на поверхность планеты изливаются многочисленные лавовые потоки с температурой более 1500°С. Измерения показывают, что с глубиной температура увеличивается: при «опускании» на каждый 1 километр глубины температура возрастает на 30°С.

Геотермический поток, стекающий из земных недр, дает близкие значения по интенсивности как для суши, так и для океанического дна: (1,2-1,6)х10—6 Дж/(см2 хс). Следует, правда, отметить, что минимальные значения геотермического потока тепла наблюдаются в центральных частях континентов, где находятся наиболее древние горные породы, а максимальные – в областях активной вулканической деятельности и вдоль осевой части срединноокеанических хребтов, то есть протяженных горных систем на дне Мирового океана.

Земные оболочки

У Земли несколько неоднородных оболочек – атмосфера, гидросфера, биосфера и литосфера, под которой в глубоких недрах находится мантия и ядро.

Атмосфера – внешняя газовая оболочка, ограниченная снизу твердой и жидкой поверхностью Земли. Земная атмосфера содержит 5,3х1015 триллионов тонн воздуха, что составляет 1/1 000 000 часть массы всей планеты. Давление воздуха на уровне моря в среднем равно 1,013х105 Па, а плотность —1,3x10—3 г/см3 .

Атмосфера Земли состоит из азота (78,09 процента), кислорода (20,94 процента), аргона (0,93 процента), углекислого газа (0,033 процента), а также неона, гелия, метана, ксенона, криптона, водорода и других газов, процентное содержание которых незначительно. Помимо этого, в воздухе имеются некоторые активные примеси, такие, например, как водяной пар, озон и различные аэрозоли (мельчайшие взвешенные частицы).

Средняя температура воздуха у земной поверхности составляет + 14,3°С. По характеру распределения температуры в атмосфере различают несколько слоев:

а) Нижний слой – ТРОПОСФЕРА, ограниченная в зависимости от широты высотами 8-17 километров. Воздух в этом слое нагревается от поверхности Земли, и поэтому с высотой он становится все холоднее (на каждый километр высоты температура в среднем понижается на 6-6,5°С. Здесь сосредоточен почти весь водяной пар, образуются облака, формируются и развиваются мощные атмосферные вихри (циклоны и антициклоны).

б) СТРАТОСФЕРА, расположенная на высотах от 8-17 до 50-55 километров. Здесь находится озоновый экран, роль которого в поглощении ультрафиолетовой радиации, губительной для живых организмов, трудно переоценить. Наибольшая концентрация озона наблюдается на высотах 18-24 километра. Особенностью стратосферы является то, что с увеличением высоты на один километр температура в ней повышается на 1-2°, поэтому на верхней границе этого слоя температура может оказаться не только нулевой, но даже положительной.

в) МЕЗОСФЕРА находится на высотах от 50-55 до 80 километров. В этом слое температура понижается с увеличением высоты, на его верхней границе она может быть 60-100°С.

г) В следующем слое – ТЕРМОСФЕРЕ – температура снова начинает увеличиваться таким образом, что на высоте 100 километров она переходит нулевую отметку, а на высоте около 800 километров достигает максимума – +2000"С. Здесь происходит интенсивное поглощение ультрафиолетового излучения Солнца, нагрев и ионизация атмосферы. В мезосфере и нижней части термосферы образуются электрически заряженные ионы, в связи с чем слой, расположенный в интервале высот 60-400 километров, зачастую называют ИОНОСФЕРОЙ.

Следующая оболочка Земли – гидросфера. Ее масса равна 1,46x10* триллионам тонн, что в 275 раз больше массы атмосферы, но в то же самое время составляет всегонавсего 1/4000 часть от массы всей Земли. Воды Мирового океана «отхватывают» 94 процента от общей массы гидросферы, 4 процента приходится на подземные воды, почти 1,8 процента – на ледники Антарктиды и Гренландии, менее 0,2 процента – на горные ледники, поверхностные реки и озера.

Мировой океан покрывает 70,8 процента земной поверхности, а его средняя глубина составляет около 4 километров. Это ничтожно малая величина по сравнению с обшей длиной земного радиуса, но она вполне достаточна, чтобы сделать дно Мирового океана почти недосягаемым для непосредственных исследований. Наибольшая глубина зафиксирована в тихоокеанской Марианской впадине – 11 023 метра. Ложе Мирового океана с глубиной более трех километров охватывает 77 процентов всей его площади.

Океаническая вода – это сложный раствор солей, заполняющий океанические впадины. Океаны и моря имеют массу 1,4 миллиарда тонн, объем немногим более 1,3 миллиарда кубических километров, что составляет почти 5 процентов всего объема гидросферы.

В пределах земных океанов выделяются отдельные крупные поднятия, подводные горы и так называемые срединно-океанические хребты, в осевой части которых располагаются рифтовые долины, представляющие из себя протяженные провалы с крутыми боковыми стенками. Хребты, образуют непрерывную глобальную цепь длиной более 60 000 километров. Они возвышаются на 3-4 километра и, естественно, нарушают глубинную циркуляцию океанических вод. Еще одной особенностью океанического дна являются глубоководные желоба, ширина которых не превышает нескольких десятков километров, а длина достигает сотни километров. Эти желоба располагаются в основном на периферии океанов и как бы отделяют от него островные дуги. Примерами могут служить Курило-Камчатский и Алеутский глубоководные желоба.

Земные континенты окаймляет мелководная зона с глубинами до 200 метров – это так называемые шельфы, или материковые отмели, занимающие всего лишь 8 процентов площади Мирового океана.

Верхний слой каменной оболочки Земли или, по-другому, литосферы, отделенный от нижележащих слоев (мантии) так называемой поверхностью Мохоровича, именуется земной корой.

Различают два основных типа земной коры: континентальную, из которой состоят материки, и океаническую, образующую дно океанов. Первая гораздо старше: некоторые ее участки датируются в 3,8 миллиарда лет, тогда как у океанической коры возраст составляет немногим более 150 миллионов лет. Средняя мощность континентальной коры равна 25-75 километрам, а океанической – намного меньше.

Верхнюю часть континентальной коры слагают осадочные породы мощностью около 3 километров и средней плотностью 2,5 г/см3 . Ниже залегает гранитно —метаморфический слой средней мощностью около 17 километров. Плотность его составляет 2,6-2,8 г/см3 . Еще ниже находится базальтовый слой со средней толщиной 15 километров и плотностью 3,3 г/см3 .

Совершенно по-иному выглядит разрез океанической коры. Под слоем рыхлых осадков средней мощностью всего 0,7 километра находятся два слоя. Первый из них, мощностью около 1,7 километра, слагается преимущественно базальтами, а второй, мощностью около 5 километров, состоит из преобразованных путем гидратации (реакции с водой) горячих глубокозалегающих ультраосновных пород серпентинитов.

И, наконец, на Земле нужно выделить еще одну оболочку, которую часто называют биосферой. Эта глобальная система, обладающая свойствами саморегулирования, имеет свой «вход» (поток солнечной энергии, поступающий из космоса) и «выход» (образования, возникающие в результате жизнедеятельности земных организмов).

Верхней границей биосферы служит озоновый слой атмосферы, в то время как ее нижняя граница довольно расплывчата. Дело в том, что даже в Марианской впадине были обнаружены живые организмы. Оказывается, не только бактерии, но и самые различные микроорганизмы по трещинам и порам проникают в осадочный слой и толщу рыхлых пород дна Мирового океана вплоть до его базальтового слоя и соответственно до гранитно-метаморфического слоя на континентах. А в современной биосфере по подсчетам ученых существует около 2 миллионов видов живых организмов, каждый из которых, в свою очередь, включает в себя миллионы и миллионы особей.

В этом плане можно согласиться с академиком В.И. Вернадским, который, изучая роль органического мира в жизни нашей планеты, пришел к выводу, что живое вещество принимает самое активное участие во всех геологических процессах на поверхности Земли и в образовании ее атмосферы..

Экскурс в глубь Земли

Наука еще не изобрела такой аппарат, в котором человек мог бы проникнуть в глубокие недра планеты и исследовать их. Пока ученым приходится судить о строении земных недр по косвенным данным с помощью геофизических методов: сейсмического, гравиметрического и магнитометрического.

Первый из них наиболее важен. Суть его заключается в том, что на поверхности Земли искусственно (например, путем взрыва) создают упругие колебания сейсмические волны, которые имеют определенные особенности при прохождении земных недр: в плотной среде скорость этих волн возрастает, в рыхлой резко снижается, а в жидкостях некоторые из них вообще не распространяются.

Сейсмические волны делятся на объемные и поверхностные. Объемные волны – продольные и поперечные – представляют собой упругие волны сжатия и упругие волны сдвига. Отметим, что объемные волны в упругой Земле распространяются так же, как световые лучи в оптических средах. Объемные волны, в отличие от поверхностных, пронизывают все тело нашей планеты, то есть они в буквальном смысле слова «просвечивают» Землю и, подобно рентгеновскому анализу, выявляют внутреннее ее строение. Поверхностные волны, как и объемные, бывают двух типов. Различаются они по виду деформации. В первом случае она чисто сдвиговая, а во втором – как сдвиговая, так и объемная. Скорости поверхностных волн обнаруживают зависимость от длины или частоты волны. Это свойство поверхностных волн используют для изучения структуры наружных слоев Земли.

Сейсмические колебания, проходя земной шар насквозь или частично отражаясь от разделов сред с различной плотностью, возвращаются на поверхность Земли, где они регистрируются и изучаются. По полученным данным можно судить о глубинах залегания тех или иных разделов, получать сведения о физических свойствах тех сред, сквозь которые прошли сейсмические волны, и т.д. С этой же целью сейсмологи изучают и землетрясения, которые вызывают упругие колебания естественным путем.

Как оказалось, земной шар внутри, подобно луковице, состоит из нескольких концентрических оболочек, вложенных одна в другую. Наиболее отчетливо выделяются три оболочки (или геосферы), о которых уже упоминалось выше: земная кора (литосфера), мантия и ядро.

Впервые идея о сферическом строении нашей планеты была высказана профессором Геттингенского университета Э. Вихером в 1897 году. В начале XX века австрийский геолог Э. Зюсс предложил выделить пять оболочек Земли, каждой из которых было дано название, исходя из первых букв главенствующих в той или иной оболочке элементов: силициум, алюминий, магний, хром, феррум и никель.

В дальнейшем эти идеи получили научное обоснование. Глубокие скважины и шахты дали геологам возможность изучить верхние слои земной коры. Однако глубина горных выработок пока еще слишком мала. Самая глубокая скважина в мире была пробурена на Кольском полуострове в нашей стране, ее глубина превышает 12 километров. Гораздо меньшую глубину имеют шахты. Максимальная глубина шахты «Ист Рэнд» в Южной Африке достигает только 3428 метров. Если сравнить эти цифры со средним радиусом Земли, то окажется, что даже самая глубокая современная скважина проникает в тело Земли не глубже, чем булавочный укол в толстую кожу бегемота.

Самая верхняя оболочка нашей планеты – земная кора представляет собой весьма тонкое «покрывало», под которым скрыты неспокойные недра Земли. В среднем толщина коры, или, если говорить образно, тонкой пленки, в которую «обернут» земной шар, составляет всего 0,6 процента от длины радиуса Земли.

Земная кора отделяется от нижележащего слоя, как уже говорилось, поверхностью Мохоровича, или сокращенно – границей Мохо. Ниже нее располагается мантия Земли. Плотность вещества мантии выше плотности пород земной коры и колеблется от 3,3 г/см3 в верхней части до 6-9 г/см3 в низах мантии. Некоторые ученые делят мантию на верхнюю и нижнюю (граница между ними лежит на глубине 900 километров).

Верхняя мантия изучена лучше нижней, но и в отношении ее многое еще не совсем ясно. Характерная черта строения верхней мантии – ее расслоенность. Например, на глубине около 100 километров под материками и около 50 километров под океанами находится слой, близкий к плавлению или даже содержащий расплавы составляющего его пород, он носит название астеносферы (слой Гутенберга). Благодаря пластичности астеносферы лежащие выше ее твердые блоки (плиты) земной коры могут скользить по ней.

Нижняя мантия, располагающаяся в интервале глубин от 900 до 2920 километров, характеризуется большой плотностью вещества и большой скоростью распространения упругих колебаний. Дальше располагается только земное ядро.