Текст книги "Все обо всем. Том 2"

Автор книги: Аркадий Ликум

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 31 страниц)

Как образовался большой каньон?

Большой Каньон – одно из величайших зрелищ на поверхности Земли. В некоторых местах он выглядит как волшебный город из камня с храмами, башнями и замками ослепительных цветов. Одна из самых поразительных вещей, что касается Каньона, состоит в том, что он был сделан рекой! Воды реки Колорадо создали это огромное ущелье на протяжении тысячелетий. Представьте только, что оно было вымыто в твердой горной породе на большом протяжении, и тогда вы сможете оценить чудовищную силу вод этой реки. Даже сейчас год за годом Колорадо продолжает вгрызаться еще глубже в дно ущелья.

В некоторых местах ущелье Большого Каньона имеет глубину больше мили, а в ширину – от четырех до восемнадцати миль. По мере того как река все больше углублялась в плато, образуя каньон, она открывала на каменных стенах историю Земли за сотни миллионов лет. На дне ущелья рядом с рекой обнажились древние кристаллические породы. Это остатки древней горной системы, которая разрушалась и сама по себе, и с помощью воды и ветра. Возникновение и исчезновение этой горной системы открылось лишь при образовании Большого Каньона. На фундаменте из этой скрытой в толще земли горной гряды находятся пласты кварцита, песчаника и известняка. Они формировались по мере смены эпох, по мере того, как по этим местам прокатывались океанские волны то с востока, то с запада, когда появлялись и исчезали целые горные цепи.

Доказательством того, что по этим скалам когда-то катились морские волны, служат находимые здесь окаменелости. Это окаменевшие остатки водорослей, морских ракушек и рыб. Первым белым человеком, увидевшим Большой Каньон, был испанский путешественник Гарсия Лопес де Карденас, открывший Каньон в 1540 году. В наше время правительство выделило самую красивую и интересную часть Каньона и устроило здесь национальный парк «Большой Каньон», площадью в 1009 квадратных миль. Тысячи туристов приезжают каждый год полюбоваться здешними красотами, и здесь даже есть возможность прокатиться на муле по дну ущелья вдоль Колорадо.

Составляли ли когда-нибудь континенты одно целое?

Посмотрите на карту мира. А теперь взгляните на Южную Америку и Африку. Вы видите выступ в очертаниях Южной Америки справа, где находится Бразилия, и впадину в контуре Африки слева? Вам не кажется, что их можно сложить вместе, и из них получится один континент? Что ж, 50 лет тому назад один немецкий ученый по имени Альфред Вегенер так и сделал. Он писал: «Того, кто изучает противоположные берега Южной Атлантики, должно немного удивить сходство береговых линий Бразилии и Африки. Каждый выступ со стороны Бразилии соответствует впадине аналогичной формы со стороны Африки».

Вегенер узнал также, что натуралисты изучали доисторическую растительную и животную жизнь Южной Америки и Африки и обнаружили много схожего. Это убедило его в том, что два континента когда-то были одним целым, а потом разошлись. Он сформулировал теорию, которая получила название теории перемещения континентов. Согласно этой теории, массивы суши на Земле были когда-то объединены в один целый континент, на котором были свои реки, озера, внутренние моря. Затем этот массив по неизвестным причинам стал разламываться. Южная Америка оторвалась от Африки и ушла в сторону. Северная Америка оторвалась от Западной Европы и ушла на запад. Именно так и сформировались континенты, какими мы их сейчас знаем.

Действительно ли все произошло так, как предположил Вегенер? Мы не знаем. Это только теория. Но, как вы можете убедиться на карте, этому есть некоторые подтверждения. Изучение доисторических растений и животных тоже говорит о том, что это возможно. Кроме того, земная кора перемещается и в наши дни. Так что, возможно, Вегенер был прав!

Как сейсмограф измеряет землетрясения?

Когда мы думаем о землетрясении, мы представляем обрушивающиеся здания, открывающиеся в земле гигантские трещины и тому подобное. Что здесь можно «измерить»? Землетрясение – это дрожание или колебания земной поверхности. И измеряются именно эти колебания. Причиной землетрясения обычно является «сдвиг» в скальных породах земной коры, разлом, вдоль которого один скальный массив трется о другой с огромной силой. Большая часть этой гигантской энергии вызывает колебания в скальных породах. Эти колебания могут распространяться на тысячи миль, и поэтому землетрясение в Токио может быть обнаружено и измерено в Англии. Колебания при землетрясении состоят из трех или больше типов волновых колебаний, которые передаются с различной скоростью по скальным породам земной коры.

Первичные волны колеблются продольно; вторичные – поперечно; и длинные волны передаются по поверхности земли. Длинные волны перемещаются медленнее, но они имеют больший размах и являются причиной всех видимых разрушений. В разных местах по всему миру располагаются приборы, которые называются сейсмографами, чтобы ежедневно фиксировать колебания земной коры, потому что она никогда не бывает в спокойном состоянии. Записи с двух или больше сейсмографов помогают сейсмологам обнаружить место, где произошло землетрясение.

Сейсмограф представляет из себя аккуратно подвешенный груз, который остается неподвижным, когда под воздействием землетрясения колеблются остальные части прибора. Другими словами, этот груз, свисающий с зафиксированной стойки, во время землетрясения остается неподвижным. Но стойка, на которой он закреплен, двигается, а к стойке, под грузом, прикреплена бумажная лента. По мере движения ленты груз оставляет на ней запись. Запись на ленте фиксирует время прихода волны, силу колебания и может даже указать направление, откуда пришла волна.

Какое извержение было величайшим в истории?

Отвечая на этот вопрос, мы должны подчеркнуть, что речь идет об истории известной, то есть о той, о которой есть сведения в источниках. В доисторические времена и во времена формирования поверхности Земли наверняка были извержения и землетрясения страшной силы. Но, насколько мы знаем из источников, самое крупное извержение было в 1883 году на вулканическом острове Кракатау в Голландской Индии (Республика Индонезия). Мощнейшая серия вулканических взрывов произошла 27 августа того года.

Давайте посмотрим, каковы были некоторые последствия этого невероятного взрыва. Прежде всего, просто исчезла вся северная часть острова и его более низкие участки! До взрыва площадь острова составляла 18 квадратных миль, а его высота над уровнем моря колебалась от 91 до 4250 метров. После взрыва на дне океана образовалась дыра, которая была на 300 метров ниже уровня воды! В воздух на высоту до 17 миль поднялись столбы камней, пыли и пепла, и когда все это стало рассеиваться, все в радиусе 150 миль погрузилось во тьму среди бела дня! Звук этих вулканических взрывов был слышен на огромной территории. Это было действительно самое большое расстояние, когда-либо пройденное звуком, – 3000 миль!

Самые сильные разрушения были, вероятно, связаны с волнами в океане, поднявшимися в результате этого чудовищного взрыва. Самая большая волна достигала в высоту 15 метров, она сносила целые деревни и стала виновницей гибели 36 000 людей. Вдобавок эти волны прошли огромные расстояния и достигли, возможно, даже Ла-Манша, расположенного в 11000 миль. Между прочим, вулкан Кракатау оживал еще и в 1927 году, но, к счастью, на этот раз обошлось без большого вулканического взрыва.

Почему вода в гейзере горячая?

Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы. Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник – это уже само по себе удивительно. Вот отверстие в земле, наполненное горячей водой. Откуда появляется эта вода? Почему она горячая? И что заставляет ее выстреливать фонтаном в воздух, образуя гейзер? У всех гейзеров отверстие, которое называется трубкой, ведет с поверхности земли в подземные резервуары, которые служат хранилищами воды. Источником основного количества воды являются дожди и снега.

В недрах Земли горные породы очень горячие. Скорее всего, это не остывшая лава, которая называется магмой. Газы от этих раскаленных пород, в основном пар, поднимаются по трещинам в скальных породах и достигают подземных резервуаров. Здесь они нагревают воду до температуры кипения, а то и выше. Так получается горячий источник.

А что делает его гейзером? Трубка или проход, идущий от воды до горячих пород вниз (туда, откуда исходит тепло), имеет изогнутую, неправильную форму, что мешает пару просто подниматься на поверхность. Если бы пар и вода свободно выходили снизу, то получился бы просто постоянно кипящий источник. Гейзер извергается, потому что вода в каменных ловушках подземной водоносной системы нагревается до кипения и сразу превращается в пар. Пару требуется большее пространство, чем той воде, из которой он образовался, и поэтому он выталкивает находящийся над ним водяной столб. По мере того, как пар перемещается наверх, давление внизу снижается, и в пар превращается еще большее количество воды. Вместо того, чтобы спокойно вытекать на поверхность, вода мощно вырывается наружу из-за выталкивающего ее пара – и мы видим гейзер!

Почему не все облака дождевые?

Вы когда-нибудь летели на самолете сквозь облака или, может быть, забирались высоко на гору и наблюдали, как вокруг вас клубятся облака? Тогда вы должны хорошо представлять, что такое облако: просто скопление тумана. Как вы знаете, в воздухе всегда содержатся водяные пары. В летнее время в воздухе больше пара, потому что температура выше. Когда пара в воздухе очень много, достаточно небольшого понижения температуры, чтобы он начал конденсироваться (то есть образуются капельки воды). В этом случае мы говорим, что воздух насыщается. Достаточно лишь небольшого понижения температуры, чтобы водяные пары в насыщенном воздухе стали конденсироваться. Поэтому, когда насыщенный теплый воздух поднимается на высоту, где температура ниже, происходит конденсация, и получаются облака. Молекулы воды соединяются и образуют бесчисленные маленькие капельки.

Что происходит, когда все эти водяные капельки в облаке встречаются с массой теплого воздуха? Они испаряются – и облако исчезает! Поэтому облака постоянно меняют свою форму. Содержащаяся в них вода постоянно превращается то вводу, то в пар. Капли воды, содержащиеся в облаке, имеют вес, поэтому тяготение тянет их вниз, и они опускаются все ниже и ниже. Когда большая их часть упадет, они достигают более теплых воздушных слоев, и этот теплый воздух заставляет их испаряться. Поэтому получаются облака, из которых не льется дождь. Они испаряются, и капли не успевают достичь земной поверхности.

Но если предположить, что воздух под тучей не является более теплым? Что это очень сырой воздух? Тогда капли будут все увеличиваться и увеличиваться в размерах, и конденсация будет все сильнее. Довольно скоро все маленькие капельки превратятся в большие капли, достигающие земли, и пойдет дождь!

Как измеряются дождевые осадки?

Во многих странах количество дождевых осадков измеряется прибором, который называется дождемером. Дождемер, используемый метеорологами Соединенных Штатов, имеет вид полой трубки, закрытой снизу и имеющей раструб в верхней части. Этот прибор помещается на открытом месте, и градуированная шкала на нем показывает, сколько в него попало дождевой воды. Метеорологи говорят, что выпал дюйм дождевых осадков, если в данной местности воды выпало столько, чтобы образовать на поверхности этого места слой воды толщиной в один дюйм.

Место, где выпадает меньше 10 дюймов (25 сантиметров) в год, называется пустыней. От десяти до двадцати дюймов достаточно для того, чтобы росла трава, но для сельского хозяйства требуется больше 20 дюймов. Если в течение теплого времени года выпадает больше 250 сантиметров осадков, дикая растительность становится такой густой, что заглушает культивируемые растения. Так происходит в джунглях Бразилии, в Центральной Африке и в Индии. В Индии есть место, которое называется Черрапунджи, где в год выпадает около 1140 сантиметров дождя!

И напротив, Египту достается лишь 4 сантиметра дождя в год. В Соединенных Штатах наибольшее количество осадков выпадает на побережье штата Вашингтон и в Орегоне – 200–250 сантиметров. В некоторых местностях Аризоны выпадает меньше 8 сантиметров в год. Самый большой уровень осадков, зарегистрированный в Великобритании, составляет 257 дюймов (653 сантиметра) в Камберленде в 1954 году.

Почему бывают наводнения?

За всю историю человечества накопилось немало свидетельств, рассказов и преданий о крупных наводнениях. Причина этого проста: наводнения были всегда. Первобытные люди намеренно селились в долинах, расположенных на пути наводнений – потому что земли здесь были плодородными. Что такое наводнение? Это такое состояние, когда вода выходит из берегов и растекается повсюду.

А что является причиной наводнений? – накопление большого количества воды в реке в результате сильных дождей. Вода может появляться из других источников или резервуаров, откуда она течет в реку. Река обычно омывает обширный район, или «бассейн», и сильный поток воды из любого места в этом бассейне заставляет подниматься уровень воды в реке и затоплять берега. Некоторые наводнения очень полезны. Нил, например, каждый год с незапамятных времен вместе с разлившейся водой приносит плодородный ил с высокогорья.

С другой стороны, река Хуанхэ в Китае периодически становится причиной гибели людей и разрушений. Например, в 1935 году из-за разлива этой реки 4 миллиона людей остались без крыши над головой! Можно ли предотвращать наводнения? Наверное, это невозможно, потому что сильные дожди идут независимо от воли человека. Но предпринимаются большие усилия, чтобы обуздать наводнения, и когда-нибудь, наверное, это будет сделано.

Существуют три способа обуздать наводнения. Один из них – строить дамбы и делать насыпи для защиты сельскохозяйственных угодий в тех местах, куда доходит вода. Второй способ – устраивать каналы для экстренных случаев, или водосливы, чтобы отводить избыток воды. Третий способ – содержать большие резервуары для накапливания воды и постепенного ее слива в большие потоки.

Что такое артезианский колодец?

Вода из артезианского колодца может взлетать высоко в воздух, как и из гейзера, из емкости, находящейся глубоко под землей. Название происходит от названия местности Артуа в северной Франции, где более 800 лет тому назад был пробурен первый колодец такого типа. Артезианские колодцы возможны только при определенных условиях. Между двумя слоями водонепроницаемой скальной породы должен быть слой из пористого камня или из песка. Где-то этот пористый слой должен выходить на поверхность, чтобы дождевые или снеговые осадки могли впитываться в него и опускаться вниз, пока не попадут между водонепроницаемыми слоями, располагающимися сверху и снизу. Огромное давление со всех сторон держит воду в заточении, пока ее не освобождает человек. Когда отверстие диаметром в несколько сантиметров пробуривается прямо через твердый верхний слой и попадает в водоносный слой, освобожденная вода с огромной силой вырывается на поверхность.

Еще древние китайцы делали артезианские колодцы. В старину в Европе некоторые колодцы бурились втечение шести-восьми лет. Современная техника выполняет эту задачу легко и быстро. В районе Эджмонта в Южной Дакоте два колодца, пробуренные на глубину примерно 915 метров, дают около 4 миллионов литров воды ежедневно. Температура воды, достигшей поверхности с такой глубины, составляет 37 градусов по Цельсию. Из другого колодца в этом же районе течет поступает более горячая вода!

В некоторых крупных городах США, а также во многих местах Лондонского региона значительная часть, а то и вся потребляемая вода добывается из артезианских скважин. Самый большой в мире артезианский район находится в Австралии.

Что такое водопад?

Когда ручей или река переливается через стену из камня в виде утеса или обрыва, то получается водопад. Там, где стена не обрывается вертикально, а имеет пологую форму, стекающая вода называется каскадом. Иногда в каскаде вода стекает по целой серии пологих склонов. Ниагарский водопад – хороший пример того, как нависающий край скалы создает водопад. Верхний слой скалистых пород на Ниагаре состоит из твердого доломита. Под доломитом находятся мягкие глинистые сланцы. Река Ниагара переливается через доломитовый утес в огромную водную чашу внизу, где бурлящие воды вымывают сланцы и подмывают, таким образом, верхние слои доломита. Время от времени огромные массы доломита обрушиваются, и обрыв остается по-прежнему крутым. В других водопадах этого типа в качестве твердой породы могут служить песчаник, известняк или лава.

Другой тип водопада представляет из себя Нижний Йеллоустонский водопад. Когда-то в незапамятные времена из-под земли поднялась огромная масса расплавленной породы, которая потом затвердела и образовала стену на пути течения реки. В некоторых случаях в горные долины глубоко вгрызались ледники, оставляя за собой отвесные стены, с которых низвергались водопады. В других случаях высокие плато поднимались из-за перемещений в земной коре, и водные потоки переливались через их края.

В мире наиболее известны три водопада: Ниагарский водопад, водопад Виктория на реке Замбези в Африке и водопад Игуассу на стыке границ Аргентины, Бразилии и Парагвая. Наибольший объем воды имеет Ниагарский водопад. Самый высокий водопад в мире находится в Венесуэле. Это водопад Анхель, вода в котором падает с высоты 1005 метров. Впервые его увидел с самолета Джимми Эйнджел в 1935 году, а в 1948 году здесь впервые появились люди. Некоторые водопады приносят большую пользу в обеспечении человека энергией. Водопады используются для выработки электроэнергии, которая приводит в действие заводы. Примерно половина гидроэнергетических ресурсов мира сосредоточена в Африке, но они еще большей частью не разработаны.

Что такое атмосфера Земли?

Когда мы читаем об освоении человеком Луны и планет, мы часто сталкиваемся с вопросами, касающимися атмосферы. Есть ли атмосфера и на других планетах? Насколько известно ученым, ни одна планета или звезда не имеет атмосферы, похожей на нашу. Что такое атмосфера? Мы можем представить ее в виде океана воздуха, окружающего Землю и имеющего высоту в несколько сотен миль. Океан воздуха имеет один и тот же состав по всей Земле. В основном он состоит из определенных газов, которые всегда остаются в одной и той же пропорции. Около 78 процентов составляет азот, 21 процент – кислород, и оставшийся один процент составляют газы, которые называются редкими – аргон, неон, гелий, криптон и ксенон.

Воздух, окутывающий Землю, имеет одинаковый химический состав до высоты 18 миль, хотя эта цифра может доходить и до 44 миль. Когда вы достигаете верхнего слоя атмосферы, вы оказываетесь в верхней точке того, что называется тропосферой. Это ближайший к поверхности Земли слой. На высоте от 18 до 31 мили от поверхности Земли находится слой горячего воздуха, температурой около 42 градусов по Цельсию. Причиной нагрева этого слоя является поглощение тепла солнечных лучей имеющимся здесь озоном.

Озон – это особая форма кислорода, где молекула состоит из трех атомов кислорода вместо обычных двух. Горячий озоновый слой служит для того, чтобы защитить нас от наиболее активных солнечных лучей – ультрафиолетовых. Без него мы не выдержали бы солнечного света. Еще выше находится слой, или несколько слоев, которые называются ионосферой, находящейся на высоте от 44 до 310 миль над землей. Ионосфера состоит из частиц, наэлектризованных Солнцем. Молекулы воздуха находятся в постоянном движении. Атмосфера может удерживаться лишь в том случае, когда молекулы все время сталкиваются друг с другом и не могут улететь. Но чем выше, тем воздух становится все более разреженным.

Очень мала вероятность того, что молекула снизу отскочит обратно после столкновения с молекулой сверху. Поэтому молекулы выходят в открытое пространство, и атмосфера разрежается полностью. Существует зона, которая называется экзосфера, где оторвавшиеся молекулы движутся почти свободно, и эта зона начинается с высоты 400 миль и простирается до 1500 миль.

Есть ли вес у воздуха?

Большинство из нас считают, что воздух – это «ничто», но воздух – это явное «что-то», если он состоит из определенных газов. Газ не имеет определенных размеров или формы, но он занимает пространство. Огромный воздушный океан, окружающий Землю и простирающийся на многие мили вверх, притягивается и удерживается за счет земного тяготения. Следовательно, воздух имеет вес. А поскольку воздух находится повсюду вокруг нас, он увеличивает вес любого наполняемого им предмета.

Например, в волейбольном мяче содержится небольшое количество воздуха. Если вы взвесите два таких мяча, один – накачанный, а другой – спущенный, то вы обнаружите, что спущенный мяч легче. Вес воздуха создает давление. Воздух давит на все ваше тело со всех сторон, подобно воде, если вы находитесь на дне моря. Огромная масса воздуха очень сильно давит на Землю, и давление при этом составляет примерно один килограмм на квадратный сантиметр.

Килограмм – это вес колонны воздуха с площадью основания 1 квадратный сантиметр и высотой, равной высоте атмосферы. Площадь вашей ладони – примерно 77 квадратных сантиметров. Представьте, что на вашу ладонь положен груз весом в 77 килограммов! Причиной того, что вы этого не замечаете, служит то, что воздух, находящийся под вашей рукой, давит с такой же силой, как и сверху. И на вашу голову воздух давит с силой в 270 килограммов, но вас не сплющивает, потому что и внутри вашего тела есть воздух, который уравновешивает давление наружного воздуха.

Чем выше вы поднимаетесь (например, на вершину горы), тем меньше воздуха над вами, тем меньше давление. На высоте в 6000 метров давление составляет примерно 0,4 килограмма на квадратный сантиметр. На высоте 3000 метров – 0,7 килограмма на квадратный сантиметр. Если бы вам удалось подняться на высоту в 100 километров, то вы обнаружили бы, что там почти нет давления.