Текст книги "Кто есть кто в мире природы"

Автор книги: Галина Шалаева

Соавторы: Екатерина Ситникова,Виталий Ситников
сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 18 страниц) [доступный отрывок для чтения: 7 страниц]

Существуют ли подземные вулканы?

Примерно в ста пятидесяти километрах от Уфы находится уникальный природный объект Янгантау, в переводе с башкирского – «горелая гора». Название связано с тем, что в этом месте из земли выходят потоки горячего воздуха, газа и водяных паров, обладающие сильным бальнеологическим (лечебным) эффектом.

Еще с середины XVIII века сюда стремились попасть больные люди. В настоящее время здесь построен санаторий, где лечат горячими минеральными водами.

Загадка Янгантау долго не давала покоя геологам. Местные жители объясняли появление горячих газов тем, что якобы глубоко под землей находится вулкан, у которого не хватает сил, чтобы выбраться на поверхность. Долгое время эти рассказы не принимались всерьез. Ведь Башкирия находится на достаточно большом расстоянии от тех зон, где возможно образование вулканов.

В ходе проведенных исследований было установлено, что в районе имеется обширная зона битуминозных мергелей – особой породы, насыщенной горючими нефтеподобными соединениями. Ученые предполагают, что где-то в глубине происходят химические реакции, сопровождающиеся выделением тепла.

Когда провели бурение, оказалось, что уже на глубине 90 метров температура достигает почти 400°С.

Тщательное обследование района показало, что зона мергелей находится в районе тектонического разлома. Вероятно, из-за смещения пластов земной коры в геологических породах возникли мощные механические напряжения, которые и привели к воспламенению подземных пород.

Вокруг Янгантау ученые обнаружили большое количество серных и радоновых источников. Вероятно, их появление вызвано тем же геологическим процессом.

В зоне разлома оказались также пласты, содержащие гидрокарбонатные воды. Совокупность минеральных источников характерна для подобных тектонических узлов, расположенных и в других точках Земли.

Уникальность Янгантау заключается в его локальности. Именно ограниченность термальной зоны позволяет объяснить, почему запасы подземного тепла до сих пор не истощились. Ученые считают, что в подобных условиях подземный «пожар» может продолжаться не одно столетие.

Почему вулканы расположены в определенных местах?

В районе таких городов, как Нью-Йорк, Лондон или Париж, нет вулканов, и вряд ли они там появятся в будущем. Однако в некоторых районах земного шара в одном месте может быть расположено сразу несколько вулканов.

Тихоокеанское побережье Центральной Америки – одно из самых активных мест вулканической деятельности в мире. Там расположено более двух третей действующих вулканов, а также множество таких, что прекратили свою деятельность сравнительно недавно.

А причина вот в чем: в этих местах земная кора очень слаба по сравнению с другими районами земного шара. Там, где есть слабый участок земной коры, там появляется вулкан.

Как мы уже знаем, ядро Земли очень горячее. С увеличением глубины растет и температура. На глубине 25 километров температура настолько высока, что все породы (здесь температура достигает 1 000-1 100°С) находятся в расплавленном состоянии.

Когда горная порода плавится, она увеличивается в объеме – ей требуется больше места.

В отдельных районах Земли новые горные системы образовались не так давно (несколько тысяч лет назад). Под ними в этом районе давление ниже, чем в других районах. Это своего рода слабый участок в земной коре.

Как мы уже знаем, магма, проникает в эти участки, создавая резервуары расплавленной породы. Потом она поднимается по трещинам, образованным поднятием пород земли.

Когда давление в таком резервуаре превысит те силы, которые сдерживают магму под землей, расплавленная порода вырывается наружу, образуя вулкан. Извержение прекращается с окончанием выхода сопутствующего газа.

При извержении в основном выделяются газообразные вещества, а также большое количество лавы и твердых частиц в виде пепла. Извержение – это взрыв газов, но часть лавы превращается в пыль, и при извержении мы наблюдаем облако черного дыма.

Какой остров называют страной вулканов и гейзеров?

Исландия была открыта викингами в 874 году и до 1944 года находилась под юрисдикцией Дании. Она расположена в северной Арктике, между Гренландией и Норвегией. На острове проживает порядка 255 тысяч человек. Большинство живет на юге и на западе, где земля менее гористая. Основными занятиями являются фермерство и рыболовство.

Этот небольшой каменистый остров называют страной вечных снегов и огня, поскольку основной его достопримечательностью являются вулканы. С ними соседствуют многочисленные горячие источники и ледники.

Ледники встречаются по всему острову, раскинувшись на многие километры. Самым известным из них является Ватнайокуль, находящийся на юго-западе острова. Это самый большой ледник в Европе площадью 8 400 км² и толщиной льда, доходящей до километра. По огромному каменистому желобу он сползает в море, образуя множество льдин и айсбергов.

После ледникового периода в Исландии было примерно 150 вулканов, и еще 30 образовалось за время регулярных наблюдений. И в настоящее время примерно четверть всех вулканов действующие. Самый высокий из них – Хваннадальсхнюкур (2 119 метров). Но наиболее известна гора Гекла (1 491 метр), находящаяся на юге. Только в XX веке из нее было несколько извержений. Крупнейшее извержение на острове произошло в 1783 году из вулкана Лейки. В течение шести месяцев из 100 кратеров извергались потоки лавы, покрывшие 563 км² суши.

В 1964 году вблизи южного побережья из моря поднялся вулкан, ранее находившийся под водой. После извержения вокруг него образовался остров, сегодня называемый Сурсеем.

Почему же в Исландии земные недра ведут себя так неспокойно?

Как известно, земная кора до сих пор находится в постоянном движении. Процесс ее формирования происходит на огромных глубинах в толще Земли. Лишь там, где между тектоническими плитами, образующими земную поверхность, есть трещины, раскаленная лава может подняться на поверхность.

Ученые установили, что Исландия расположена как раз в таком районе, на краю одной из плит. Под Исландией разлом подходит близко к поверхности земли. На морском дне жидкие породы выплескиваются из огромных трещин, проходящих вдоль острова. Поэтому Исландия медленно увеличивается в объеме.

Горячие породы подогревают подземные воды, и они выходят на поверхность в виде горячих источников или естественных фонтанов – гейзеров. Люди научились использовать подземное тепло. Чаще всего горячая вода применяется для обогрева домов, заводов и закрытых плавательных бассейнов. Так, Рейкьявик (столица Исландии) получает 250 литров кипящей воды каждую секунду. Но в последние годы на природном тепле работают и геотермальные электростанции, турбины которых приводятся в движение подземным паром.

Большое влияние на климат острова оказывает теплый Гольфстрим – течение, приходящее на Север с Карибского моря. Оно проходит вдоль Исландии к северной части Европы. Благодаря теплым ветрам, дующим вдоль Гольфстрима, температура в Рейкьявике теплее, чем в Нью-Йорке, находящемся на 3 862 километра южнее. Хотя Исландия расположена на юге Арктики, ее гавани круглый год свободны от льда.

Как появились горы?

Из-за гигантских размеров гор люди думали, что они вечны и неизменны. Но геологи, ученые, которые изучают горы, могут доказать, что горы меняются и что они не вечны.

Определенные изменения земной поверхности привели к возникновению гор, которые постоянно разрушаются и меняются. Склоны гор разрушаются замерзающей водой, почва и частицы скального грунта вымываются дождем и потоками воды. Со временем даже высочайшие вершины превращаются в холмы и равнины.

По способу образования геологи разделили горы на четыре типа «Складочные» горы состоят из слоев горных пород, сжатых огромным давлением в гигантские складки. Во многих местах можно видеть слои горных пород, изгибающиеся наподобие арок и вогнутых линз. Это результат сжатия и давления земной поверхности. Примером таких гор могут служить Аппалачи и Альпы.

Для сводчатых гор характерны скальные породы, поднятые вверх в виде сводов. Расплавленная лава, поднимаясь под большим давлением на поверхность Земли, смогла поднять эти пласты горных пород. Например, Черные Холмы в штате Южная Дакота в США.

Целиковые горы возникли в результате разломов или провалов земной коры. Обширные участки земной коры, целые горные гряды за короткое время поднимались или опускались. Горная цепь Сьерра Невада, 740 километров длиной и 150 километров шириной, расположенная в Калифорнии, может служить примером таких гор.

Вулканические горы состоят из лавы, вулканического пепла и шлаков, попавших на поверхность Земли. Вулканы обычно имеют коническую форму с большим кратером на вершине. Наиболее известными вулканами являются Рейнер, Шаста и Худ в США, Фудзияма в Японии, Везувий в Италии.

Многие горные системы были образованы сочетанием вышеперечисленных способов. В горах Рокиз в США можно наблюдать горные отроги, возникшие в результате сжатия, разломов и даже эрозии лавы!

Как появились пещеры?

Пещеры издавна связаны с историей развития человечества. Еще в эпоху каменного века пещеры спасали людей от зимней стужи.

Но и после того, как древние люди перестали использовать пещеры в качестве жилищ, пещеры окружал ореол необычного и странного. Греки верили, что пещеры были храмами их богов – Зевса, Пана, Диониса и Плутона. В древнем Риме считали, что в пещерах обитают нимфы и колдуньи. Древние персы и другие народы полагали, что в пещерах обитает царь всех земных духов Митрас.

В наши дни обширные и прекрасные пещеры привлекают туристов. Пещеры – это большие пустоты внутри холмов, гор и скал.

Пещеры образуются по-разному. Некоторые из них образовались в результате постоянного воздействия морских волн на скалы. Отдельные пещеры расположены под водой. Они являются результатом деятельности подземных вод, вымывающих мягкие породы, например, известняк. Ряд пещер появился в результате вулканической деятельности и смещения скальных пород или в результате извержения горячей лавы.

Основная масса пещер в Соединенных Штатах появилась после разрушения значительных слоев известняка, особенно при воздействии на него воды, содержащей двуокись углерода. В штатах Индиана, Кентукки и Теннесси в слое известняка толщиной в среднем 53 метра образовалось множество пещер.

Некоторые пещеры имеют в потолке отверстия. Они образовались на том месте, где когда-то скопилась вода, которая затем прорвалась в пещеру. В пещерах можно встретить ряды галерей, идущих одна над другой. По отдельным пещерам протекают потоки воды, в других – после их образования вода уходит вниз, и пещера высыхает.

Что такое грот?

Гротами называются подземные пещеры, углубления в горах. Как же они образуются? На этот вопрос существует два ответа: или в результате просачивания воды, которая годами разрушает горную породу, или от постоянных разрушительных ударов волн о прибрежные скалы. Чаще всего гроты образуются в известняковых скалах: ведь известь довольно быстро разрушается под действием кислот, содержащихся в морской воде. Прибрежные гроты формируются морскими волнами, которые годами с большой силой бьются о скалы, образуя трещины и углубления.

В наши дни в гротах живут некоторые животные: львы, медведи, волки. Также пещеры служат укрытием для летучих мышей и некоторых насекомых, не говоря уже о ракообразных и рыбах, обитающих в морских прибрежных гротах.

Исследователей скальных пещер-гротов называют спелеологами, а науку о пещерах – спелеологией. Работа спелеологов опасная, но всегда интересная и захватывающая. На юге Франции открыто множество пещер-туннелей. Самые известные – Падирак, Пьер Сен-Мартен, Авен-Арман.

Где находится самая большая и самая глубокая пещера?

Пещеры скрываются везде: в горах, в каменистой почве. После добычи каменной соли, известняка тоже остаются пещеры, каменоломни, катакомбы. Бывают и ледяные пещеры, но они недолговечны. Самая длинная пещера – Флинт-Мамонтова – находится в Соединенных Штатах Америки, в штате Кентукки. Длина всех ее ходов, залов и коридоров равна половине пути от Москвы до Санкт-Петербурга – 345 километров.

А самая глубокая пещера находится во Франции. Это система пещер Жан-Бернар. В нее человек может спуститься почти на 1,5 километра.

Но впереди ученых ждут новые открытия. В каждой пещере есть ходы, щели и коридоры, о которых путешественники по пещерам – спелеологи – еще не знают. Они думают, что все уже изучили, но вдруг однажды замечают щель за каменным завалом, а за ней – коридор, за которым новые, еще неизведанные пещеры.

Что такое сталактит?

Сталактиты возникают в пещерах. Чтобы узнать, как они образуются, давайте исследуем одну из таких пещер – пещеру Карлсбад в штате Нью-Мексико. Горной породой в Карлсбаде является известняк. Известняк – довольно мягкая порода, которая может быть растворена слабой кислотой. Кислота, которая растворяет известняк, содержится в дождевой воде. Падающие капли дождя впитывают соединение углерода и кислорода из воздуха и из почвы. Они превращают дождевую воду в кислоту.

Около миллиона лет назад одна капля дождя удержалась на потолке пещеры. Кислота разъела известь, вода испарилась, крошечное кольцо извести кристаллизировалось на потолке. Вторая капля, а за ней третья, четвертая и пятая оставили известь на том же месте. Время шло, кольца извести образовывали маленький бугорок, «сосульку». Она продолжала расти.

Другая капля воды упала на пол пещеры. И снова осталась известь. Время шло, тысячи капель падали на то же самое место. Частички извести образовывали что-то похожее на толстую каменную свечку. «Свеча» все росла и росла.

Каменная сосулька на потолке называется сталактитом. Толстая «свеча» на полу называется сталагмитом. Сталактиты и сталагмиты бывают разной высоты, что зависит от степени сырости в пещере, температуры и толщины слоя известняка над пещерой. Некоторые сталактиты вырастают в год по 2 сантиметра, на что другим требуется сотня лет.

Часто сталагмиты, растущие вверх, соединяются со сталактитами, растущими вниз, и образуют колонны. Самая большая колонна в Карлсбаде более 30 метров высотой. Потолки некоторых пещер покрыты короткими сталактитами, которые выглядят как бахрома. В других пещерах сверкают каменные иголки на стенах. Некоторые сталактиты растут в стороны и вверх, так же как и вниз.

Когда вода перестает попадать в пещеры, сталактиты перестают расти, а сама пещера считается «мертвой».

Когда и почему появляются каменные рощи?

Окаменелые деревья обнаруживают в самых разных районах. Иногда их выкапывают во время земляных работ, иногда встречают лежащими на поверхности.

Окаменелые деревья представляют собой остатки древних растительных форм, существовавших на нашей планете много миллионов лет тому назад.

Одна из самых любопытных находок была сделана неподалеку от села Баевки, расположенного в Ульяновской области. Там была обнаружена часть ствола дерева длиной 22 метра и весом почти 50 тонн.

Древесная структура была настолько насыщена кристаллами кварца, что по виду и весу более напоминала камень, чем растение.

Геологи установили, что окаменелое дерево представляет собой кусок ствола древней разновидности кипариса. Расчеты показали, что все дерево достигало высоты не менее 60 метров. Определить высоту окаменелого дерева помогли сохранившиеся клеточные структуры, на его срезе четко вырисовывались годичные кольца.

Находка кипариса в Поволжье позволила прийти к выводу, что миллионы лет назад в этом районе Земли был теплый и влажный климат. Вероятно, здесь достаточно часто свирепствовали ураганы и ливни. Поваленные стихией деревья потоки воды относили в устья рек.

Намокнув, дерево опускалось на дно и постепенно зарастало толщей речного ила. Через ил медленно просачивалась вода, вымывавшая из древесины органические вещества.

Пустая клеточная структура служила хорошим каркасом для отложения мельчайших частиц кремнезема или извести. Каменистая масса точно повторяла структуру дерева, сохраняя ее на века.

Находки окаменелых деревьев в других местах говорят о другом способе их образования. В Пермской области была обнаружена каменная роща, состоящая из нескольких десятков окаменевших стволов сосен. Все деревья были расположены вертикально, у некоторых даже сохранились сучья.

Вероятно, из-за подъема суши или сильных дождей часть соснового леса оказалась покрытой водой. Постепенно вокруг деревьев образовалась илистая отмель, в которой и начался процесс окаменения.

Известковые отложения сохранили деревья в том виде, в каком они когда-то росли. Такие каменные леса на территории России обнаружены в Хабаровском крае, а за рубежом – в Германии. Полагают, что вертикально окаменевшие деревья встречаются в районах геологической активности. Поэтому каждая находка тщательно исследуется. Обычно вокруг окаменелых рощ обнаруживают залежи полезных ископаемых.

Существуют окаменелые деревья, которые образовались всего несколько веков назад под воздействием горячих вод подземных источников. Их неоднократно находили в карстовых пещерах Высоких Татр в Чехии. Правда, там они были насыщены не кварцитами, а соединениями железа.

Происходило это следующим образом. Реки заносили упавшие деревья в пещеры. Там под воздействием горячих минеральных вод, богатых железистыми солями, происходило насыщение древесины соединениями железа или кальция. Постепенно дерево покрывалось толстой железистой капсулой, внутри которой сохранялась древесина.

Окаменевшие подобным образом сучья получили в народе название «чертовых пальцев». Их иногда вымывает подземными водами на отмели.

Как образуются каменные столбы?

Удивительное явление представляют собой огромные каменные изваяния, напоминающие то минареты, то колонны, то гигантские пальцы, торчащие на горном плато или крутом берегу реки. Эти каменные столбы, или останцы, можно встретить в различных уголках земли: в Азии, Европе, Северной Америке и других местах.

В России ими славится Сылва, левый приток реки Чусовая. Сылва берет свое начало на западном склоне Среднего Урала и пересекает Свердловскую и Пермскую области.

Еще в 1950‑е годы в нашей стране была выпущена серия открыток с видами заповедных уголков природы. Среди прочих сущестовала и открытка, на которой можно было увидеть невероятно правильной геометрической формы скалы, одиноко возвышающиеся над бурным, пенящимся потоком. Они были очень похожи на рукотворные памятники, но надпись под картинкой объясняла, что автором каменных столбов является сама природа.

Останцы делятся на три вида: выветривания, так называемые столовые горы и обтекания.

Каменные столбы на Сылве скорее всего относятся как к первому, так и к последнему виду.

Зачем же природе понадобилось выступать в качестве скульптора? Геологов давно занимал этот вопрос. Правда, долгое время считалось, что останцы представляют собой продукт деятельности каких-то неизвестных микроорганизмов. Но тщательные обследования позволили достоверно установить, что сылвинские столбы – это окаменелые останки древних простейших животных, обитавших в воде, и водорослей. Ведь здесь сотни миллионов лет назад простиралось огромное Пермское море.

Представителей его фауны и находят до сих пор по берегам Сылвы.

Когда-то они откладывались на морском дне в рифовых образованиях. Однако структура рифов содержит также слюду, кварцы, сланцы, известняки. Они попали сюда в результате активной геологической деятельности.

Чаще всего рифовые образования залегают на больших глубинах, но на берегах водоемов выступают на поверхность. Здесь-то за них всерьез принимаются вода и ветер, в результате их «деятельности» и появляются скульптурные шедевры.

Правды ради следует сказать, что рифы, как правило, не долговечны. Морозы, жара, дожди разрушают их пористую структуру. Разрушению способствуют и растения, корни которых прорастают в рифах и в конце концов разрывают их.

Но в тех случаях, когда процесс окаменения рифовых образований зашел достаточно далеко, они сохраняются многие тысячи лет. К таким долгожителям и относятся каменные столбы на Сылве.

Могут ли. камни прыгать?

Со дна океана иногда поднимают удивительные камни – их называют прыгающими. Такой камень, лежащий, например, на палубе исследовательского судна, может сам по себе вдруг подпрыгнуть, но чаще просто трескается, издавая громкие щелчки. Эти камни находят на срединно-океанических хребтах, состоящих из потухших или еще действующих вулканов и тянущихся, как ясно из названия, по серединам океанов, между континентами. Главное отличие прыгающих камней – высокая насыщенность пузырьками газа. Пузырьки вулканических газов, преимущественно углекислого, занимают в составе этих пород до 18 % объема, что примерно в 20 раз больше, чем в обычной застывшей базальтовой лаве.

Пузырьки, застывшие в лаве на дне океана, под высоким давлением, после подъема наверх, при снятии давления, буквально разрывают камень – отсюда и прыжки камней, и их самопроизвольное раскалывание. Но почему лишь некоторые вулканические породы, застывшие под водой, так насыщены газом? Ответ на этот вопрос нашли французские геофизики. Изучив строение подводных вулканов, они пришли к выводу, что магма, перед тем как излиться наружу, чаще всего проходит выдержку в так называемой магматической камере, где из нее успевает выйти газ. Если же такой камеры вулкан не имеет и магма изливалась сразу, без задержки, то газ остается в ней и образует пузырьки с большим внутренним давлением.

Почему камни такие разные?

Найдется ли во всем мире ребенок, который не собирал в свое время красивой формы и окраски камешки? Различные по размерам и цвету, гладкие и шероховатые.

Они выглядят такими привлекательными потому, что состоят из одного или нескольких минералов. Именно эти минералы придают камням прекрасные оттенки, заставляя некоторые из них сверкать наподобие драгоценных камней.

Все камни имеют различное происхождение. Некоторые камни, называемые «осадочными», состоят из осадочных пород. Это означает, что много лет назад образовались осадки в результате деятельности воды, ветра, льда, растений и животных. Отложение происходило по слоям, поэтому такие скалы и камни называют «слоистыми». Мельчайшие частицы, из которых состоят скалы, имеют округлую форму, так как их острые края сточились при движении в потоках воды и под воздействием ветра. Песчаник и известняк являются типичными слоистыми скальными породами.

Другие скальные породы произошли из расплавленного вещества, находившегося глубоко под землей. Их вынесло на поверхность земли, часть попала в трещины других скальных пород. Такие скалы называют «пирогенными», или вулканического происхождения. К ним относятся гранит и базальт.

Третий тип скал имел раньше другую форму и структуру (вулканическую или слоистую), но изменился под воздействием температур или высокого давления. Их называют «метаморфными», к ним относятся мрамор и кварциты.

Некоторые скальные породы содержат наряду с другими примесями минералы металлов.

Так что цвет и форма камней зависит от того, к какой скальной породе они принадлежат.