Земля. Метеориты, вулканы, землетрясения
Покупка
Новинка
Тематика:
Науки о Земле. Экология
Издательство:
ДМК Пресс
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 176
Дополнительно
Вид издания:
Научно-популярная литература
Уровень образования:
Дополнительное образование
ISBN: 978-5-89818-214-4
Артикул: 854072.01.99
В книге рассказывается о внутреннем строении Земли и методах его изучения; о современной геологической теории — тектонике литосферных плит; о наиболее опасных геологических явлениях — землетрясениях и извержениях вулканов и о возможности их предсказания; а также о падениях на Землю метеоритов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.01: Геология
- 05.03.02: География
- 05.03.03: Картография и геоинформатика
- 05.03.04: Гидрометеорология
- 05.03.06: Экология и природопользование
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
Н. В. Короновский ЗЕМЛЯ Метеориты, вулканы, землетрясения Электронное издание Москва, 2022
УДК 550.3 ББК 26.2 К68 К68 Короновский, Николай Владимирович. Земля. Метеориты, вулканы, землетрясения / Н. В. Короновский. — Эл. изд. — 1 файл pdf : 176 с. — Москва : ДМК Пресс, 2022. — Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — Текст : электронный. ISBN 978-5-89818-214-4 В книге рассказывается о внутреннем строении Земли и методах его изучения; о современной геологической теории — тектонике литосферных плит; о наиболее опасных геологических явлениях — землетрясениях и извержениях вулканов и о возможности их предсказания; а также о падениях на Землю метеоритов. УДК 550.3 ББК 26.2 Электронное издание на основе печатного издания: Земля. Метеориты, вулканы, землетрясения / Н. В. Короновский. — Москва : ДМК Пресс, 2022. — 174 с. — ISBN 978-5-89818- 114-7. — Текст : непосредственный. На обложке: Карл Брюллов «Последний день Помпеи», ГРМ В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации. ISBN 978-5-89818-214-4 © Век 2, 2014 © Переиздание. ДМК Пресс, 2022
Содержание ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................5 Глава 1. СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ .............................................................................7 Сейсмология..................................................................................................7 Магнитное поле Земли..........................................................................19 Тектоника литосферных плит .........................................................24 На дне океана............................................................................................34 Глава 2. КАТАСТРОФА, ПРИШЕДШАЯ С НЕБЕС ..............................42 Метеориты ..................................................................................................42 Кометы...........................................................................................................48 Астроблемы — звездные раны Земли .........................................50 Глава 3. ГОРЯЧЕЕ ДЫХАНИЕ ЗЕМЛИ .....................................................65 Что представляет собой вулкан .....................................................69 Расположение вулканов на земном шаре ..................................75 Извержение, погубившее цивилизацию........................................80 Гибель Помпеи, Геркуланума и Стабии .......................................94 Другие вулканы...................................................................................... 101 Следим за вулканами ......................................................................... 116 Глава 4. ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ............................................................................ 128 Что представляет собой землетрясение и как оно возникает........................................................................... 131 Как определяют силу землетрясений........................................ 132 Геологическая позиция землетрясений...................................... 138
Наведенная сейсмичность................................................................. 144 Цунами — смертоносные волны ................................................... 145 Как возникают цунами...................................................................... 147 Можно ли предсказать землетрясение...................................... 150 Глава 5. ЕЩЕ НЕМНОГО О КАТАСТРОФАХ ....................................... 159 ПОСЛЕСЛОВИЕ........................................................................................ 168 Словарь ................................................................................................................. 169 Литература .......................................................................................................... 172
Все, что мы знаем — ничтожно. Все, что не знаем — бесконечно. Сократ ВВЕДЕНИЕ Вселенная огромна. От самых дальних наблюдаемых объектов свет идет к нам около 13 млрд лет. И во всем этом объеме сосредоточена только малая часть Вселенной, а остальное находится вне нашего обозрения. В безбрежном океане Вселенной рассыпаны многие миллиарды галактик, а в каждой из них миллиарды, а то и триллионы звезд. В одной из таких галактик, которая называется Млечный Путь, находится наше Солнце, вокруг которого вращаются 8 планет: Меркурий, Венера, Земля со спутником Луной, Марс с двумя маленькими спутниками — Фобосом и Деймосом, а далее располагаются планеты-гиганты со своими многочисленными спутниками — Юпитер, Сатурн с его знаменитыми кольцами, Уран и Нептун. Земля — пылинка во Вселенной, но это наша планета и нам важно знать о ней как можно больше. Как и другие планеты, Земля функционирует как «живой» организм. Внешние оболочки — атмосфера, гидросфера, биосфера, ионосфера, магнитосфера — тесно взаимодействуют как между собой, так и с земной корой, а кроме того, на них влияют Солнце и Луна. На Земле постоянно происходят различные процессы, и в наиболее глубоких ее частях — геосферах, и в поверхностной оболочке — земной коре, на которой мы и живем. Именно в ней случаются такие катастрофические процессы как землетрясения, вызванные ими гигантские оползни, 5
цунами, извержения вулканов. На поверхность Земли падали, падают и будут падать метеориты. Перечисленные катастрофы происходят внезапно, они завораживают своей неотвратимостью, а их последствия могут быть страшными. Обо всем этом и хотелось бы рассказать в этой книге. О том, как современная наука объясняет многие катастрофические события, может ли она их прогнозировать и какова точность этих прогнозов. Речь пойдет только о твердых внутренних сферах Земли — тех, которые находятся ниже ее поверхности, т. к. именно в них происходят процессы, которые вызывают извержения вулканов и землетрясения. Кроме того, именно на земную поверхность падают небесные пришельцы — метеориты, оставляя на ней раны — астроблемы, с которыми связаны разные геологические события и даже полезные ископаемые. Но сначала нам придется коротко рассказать о том, как устроена наша планета. Без постоянной помощи Г. В. Брянцевой эта книга не могла бы увидеть свет, за что я приношу Галине Владимировне глубокую благодарность.
Глава 1 СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ Сейсмология Как мы узнаём о том, что находится внутри Земли, на глубинах в тысячи километров, если самая глубокая скважина в мире, пробуренная в нашей стране на Кольском полуострове, недалеко от Мурманска, достигла отметки лишь в 12 км 226 м, а радиус Земли 6371 км? Все мы понимаем, что непосредственно увидеть глубокие горизонты Земли невозможно, и сто лет назад мы ничего не знали о ее внутреннем строении. Сейчас разработано много косвенных методов, позволяющих «заглянуть» в недоступные недра нашей планеты. На первом месте стоит сейсмологический метод. Любой взрыв в горном карьере, подземный ядерный взрыв, промышленный взрыв и, тем более, каждое землетрясение, которые происходят в разных частях планеты почти ежесекундно, вызывают в горных породах упругие колебания — сейсмические волны, или волны деформации. Эти волны распространяются во все стороны от места возникновения землетрясения, от его очага, или гипоцентра, и при сильном землетрясении пронизывают весь земной шар. Вот эти колебания и надо улавливать. Волны деформаций бывают объемными и поверхностными. Все они, достигая земной поверхности, производят те катастрофические процессы, которые мы наблюдаем — разрушение зданий, образование трещин, провалов и даже нового рельефа. 7 Ñåéñìîëîãèÿ
Рис. 1.1. Продольные (А) и поперечные (В) объемные волны (по Plummer, Mc Geary) Объемные волны деформаций подразделяются на два типа — продольные и поперечные (рис. 1.1). В продольных волнах колебания происходят вдоль направления распространения волны. Это напоминает гармошку, которая то сжимается, то растягивается. А во втором типе волн колебания происходят поперек направления распространения волны — вверх и вниз. Такие колебания могут происходить только в твердой среде, в которой частицы сопротивляются сдвигу. Продольные волны имеют большую скорость, следовательно, они будут на приемнике зарегистрированы первыми, а поперечные — вторыми. Продольные волны могут распространяться в любой среде (воздухе, жидкости, твердом теле), а поперечные — только в твердых телах. Существуют еще два типа поверхностных волн — волны Лява, в которых смещение частиц происходит в горизонтальной плоскости, перпендикулярно направлению распространения, и волны Рэлея, в которых колеблющиеся частицы имеют и продольную составляющую, и поперечную (вверх-вниз). Особенность их распространения изображена на рис. 1.2. Если объемные волны проходят через все тело Земли, то поверхностные распространяются вокруг нее. Скорость сейсмических волн зависит от упругих свойств и плотности пород, через которые они проходят. Понятно, что чем плотнее порода, тем скорость выше. Если мы имеем прибор, способный регистрировать продольные и поперечные сейсмические волны и их скорость на определенной глубине, то можем составить представление о разных слоях, из которых состоит наша планета. 8 Ãëàâà 1. Ñòðîåíèå Çåìëè
Рис. 1.2. Поверхностные волны (Н. В. Короновский, В. А. Абрамов) Интересно, что первый такой прибор — сейсмограф, если его можно так назвать, был создан в 132 г. н. э. в Китае, ученым Чжан Хэном (рис. 1.3). Это устройство, конечно, не делало записей, а могло лишь примерно указать направление, где произошел главный толчок. Прибор состоял из большой медной полусферы, внутри которой располагалось подобие маятника, а по периферии находилось шесть драконов, в пасти которых были нефритовые шарики. Под сферой вокруг нее стояло шесть лягушек с открытыми ртами. Колебания грунта при землетрясении вызывали колебания маятника, и от его удара по сфере шарик из пасти дракона падал в рот лягушки. Так определялось направление первого сильного толчка, связанного с приходом продольных волн. Принцип действия, как первого, так и последующих сейсмографов, один и тот же. Необходимо, чтобы подвешенный груз свободно перемещался и в вертикальной, и в горизонтальной плоскости, и это перемещение, связанное с колебаниями грунта, фиксировалось любым способом. Непрерывная запись сигналов на станциях ведетРис. 1.3. Один из вариантов сейсмографа Чжан Хэна 9 Ñåéñìîëîãèÿ
Рис. 1.4. Современный сейсмограф ¤ «1 «2 ся круглосуточно, и в результате получается сейсмограмма, которую специалисты геофизики могут расшифровывать (рис. 1.4). Близкий к современному сейсмограф был сконструирован Юингом в Японии еще в 1879 г., тогда как в Европе прибор с записью сигналов на барабане был сделан в 1855 г. Л. Пальмьяри. В 1856 г. первый сейсмограф установили на вулкане Везувий около Неаполя. В конце XIX века русский ученый академик Б. Б. Голицын изобрел первый электрический сейсмограф, способный регистрировать землетрясения на расстоянии в 20 000 км, когда смещения грунта под сейсмографом составляют тысячные доли миллиметра. Российские геофизики Д. П. Кирнос, Г. А. Гамбурцев, Д. А. Харин усовершенствовали сейсмограф Б. Б. Голицына в сторону более точных показаний, однако принцип его действия остался без изменений. В наши дни на земном шаре, особенно в сейсмоопасных районах, да и в других местах размещены тысячи сейсмографов, с помощью которых регистрируются не только все, даже самые слабые землетрясения, но и все промышленные взрывы, включая, конечно, и подземные ядерные. Сейсмографы, записывая скорость прохождения сейсмических волн на разных глубинах, позволяют выявить слои внутри Земли, обладающие разной плотностью и упругостью, что свидетельствует о разном составе этих слоев (рис. 1.5). «3 Рис. 1.5. Сейсмические волны И — источник волн, П — приемники 10 Ãëàâà 1. Ñòðîåíèå Çåìëè