Труднодоступные территории планет и их исследование человеком

НА ТЕМУ:

“ТРУДНОДОСТУПНЫЕ ТЕРРИТОРИИ ПЛАНЕТ И ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ ЧЕЛОВЕКОМ”.

ПРОВЕРИЛ (А):______

ОЦЕНКА:___________

1999

ПЛАН РЕФЕРАТА:

1. Родословная Земли______________________________________3

1. Холодильники Земли – Арктика и Антарктика____________4

1. Дворцы по льдом_____________________________________ 7

1. Землетрясения: символ разрушения и орудие созидания. Взгляд на строение земной коры через горы и вулканы___9

1. Заключение____________________________________________12

1. Список использованной литературы_____________________13

РОДОСЛОВНАЯ ЗЕМЛИ

Пока Земля скрывает от нас свой истинный возраст, и своё происхождение. Самые старые породы земной коры образовались около 3,5 – 4 млрд. лет назад. Земля должна быть старше, так как её кора выделилась из недр после того, как они успели нагреться.

Возраст самых старых метеоритов - 4,6 млрд. лет, возраст Луны - 4,5 – 4,6 млрд. лет. Очевидно, Земля и другие планеты Солнечной системы образовались около 4,6 млрд. лет назад.

Долгое время считалось, что наша планета - это маленький плотный остаток от гигантского массивного сгустка вещества, имевшего “солнечный” состав (99% газов водорода и гелия). Сгусток этот был раскалён, лёгкие газы из него улетучились в пространство, а более тяжёлое, каменистое вещество затвердело до глубины 2900 км. Глубже и поныне остаётся расплавленное ядро. Считалось очевидным, что ядро состоит из железа, которое выплавилось из какой-то первозданной породы, в процессе, подобном доменной плавке. Но картина огненно-жидкого образования Земли противоречит геологическим данным. Застывший после расплавления земной шар был бы расслоён, и перемещения вещества в нём должны были бы прекратиться. Между тем и на сегодняшний день продолжаются передвижения вещества планеты.

В 40-х годах академик О. Ю. Шмидт предложил новую гипотезу, согласно которой Земля, как и другие планеты, образовалась путём объединения твёрдых холодных частиц и тел и вначале была твёрдой и сравнительно холодной. О. Ю. Шмидт объяснял закономерности строения солнечной системы происхождением планет из гигантского допланетного пылевого облака, вращавшегося вокруг раннего Солнца. Уже в начале 50-х годов стало очевидным, что образование Земли из твёрдых холодных частиц лучше согласуется с данными астрономии и всех наук о Земле. В то же время выяснилось, что две самые крупные планеты Солнечной системы - Юпитер и Сатурн – состоят главным образом из водорода и гелия, то есть, имеют почти “солнечный” состав. Отсюда вытекало, что допланетное облако должно было содержать и пылевые частицы, и газ, подобно межзвёздным газо-пылевым облакам. Естественно получалось, что вблизи от Солнца в газо-пылевом облаке могли образоваться лишь каменистые планеты земного типа, Луна и астероиды.

О. Ю. Шмидт считал, что допланетное облако было захвачено Солнцем. Захват теоретически возможен, но он неприемлем по ряду соображений.

ХОЛОДИЛЬНИКИ ЗЕМЛИ – АРКТИКА И АНТАРКТИКА.

Околополюсные районы всегда привлекали исследователей, и лишь в начале двадцатого века ценой огромных усилий и жертв были завоёваны Северный и Южный полюсы. Оказалось, что два огромных очага холода Земли – Арктика и Антарктика – совершенно различны по своим физико – географическим условиям. Если в центре Арктики лежит Северный Ледовитый океан, окружённый южнее 75-80° широты Европой, Азией и Северной Америкой, то в центре Антарктики находится закованный многовековой мощной ледяной бронёй шестой материк Земли - Антарктида. На крайнем севере лишь северная часть Гренландии выходит за 80° с. ш. При столь различных условиях Арктика и Антарктика по-разному оказывают влияние на климаты северного и южного полушарий. В настоящее время достаточно хорошо известны условия погоды на обширных площадях этих крайних районов Земли. Хотя ещё в начале века наши знания о климате и погоде районов постоянного холода были весьма скудны.

Сравнивая районы северного полушария, можно видеть, что в самой холодной его части, на северо-востоке Азиатского материка – в Якутии, очень сильные морозы бывают лишь зимой. В Гренландии же низкие температуры воздуха характерны в течение всего года. В этом отношении Гренландию превосходит лишь Антарктида.

Гренландия почти целиком покрыта вечными льдами. Их мощность составляет 1500-2000 метров. В центральной части острова, на высоте 3000 метров, средняя температура составляет 30° ниже нуля. Зимой она нередко понижается до 60°. Очень низкие температуры здесь и в летние месяцы. С другой стороны, на побережье южной части острова, на широтах Санкт – Петербурга и Архангельска, морозы умеренны, а осадки обильны. Здесь холодное влияние центрального массива острова ослабляется теплом Атлантического океана. Циклоны, проходящие над южной Гренландией, несут обильные осадки и очень сильные штормовые ветры. Через Гренландское море происходит беспрерывный вынос льдов из Арктики.

Изучение Антарктиды началось сравнительно недавно общими усилиями учёных многих стран мира. С начала международного геофизического года (1957-1958 гг.) до настоящего времени многонациональный коллектив научных станций, расположенных в Антарктиде, в условиях самого сурового климата, циркуляции атмосферы, полярных сияний, льдов, геологии и др. Радиозоны и метеорологические ракеты зондируют тропосферу, гляциологи пронизывают двух – трёхкилометровую толщу ледяного панциря материка, геодезисты определяют высоту его над уровнем моря. Изучается режим морских течений, жизнь обитателей океана.

Расположенный на высоких широтах южного полушария шестой континент покрыт вечными льдами, средняя толщина достигает более 2000 метров.

Исследования последних лет показали, что на шестом континенте в среднем за год выпадает до 130 мм осадков. В глубинных районах Антарктиды годовые суммы осадков составляют около 50 мм, т. е. меньше, чем во многих пустынях. На побережье количество осадков возрастает до 500-600 мм.

Скорости ветров в прибрежных районах чаще всего 10-20 м/сек, однако ветры с материка, так называемые стоковые, достигают скорости ураганных - 40-50 м/сек и больше. Характерно, что в центральной Антарктиде ветры слабые, хотя плато расположено на высоте 3-4км.

Следует особенно отметить особенности температурного режима в Антарктике. В умеренной зоне южного полушария севернее Антарктиды преобладают океанические пространства, поэтому независимо от сезона года изотермы (линии одинаковых значений температуры) протягиваются вдоль широт. Например, изотерма 0° летом проходит между 63-64° южной широты, а вдоль побережья - изотермы 1-2°. Зимой изотермы минус 15-16° проходят вдоль побережья Восточной Антарктиды на широтах 66-67° южной широты, а изотерма 0° отступает на север к широтам 52-54° ю. ш.

Самые низкие на земном шаре температуры воздуха зарегистрированы на высоком ледяном плато Антарктиды - минус 30-40°С. Это самая низкая средняя годовая температура воздуха на Земле. В летние она около минус 30°, а в зимние понижается до минус 60° и даже до минус 75 - 80°. Так, например, на станции “Восток” 24 августа 1960 года была зафиксирована самая низкая на земном шаре температура - минус 88,3°С.

В течение всего времени температура воздуха в Арктике выше, чем в Антарктиде. Зимой в районе полюса на 7-8°, на широте 80° - на 13°. Летом эти разности ещё больше.

Объясняется это главным образом двумя причинами. Первая из них - высота Антарктиды. Если в центральной Арктике температура измеряется почти на уровне моря, то в центральной Антарктиде - на высоте около 3 км. Однако главное заключается в различии физико-географических условий центральных полярных районов северного и южного полушарий, а, следовательно, и различием в циркуляции атмосферы и океанических течений в Арктике и Антарктике.

Благодаря расположению материков и океанов в северном полушарии западный перенос в тропосфере очень часто нарушается сильным междуширотным воздухообменом. В результате такого обмена температура в атлантическом секторе Арктики летом нередко повышается до 5-10° и даже до 20°, а зимой случаются оттепели.

В последние годы усилилось внимание к Арктике в связи с проектами преобразования природы. Ряд авторов предлагают различные способы уничтожения льдов в Арктическом бассейне. При этом предполагается, что улучшится климат северных районов, он станет умеренно тёплым и Северный Ледовитый океан станет судоходным. По одним приближённым расчётам, льды больше не восстановятся, но по другим - могут вновь возникнуть. Современные возможности человечества уже достигли такого технического уровня, когда проблема уничтожения льдов уже не представляется невозможной. Однако возникает вопрос, не приведёт ли это к ухудшению климатических условий во сей умеренной зоне. Эти же проблемы учёными ещё не решены, но решение их тоже возможно не за горами.

ДВОРЦЫ ПОДО ЛЬДОМ.

Пещеры в ледниках… Таинственное мерцание ледяных стен, гигантские искрящиеся сталактиты, белоснежные кристаллы изморози, сверкающие струи водопадов, мерцающая гладь озёр среди ледяного безмолвия…

Прозрачная синева окутывает всё пространство внутри ледника. Густую, “ватную” ледниковых подземелий нарушают лишь частая капель да потаённое журчание подземных рек. Слои льда, которые просматриваются в прозрачных стенах пещерных каналов, образовались десятки, а может быть и сотни лет тому назад и были свидетелями картин совсем другого мира. Ледниковые пещеры – это экзотика даже для тех, кто изучает ледники. Немногим доводилось путешествовать по толще льда - массиве, который кажется неподвижным и монолитным, на деле же испещрён множеством ходов, каналов и галерей, в которой зарождается большинство рек нашей планеты.

Примерно девятую часть нашей планеты покрывают льды. Помимо Антарктиды, Гренландии и островов Северного Ледовитого океана, ледники имеются в Европе, Америке, Азии и даже в Экваториальной Африке - там, где лежат знаменитые снега Килиманджаро. Это огромная ледовая масса является одной из составных частей глобальной системы атмосфера - океан - оледенение, которая определяет климатические условия на нашей планете. Даже небольшого потепления или похолодания достаточно, чтобы существенно изменить облик Земли. Таяние льдов может вызвать подъём уровня мирового океана и привести к затоплению многих прибрежных равнин, а похолодание может повлечь за собой ровно противоположные последствия, свидетелем которых стал более десяти тысяч лет назад во время ледникового периода первобытный человек.

Сейчас на Земле имеется около тридцати кубических километров льда, в которых сконцентрирован основной запас пресной воды. Именно таяние ледников даёт начало многим полноводным рекам. Тем, кто бывал в горах, наверняка знакома такая картина: на краю ледника, у его так называемого языка, из-под козырька почерневшего снега с клекотом вырывается мутный бурный поток. Он возникает из трещин, которыми пронизан ледяной массив. Как известно, ледник под давлением собственного веса постоянно смещается вниз. Правда, скорость такого движения невелика - обычно всего несколько метров в неделю. Наползая на препятствия, лёд растрескивается, и в эти трещины сразу устремляются талые струйки воды, которую солнце растапливает на поверхности ледника. Но там, где трещин во льду нет, образуются ручьи и даже небольшие потоки - реки, русла которых врезаны в ледяные берега. Когда на пути такого потока, наконец, появляется трещина, он исчезает в недрах ледника, образуя во льду колодец - так называемую ледниковую мельницу. Не все плоскости ледников образованы текущей водой. Там, где температура ледника ниже нуля градусов - обычно в верхней его части, - струйки талой воды причудливыми колоннами и сосульками замерзают недалеко от поверхности трещин, не проникая в сами пещеры. Именно такие расщелины, когда они припорошены снегом, зачастую становятся причиной гибели альпинистов. Однако для спелеологов такие плоскости представляют особый интерес. Дело в том, что здесь порой возникают целые серии параллельных трещин, концы которых чуть смещены относительно друг друга. Пройдя до конца подлёдную галерею и уткнувшись в тупик, спелеолог ледорубом протыкает отверстие в стене и оказывается в соседней трещине, расположенной чуть ниже первой. Иногда таким образом удаётся довольно долго путешествовать внутри ледника. Вернёмся туда, где журчит поток, - к ледниковым мельницам. От основания колодца отходит пологая извилистая галерея, с которой берёт начало подлёдная река. Промытые ею каналы могут иметь самую разную форму, тянуться на сотни, а порой и тысячи метров в толще льда, иногда - очень глубоко. Самая глубокая из пройденных на сегодняшний день ледниковых мельниц находилась в Гренландии. В 1993 году глубина её пролёта достигала 173 метров. Однако уже в следующую экспедицию исследователи смогли спуститься лишь на 120 метров - путь им преградило подлёдное озеро. Дело в том, что ледовые пещеры, в отличие от тех, что образованы в скальной породе, живут недолго, максимум десятилетие. Иногда, в результате намерзания льда на стенах, пещера за два-три года полностью исчезает. Но чаще из-за перемещения ледника очертания пещеры меняются: рушатся ходы и галереи, ледовые завалы встают на пути потоков. Талые воды прорывают новые каньоны в сверкающем льду. Поэтому летом исследовать заполненные текущей водой внутриледниковые каналы практически невозможно. Проникают в них только в холодное время года, когда лёд не тает и в пещерах сухо. Правда и тут, для того, чтобы попасть в пещеру, порой приходится сначала нырять под воду. Для этого используют специальные противообледенительные водолазные костюмы и шлемы, нашлемные фонари, а в ледниках Европы, где вода не отличается особенной прозрачностью, - и подводный компас или даже водолазный компьютер. Первыми в такие полости проникли спелеологи - специалисты по пещерам, образованных в скальных породах. Благодаря их исследованиям стало понятно строение внутриледниковых каналов. Оказывается, они предназначены для того, чтобы кратчайшим путём транспортировать воду из зоны таяния к языку ледника. Множество узких ходов, ведущих в глубь ледника, соединяются затем в единый ствол - магистральную галерею. Именно в ней начинается река. Промыв в толще льда стеклянный туннель с анфиладами залов, речные воды покидают своё потаённое русло, чтобы устремиться в долину, вбирая в себя по пути другие потоки. Чем дальше по течению, тем неразрывнее сплетается река с судьбами стран и людей; по её берегам возделываются поля и виноградники, возводятся города. И лишь немногие знают о том, что рождается она в глубокой тайне, скрытая от глаз - среди холодного голубого мерцания фантастического подводного царства.

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ: СИМВОЛ РАЗРУШЕНИЯ И ОРУДИЕ СОЗИДАНИЯ. ВЗГЛЯД НА СТРОЕНИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ ЧЕРЕЗ ГОРЫ И ВУЛКАНЫ.

Человек привыкает к тому, что земля у него под ногами незыблема. Но впечатление это обманчиво. Одно мгновение - и разрушается то, что создавалось многими годами. Один подземный толчок - и на ровном месте, прямо из-под земли вырастает стена. Люди ненавидят землетрясения. Большинство людей во время стихии охватывает паника. Они выпрыгивают с верхних этажей, калечатся и гибнут даже при совсем слабых толчках, не способных разрушить здание.

Землетрясения не похожи одно на другое. Нефтегорск, 27 мая 1995 года. Самая сильная сейсмическая катастрофа, происшедшая на территории России в её сегодняшних границах. Число погибших - две тысячи человек. Дагестан, май 1970 года. Первый дневной толчок оказался предварительным, так называемым форшоком. Основной произошёл вечером. Он достигал в эпицентре VIII-IX баллов в эпицентре и сопровождался гулом и вспышками яркого света. В одном, к счастью ненаселённом, месте откололась и поехала вниз часть горы. Зияющие трещины, вздыбленные скалы, раздолбленные камни. Повторные толчки - афтершоки - усилили разрушения в эпицентральной зоне. Вот почему сразу после землетрясения нельзя заходить в полуразрушенные здания. Узбекистан, 1976 и 1984 годы. IX-X баллов в эпицентре. Уникальный случай: практически в одном месте - городке Газли – произошло три сильнейших землетрясения: 8 апреля 1976 года, 17 мая 1976 года, 19 марта 1984 года. Каждый из толчков вызывал жертвы и сильные разрушения. Точное число погибших до сих пор не известно. Предположительно при каждом землетрясении погибало по несколько десятков человек.

Спитакское землетрясение 1988 года в Армении. Одна из самых тяжёлых сейсмических катастроф на территории бывшего СССР, сравнимая, возможно, лишь с Ашхабадским землетрясением 1948 года. Но про обе эти катастрофы известно не так много. Ашхабад был практически полностью разрушен, погибло около ста десяти тысяч человек. При Спитакском землетрясении, по официальным данным, число жертв составило 25 тысяч. Что же происходит в земной коре, что приводит к таким губительным для человечества последствиям? Учёные уже давно задались этими вопросами.

Геологи и геофизики, изучающие развитие Земли, давно поняли, что облик её постоянно меняется. Но происходит это, как правило, очень медленно. Лишь землетрясения и вулканические извержения относятся к быстротекущим - и потому катастрофическим - явлениям, которые словно символизируют эти перемены. На сегодняшний день не существует единой теории, достаточно полно описывающей эволюцию нашей планеты и одновременно объясняющей как движущие силы изменений, так и их результаты, видимые на поверхности Земли. Вряд ли такая теория появится в обозримом будущем: слишком много величин должно быть учтено, а некоторые процессы, например эрозия, вообще имеют случайный характер. Очевидно лишь, что истоки могущественных сил, высвобождаемых во время землетрясений, таятся глубоко в мантии Земли.

Земля, как известно, имеет форму, близкую к шару, а радиус её составляет 6370 километров. То, что находится внутри планеты напрямую увидеть нельзя. Даже самые глубокие скважины, которые способна пробурить современная техника, - не более, чем лёгкие булавочные уколы. Большая часть знаний о том, как устроена внутренность Земли, получена косвенными методами.

В центре планеты расположено ядро, состоящее из двух частей: твёрдой внутренней и жидкой внешней. Ближе к поверхности находится твёрдая мантия. В верхней части её температура приближается к точке плавления, поэтому этот слой мантии размягчён, “ослаблен”. Называется он астеносферой. Выше лежит твёрдая оболочка земли - литосфера. Поверхность Земли - образование сложное. Здесь есть большие приподнятые участки, образующие пространства континентов, и опущенные, образующие океаническое дно. В Северном полушарии большую часть занимают материки, а в Южном - океаны.

В 1910-1912 годах немецкий учёный Альфред Вегенер предложил гипотезу, в соответствии с которой вся поверхность Земли разбивалась на так называемые литосферные плиты. Их движение и взаимодействие - основа многих геологических процессов на поверхности Земли, в том числе извержений вулканов и землетрясений. Толчком к развитию этой системы послужил простой факт, замеченный ещё до Вегенера: совпадения очертаний Северной и Южной Америк и Африки. Итак. Верхняя оболочка Земли - литосфера - разбивается на семь крупных плит (Евразийская, Тихоокеанская, Североамериканская, Южноамериканская, Австралийская, африканская и Антарктическая) и полтора десятка меньших (плита Наска, Филиппинская, Аравийская, Охотская и др.). Деление на более мелкие плиты не является общепринятым. Существует два основных типа межплиточных границ. В одних местах плиты расходятся (рифтовые зоны), и образующееся пространство заполняется мантийным веществом. Здесь поверхность Земли “растёт”. На других границах плиты сходятся, и тогда либо одна плита подползает под другую (зона субдукции), либо литосфера сминается, образуя горы (зона коллизии). Рифтовые зоны расположены преимущественно в океанах, и одна из них пересекает, в частности, Исландию. Зоны субдукции - это обычно границы океана и континента или океана и моря, например западное побережье Южной Америки и Курило-Камчатская дуга. Зоны коллизии - границы плит на континенте, например, Кавказ или Гималаи. Сейсмологи определяют землетрясение как “разрыв сплошности материала Земли под воздействием напряжения, сопровождающийся излучением сейсмических волн”.

Начиная с далёкого прошлого люди пытались регистрировать землетрясения с помощью различных приборов. Первое из известных устройств было придумано в Китае в 132 году нашей эры, но истинную революцию в сейсмологии совершил князь Голицын в 1902 году, изобретя прибор, который позволял измерять сейсмологическую активность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Говоря о достижениях человечества в исследовании труднодоступных территориях планеты, можно сказать, что они поистине глобальны. Ведь человек приспособился ко всему: он живёт на севере, где ночь намного длиннее дня, он нашёл способ выживания, и я думаю, что вряд ли исчезнет из Вселеной такое существо как человек, если только не погубит себя сам!

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. “Земля и люди”, Москва, “Мысль”, 1974 год.

1. Журнал “GEO”, №4/июнь 1998 год.

1. Журнал “GEO”, №7/сентябрь 1998 год.