Конфликт Армении и Азербайджана

Книга Чарльза Хэпгуда. Путь полюса. Глава 1. Параграф 3. Краткий обзор строения Земли

0 582

Ранее здесь или здесь.

Глава 1. Параграф 3. Краткий обзор строения Земли.

Мы мало что знаем о внутренней части Земли (напоминаю, что эта книга вышла в печать в 1970 году - прим R°), потому что, к сожалению, мы ограничены тем, что живем за ее пределами. Мы должны осмыслить то, что мы знаем из горных работ и бурения нефтяных скважин, из параметров прохождения сейсмических волн, вызванных землетрясениями или искусственными взрывами и принципов физики. Субъект окутан неопределенностью. Поэтому естественно, что должны быть различия во мнениях - у разных групп ученых, со всевозможными, вплоть до противоположных, представлениями. Однако среди неопределенностей есть некоторые моменты, по которым большинство ученых согласны. Я ограничусь здесь изложением в сжатой форме единого геологического мнения о строении Земли:

а) существует внешняя оболочка, состоящая из твердых кристаллических пород толщиной от 30 до 40 миль, простирающаяся до точек плавления пород. Этот слой правильно называют "литосферой“, хотя иногда его называют земной корой.

b) литосфера теоретически устроена слоями, которые включают рыхлый осадочный материал сверху, затем породы, называемые "осадочными породами“, состоящими из таких отложений, затем породы, первоначально состоящие из таких отложений, которые были расплавлены и частично сплавлены, называемые "метаморфическими породами"."Обычно ниже этих осадочных и метаморфических пород находятся более тяжелые гранитные породы (также частично осадочные по происхождению) и, наконец, еще более тяжелые базальтовые породы. Эти слои отнюдь не однородны по толщине; расслоение является лишь общей тенденцией. Легкие породы существуют на всех глубинах литосферы, даже на ее дне. На протяжении всей своей истории литосфера была взбаламучена процессами горного и континентального строительства.

c) на глубине около пяти миль под дном океана и в два-три раза больше, чем под континентами, существует разрыв, называемый Мохо. Ниже этого разрыва материал в чем-то отличается от материала выше, но как именно - мы не знаем. Некоторые ученые считают, что существует химическая разница. Другие утверждают, что разница заключается лишь в смене фазы. Это, конечно, возможно, когда тепло и давление могут изменить внешний вид, плотность и свойства вещества без изменения химического состава. Всем известно, что графит, если его поместить под достаточное давление и нагреть, можно превратить в алмаз. Есть несколько причин в пользу фазовой теории Мохо. С одной стороны, было бы трудно согласовать химическое различие в разрыве Мохо с складчатостью литосферы на всю ее глубину в горном строительстве.

Несколько лет назад некоторые ученые задумали пробурить дыру до самого Мохо. Конгресс одобрил большие ассигнования на операцию, и появилась надежда на ответ на этот вопрос о химическом и фазовом изменении. К сожалению, вмешалась политика. Контракт на проведение операции был отобран у корпорации, которая занималась океанографическими работами, и передан корпорации из Техаса, менее привычной к работе с подобными проблемами. Возникли трудности, и проект был заброшен. Однако об этом написана интересная книга, и, возможно, когда-нибудь проект будет осуществлен (вероятно, русскими).

Весь этот вопрос о Мохо вызвал некоторую досадную путаницу. Некоторые ученые привыкли считать этот разрыв Мохо дном "земной коры". Раньше кора считалась синонимом литосферы, то есть всей кристаллической оболочки Земли, простирающейся до глубины 30-40 миль. От этого определения отказались. Вошло в практику сваливать все, что ниже Мохо, под общий, и потому бессмысленный, термин "мантия". Из всех двусмысленностей в современной научной литературе смешение терминов "кора“ и "мантия" является наихудшим. Как мы увидим, это сбило с толку самих ученых. Один момент должен быть ясен: Мохо не делает этого. Один момент должен быть ясен: Мохо не означает нижнюю границу кристаллических пород. Жесткость и прочность, характерные для этих пород, сохраняются на гораздо большей глубине.

Эта путаница связана с другой, связанной с прочностью литосферы. Некоторые ученые исходят из того, что литосферная оболочка, самая внешняя оболочка Земли, слаба; они даже рассматривают ее математически, как если бы она была жидкостью! Это ошибка, которая возникает из-за неспособности четко различить два различных качества кристаллических пород, два различных вида “прочности". Существует предел прочности на растяжение, но есть и другой вид, который мы можем назвать пределом прочности на сжатие. Совершенно верно, что породы литосферы не обладают прочностью стали на растяжение. Вы никогда не смогли бы сделать балки из камня. Очевидно, что вы можете разбить скалу с относительной легкостью. Прочность на сжатие - это совсем другое дело. Дробящие силы горных пород различаются, естественно, по химическому составу, но гранит и базальт, например, обладают огромными но гранит и базальт, например, обладают огромной прочностью на сжатие, что может обнаружить любой, кто въедет на автомобиле в гранитный утес. Литосфера, по мнению доктора Гарольд Джеффрис, декана британских геофизиков, достаточно тверда, чтобы передавать напряжения на любое расстояние. Мы увидим, что эта сокрушительная сила литосферы, включая ту ее часть, которая лежит под океанами, будет очень важна для различных аспектов полярных блужданий и континентального дрейфа.

Важно отметить, что прочность горных пород зависит от их кристаллической структуры. Прочность кристаллов зависит от их химического состава. Ледяные кристаллы имеют небольшую прочность, но гранитные и базальтовые кристаллы очень прочны. Породы земной коры состоят из миллиардов крошечных, прочных кристаллов, которые сцепляются друг с другом во всех направлениях, а не в аккуратном порядке. Эти прочные, жесткие, сцепленные кристаллы предохраняют молекулы горных пород от взаимного проскальзывания, как это происходит в жидкостях.

d) под литосферой лежит толстый слой мягкой, аморфной и, возможно, почти жидкой породы. Этот слой начинается в точке, где тепло земли достигает точек плавления горных пород, и считается, что он находится на глубине от 30 до 40 миль, как уже упоминалось, как под континентами, так и под океанскими бассейнами. Этот мягкий слой называется "астеносферой “от греческого слова "слабость".”

Доказательства существования этого мягкого слоя бывают разного рода. Дейли приводил геологические свидетельства горного строительства и отскока областей, которые были продавлены под ледниковой нагрузкой в Европе во время ледникового периода; Гутенберг рассчитал, что мягкий слой простирался от 60 до 120 миль вниз, но это было пересмотрено Андерсоном до 35 до 150 миль. Вакье указал, что магнитные аномалии, демонстрирующие смещения дна океана в результате скольжения (которые будут обсуждаться позже), предполагают наличие под ним мягкого слоя:

Существование смещений в океанском дне величиной, сравнимой с расстояниями, на которые, как предполагается, дрейфовали континенты, указывает на то, что должен существовать механизм для смазывания, так сказать, этих смещений, так что целые континенты и в данном случае участки океанической коры длиной в несколько сотен километров остаются практически неискаженными движением.

Чедвик приводит различные аргументы в пользу существования мягкого слоя.

Этот мягкий материал астеносферы может быть технически жидким, но это не значит, что он такой же жидкий, как вода. Это может быть больше похоже на жесткую смолу; разница заключается в вязкости. Вязкость жидкости - это ее сопротивление течению. Вода имеет низкую вязкость. Расплавленная порода, как мы ее видим, например, в лавовых потоках, имеет более высокую вязкость. Верно также и то, что давление увеличивает вязкость, поскольку оно теснее прижимает молекулы друг к другу и затрудняет их прохождение мимо друг друга. Астеносфера, таким образом, может быть довольно жесткой, даже прямо ниже нижнего предела литосферы, и, вероятно, становится более жесткой с глубиной, даже если тепло, которое также предполагается увеличить с глубиной, имеет тенденцию противодействовать эффектам давления, уменьшая вязкость. Исследования скорости сейсмических волн показывают, что вязкость возрастает в нижних слоях астеносферы до тех пор, пока на глубине от 180 до 250 миль материал не начнет вести себя в некоторых отношениях как твердое тело. Опять же, мы находим все эти факты жизненно важными для оценки теорий полярных блужданий и дрейфа континентов.

Есть еще другие факторы, которые следует учитывать в отношении астеносферы, которая, как мы только что видели, в своих нижних частях может быть вовсе не слабой. Что касается вязкости, то химический состав так же важен, как и тепло. Каждое химическое вещество имеет свою температуру плавления, свою степень вязкости под противоположными воздействиями тепла и давления. Это делает невозможным точно знать, где заканчивается литосфера и начинается астеносфера, или знать, какова вязкость астеносферы. В настоящее время такой информации нет, хотя имеются указания на ее наличие. Мы можем сделать выводы из некоторых лавовых потоков относительно химии на дне литосферы, но, к сожалению, лавовые потоки отличаются по химии. Доктор Реджинальд Дейли из Гарварда считал, что астеносфера прямо под дном литосферы должна быть практически жидкой, чтобы объяснить легкую реакцию литосферы на рост и таяние ледяных шапок.

Необходимо принять во внимание ещё два других качества материи. Один из них мы называем "пластичностью", а другой, уже упомянутый, - изменением фазы. Термин "пластичность" часто используется в наши дни авторами по геофизике, как если бы он был синонимом вязкости. Но пластичное поведение горных пород не имеет ничего общего с вязкостью. Это, по сути, противоположный тип поведения. Разница между ними заключается в том, что если вы прикладываете давление к вязкому материалу, он будет постепенно уступать со скоростью, пропорциональной приложенному давлению. Поэтому, с двойным давлением, материал потечёт дважды быстрее. Пластическая деформация работает иначе. Каждое твердое тело имеет пластичный предел. Он будет вести себя как твердое тело, пока давление не достигнет этого предела. Затем он внезапно и полностью сдается. Он не поддается со скоростью, пропорциональной приложенной силе. Это почти как сломать ветку дерева. Когда ветка ломается, ее сила внезапно и полностью исчезает.

Этот тип пластического поведения глубоко в земле позволяет внезапным событиям происходить и на уровнях, где вязкость очень высока. Согласно Дейли, который основывал свое мнение на лабораторных экспериментах, проведенных в Гарварде Бриджменом, это истинное объяснение “глубоких фокусных" землетрясений. Совершенно не похож на выкостность, пластичная прочность материалов уменьшает устойчивость с увеличением давления. Поэтому он достигает низкой точки На нижних уровнях астеносферы, и это позволяет разрушать и проскальзывать материалы под большим давлением, как это наблюдалось в вышеупомянутых экспериментах в лабораториях Гарварда.

Некоторые научные авторы, не принимая во внимание пластическое поведение материалов, допустили ошибку, предположив, что землетрясения с глубоким фокусом означают, что кристаллическая структура литосферы простирается на глубину от 500 до 450 миль, что невозможно, если интенсивность тепла Земли на этих глубинах не была сильно преувеличена.

К сожалению, тепло Земли - это еще одна загадка. Раньше считалось, что оно возникло с планетой и было самым большим в ядре Земли. Сейчас (на 1970 г. - прим. R°) считается, что большая часть тепла происходит от распада радиоактивных материалов в литосфере, и очень мало поступает с больших глубин. У нас нет прямых доказательств, которые могли бы решить этот вопрос. Вполне возможно, что градиент тепла, который мы наблюдаем в глубоких шахтах, на котором основаны наши оценки, не распространяется до самого центра Земли. Если это правда, то она вытянет ковер из-под многих наших идей.

e) в дополнение к этим различным неопределенностям мы должны также рассмотреть вопрос об изменении фазы. Как уже отмечалось в случае Мохо, химическое вещество при различных условиях нагрева и давления может менять свое состояние. Он может расширяться или сжиматься, или изменение фазы может позволить ему вступить в химические реакции с другими минералами, которые не могли произойти в его первоначальном состоянии.

Похоже, что такой слой был обнаружен в астеносфере на глубине около 100 миль. По мнению советского геофизика В. В. Белоусова, химические процессы на этой глубине, обусловленные изменением фазы, приводят к превращению более тяжелой породы в более легкую, что вызывает гравитационную неустойчивость при попытке более легкой породы подняться на поверхность. Белоусов назвал это "волноводным слоем". Наблюдения американского геофизика Фрэнка Пресса находятся в общем согласии. Пресс находит (из спутниковых наблюдений), что этот слой является очень жидким. Похоже, что если внешняя оболочка Земли действительно скользит как единое целое по внутренней поверхности, то это наиболее вероятный уровень, на котором может произойти движение.

f) под волноводным слоем материал продолжает увеличиваться в вязкости из-за возрастающего давления, пока не достигнет состояния, которое профессор Дейли назвал “твердым телом под давлением"."Ниже этой точки (на глубине около 450 миль) землетрясения не происходят. Казалось бы, здесь вязкость окончательно победила пластичность. Точная глубина, на которой начинается твердое тело давления, неизвестна, но она жизненно важна для различных вопросов, связанных с дрейфом континентов.

(g) наконец, на глубине, оцениваемой в 1800 миль, мы приходим к ядру Земли, содержащему, по мнению некоторых экспертов, два слоя: внешний, твердый, и внутренний, жидкий; самое внутреннее ядро может быть или не быть железным ядром; в нем могут быть или не быть быстрые токи; оно может иметь или не иметь никакой связи с магнитным полем Земли. Если мы и обсуждаем эти вопросы, то лишь для того, чтобы изложить различные точки зрения: консенсуса нет.


rodline.livejournal.com/479210.html



Оружие журналиста-расследователя: диктофон, фотокамера и обострённое чувство справедливости

Не зря расследовательскую журналистику называют «журналистским спецназом». Чем именно занимаются люди этого ремесла? Бесспорный факт — вот чем «бьёт» журналист-расследователь. Каждая ег...

Качаем интеллект: тренажеры для мозга Wikium, обзор, стоимость, партнерская программа

Wikium.ru – сервис, помогающий развивать память, тренировать внимание. Проект создан в 2013 году. Головоломки, ребусы, задачи на сообразительность и внимательность улучшают мышление взр...

Дневной сон ребенка: нужен или нет?

Спросите любую маму о том, нужен ли ее малышу дневной сон, и она с уверенностью ответит: «Конечно, нужен, потому что ребенок должен отдыхать, чтобы нормально развиваться».Мамы абсолютно...