Реферат: Природные катастрофы

С помощью первых спутников, запущенных на космические орбиты, были выявленные радиационные пояса вокруг нашей планеты. Установлено, что земное магнитное поле отвергает траектории космических ионизирующих частиц и «закручивает» их вокруг планеты.

Итак, у эпохи, если Земля не имеет магнитного поля, у нее исчезает защитный антирадиационный щит. Значительное (в несколько раз) увеличение радиационного фона может значительно влиять на биосферу: одни группы организмов должны вымирать, среди других может резко возрастать количество мутаций и т.п.. А если принять во внимание солнечные вспышки, то есть колоссальные за мощностью взрывы на Солнце, которые изрыгают чрезвычайно, сильные потоки космических лучей, то следует сделать вывод, что эпохи исчезания магнитного поля Земли эпохами катастрофического влияния на биосферу со стороны Космоса.

ВСПЫШКИ НАДНОВЫХ ЗВЕЗД

В 1957 г. русские ученые В. Красовский и Й. Шиолковський рассмотрели еще одну возможную космическую причину земных катастроф. В нашей и других галактиках астрономы время от времени наблюдают грандиозные космические явления — вспышки надновых звезд. Некоторые звезды, которые существенным образом не отличаются от других, вдруг вспыхивают и начинают излучать света в миллионы раз большее, чем к вспышке. В нашей Галактике последнее такое событие было зафиксировано старинными китайскими астрономами, которые описали появление «звезде-госте». Эта звезда была настолько яркой, что ее наблюдали даже днем, она была ярче чем Венеру и уступала светимостью лишь Месяцу. Через несколько месяцев звезда постепенно угасла. Современные астрономы на месте «звезде-госте» наблюдают Крабовидную туманность — светлую газовую оболочку надновой звезды, которая продолжает расширяться после вспышки.

Установлено, что взрыв надновой звезды сопровождается очень большими дозами ультрафиолетового и рентгеновского излучения и потоками космических лучей высокой энергии. К счастью, вспышка надновой звезды в Крабовидныой туманности состоялся очень далеко от Земли — на расстоянии свыше 1 тыс; парсеков, итак, эта космическая катастрофа на земную жизнь никак не повлияла. И возможные ли такие грозные явления близ Земли?

В. Красовский и Й.Шкловський подсчитали, что вспышки надновых звезд в нашей Галактике происходят в средний раз на 100 лет, в частности в окраинах Солнечной системы (на расстоянии до 10 парсеков) раз на 750 млн лет, а возможно, даже раз на 200 млн лет. То есть за время существования на Земле биосферы такие явления имели место несколько раз. Которые это могло иметь следствия?

В результате близкой вспышки надновой звезды Земля на протяжении нескольких тысячелетий облучалась потоком жестких рентгеновских и ультрафиолетовых и космических лучей. На Земле резко повышался радиационный фон. Все это могло иметь серьезные биологические, прежде всего генетические следствия. Увеличивалась частота мутаций, которые в особенности сильно влияло на долгоживущие организмы. По мнению В. Красовского и Й. Шкловського, с такой космической катастрофой может быть связана, в частности, и гибель динозавров в конце мелового периода.

МЕТЕОРИТНЫЕ ВЗРЫВЫ

Возможно, более всего понятию «катастрофа», которое ввело Ж. Кювье, отвечали грандиозные явления, которые сопровождали в далеком прошлом падения на поверхность Земли больших космических тел (метеоритов, астероидов, комет). В последнее время ученые обнаружили на Земле много следов таких катастроф в виде метеоритных кратеров. Это воронкообразные углубления в земли диаметром десятки, а то и сотни километров. Например, в Украине в Днепропетровской области вблизи с. Болтишка найдены заполненный осадочные породы кратер диаметром 25 км. Он образовался в результате падения большого метеорита 100 млн. лет тому. Еще больший кратер диаметром близко 100 км выявлен в Сибири, в бассейне г. Хатанги.

Катастрофа маленькая место С млн. лет тому, если космическое тело с большой скоростью пробило осадочные породы Сибирской платформы толщиной 1,2 км и столкнулось с кристаллическими породами фундамента, мгновенно превратившись на высокотемпературный газ, то есть взорвав. О силе этого взрыва свидетельствуют обломки скал диаметром в 20 г, разбросанные на расстояния до 40 км от кратера. Энергия этого колоссального взрыва оценивается в 1023 Дж, то есть она в тысячи раз превышала энергию мощнейших вулканических взрывов и в сотни тысяч раз — сильнейших землетрясений. Эта колоссальная энергия равняется энергии взрыва 120 млн. атомных бомб такой мощности, которую было сброшено на Хиросиму.

Большая мощность взрывов во время столкновенья. Земли с космическими телами (метеоритами, астероидами, кометами) предопределяется их высокими скоростями и большими массами. В результате столкновенья колоссальная кинетическая энергия космического тела мгновенно превращается в тепло, которое вызовет выпаривание большой массы горных пород. У воздуха поднимается много пыли; что в случае мощных взрывов может вызвать значительные климатические изменения (уменьшение солнечной инсоляции, похолодание и т.п.).

Поскольку большая часть (71 %) поверхности Земли покрытая океанами, можно предположить, что большинство космических тел падала именно в океан. Расчеты ученых свидетельствуют, что в случае падения крупного метеорита или астероида в океан він. пробивает всю толщу воды и взрывается, столкнувшись с породами дна. У воздуха поднимается очень много пыли, а еще большее — паров воды. Это вызовет катастрофические сливы на большей части поверхности Земли.

Польский исследователь Л. Крживский смоделировал подобное катастрофическое явление на ЭВМ. Были приняты такие параметры: диаметр метеорита (астероида) — 10 км, скорость его столкновенья с Землей — 20 км/с, глубина океана в месте падения — 5 км, кинетическая энергия — 1030—1031 эрг. В результате его взрыва на дне океана образуется большой кратер, возникнут высокотемпературные ударные волны, которые нарушат озонового пласта атмосферы. На С °С повышается глобальная температура верхних пластов атмосферы, испарится огромное количество воды (в 100 раз большая за массу астероида), у воздуха будет поднят 106 т пыли, которая сократит фотосинтез и охладит тропосферу. На Земле прольются опасные за продолжительностью и массой осадков ливня. В океане вследствие взрыва возникнет колоссальная за масштабами волна цунами высотой 3 км (наибольшие с известных нам сейсмогенных цунами имели высоту —50 м). Эта волна многократно обогнет земную пулю, затапливая и смывая все на своем пути на огромных площадях материков.

Это ли не такое явление, как всемирный потоп, описан в Библии и других старинных текстах? Конечно, сливы, какими бы колоссальными они не были, и даже трех километровая волна цунами не могли укрыть водой всю Землю вместе с высочайшими горами, как утверждают эти тексты, тем не менее в низменной библейской Месопотамии действительно могло быть затоплено все. Кстати, следы такого наводнения в Месопотамии геологи нашли!

В последнее время появились весомые свидетельства в пользу того, что катастрофа в конце мелового периода, что привела к гибели динозавров, могла обусловиться именно падением на Землю одного или нескольких больших космических

тел. Доказательством этого есть иридиевая аномалия на границе мелового и палеогенового периодов. В тех местах земной пули, где наблюдается непосредственный переход (без перерыва) меловых пород в палеогеновому, геологи обнаружили тонкую прослойку глины, обогащенной иридием, кобальтом, никелем и другими элементами, которые характерные для метеоритов. Здесь же найден частицы сажи и мелкие зерна минералов, которые свидетельствуют о влиянии сверхвысоких давлений и температур,— високобаричных минералов (коэсит, высокотемпературная шпинель и т.п.). Ученые считают их появление следствием колоссальных взрывов и вызванных ними больших пожаров, которые охватили большую часть материков. Климатическая катастрофа, которая была следствием падения астероида (загрязнение атмосферы пылью и сажей пожаров, вызванное этим похолодание и т.п.), привела к быстрой гибели динозавров. Млекопитающие, которые были в те времена небольшими животными размером из щура, жили в норах и питались насекомыми, пережили вселенскую катастрофу. Исчезновение с сцены динозавров, которые продолжительное время «не давали жизни» млекопитающим, разрешило последним быстро освоить жизненное пространство.

Найден несколько ископаемых (перекрытых осадочными породами) кратеров, которые могут быть связаны с катастрофой конца мелового периода. А именно, в конце мела — начала палеогена образовались Курский (диаметр 65 км) и Усть-Карский (25) кратеры на Пай-Хои (полярное Приуралье), Каменский (22) и Гусевський (4 км) кратеры на Донбассе. Возможно, будут найденные и другие кратеры, связанные с катастрофой, в частности и такие, что находятся на дне океана. Кстати, расчеты астрономов свидетельствуют, что если более или менее большой астероид входит в поле тяготения Земли, он обязательно может разорваться за счет приливных сил, и на Землю выпадет не одно крупное тело, а много более мелких.

Возможное ли столкновенье Земли с крупным метеоритом или астероидом в наше время? Последнее такое событие произошло близко 50 тыс. лет тому, если образовался Аризонський кратер в США диаметром 1,2 км и глубиной 180 г. Метеорит упал в пустынном районе, который никаких важных следствий для окружающей жизни не имело.

Кое-кто из астрономов предполагает, что знаменитый Тунгуский феномен в 1908 г. был вызван взрывом в атмосфере небольшой кометы. Энергия этого взрыва составляла 1016 Дж, и он вызвал большой пожар и вызвал леса на площадях в сотни квадратных километров. Если бы это событие случилось не над безлюдной сибирской тайгой, а над густонаселенной частью Земли, следствия были бы трагические, хотя, конечно, вселенской катастрофой этот взрыв назвать никак нельзя.

Большое беспокойство вызвало сообщение астрономов о близком прохождении близ Земли астероида Ікар в 1968 г. Пророчили даже близкий конец мира вследствие падения на Землю этой космической глыбы массой сотни миллионов тон. Действительно, если бы произошло такое столкновенье, то сила взрыва была бы эквивалентной силе тысячи водородных бомб. К счастью, астероид прошел на расстоянии близко 6 млн. км от Земли.

Таких астероидов размером 1 км и большее, орбиты которых пересекают орбиту нашей планеты и которые в принципе могут столкнуться с Землей, астрономы насчитали близко 1300. Вероятность такого катастрофического события оценивается как один случай на 100 тыс лет. Будем надеяться, что человечество найдет методы борьбы с этой потенциальной угрозой. Уже во время прохождения Икара близ Земли обсуждалось предложение выслать навстречу астероиду ракету с ядерной боеголовкой, чтобы взрывом раздробить его, на мелкие фрагменты. Во всяком случае ныне существуют специальные астрономические программы слежения за движением астероидов, которые подходят близко к Земле.

Другие катастрофические события, что время от времени случаются на Земле — извержение вулканов, землетрясения, тайфуны и т.п., имеют локальный характер и повлиять на эволюцию биосферы в целом не могут. Как свидетельствуют гляциологичные исследование, обледенение, которые неоднократно происходило в истории нашей планеты, тоже не имели глобального характера. В частности, никогда, какое бы сильным и продолжительным обледенение не было, ледники не достигали тропических широт, то есть северная и южная ледниковые шапки не смыкались. Итак, у органического мира Земли всегда оставалась резервная территория, не занятая льдом, и большинство видов животных и растений могли мигрировать в экваториальную зону и пережить там похолодание. Однако, конечно, в тех широтах, которые переживало похолодание, органический мир изменялся кардинально, смещались границы климатических и биогеографических зон и т.п..

ТАЙНА ТУНГУССКОГО МЕТЕОРИТА

О необычном явлении, происшедшим летом 1908 года в районе Подкаменной Тунгуски (одного из самых больших при­токов Енисея), писала вся мировая пресса. С тех пор прошло почти целое столетие, а интерес к тому удивительному собы­тию нисколько не уменьшается.

Все случилось тридцатого июня в семь часов утра. Местные жители примерно в течение тридцати секунд наблюдали осле­пительно яркий болид, перемещавшийся по небу с юго-востока на северо-запад. Этот болид, который можно было видеть с расстояния восьмисот километров, оставил после себя мощный пылевой след, сохранявшийся в течение нескольких часов. После световых явлений раздался мощнейший взрыв, который был слышен на тысячи километров вокруг. Во многих селениях ощущалось сотрясение почвы, рушились постройки, раскалы­вались оконные стекла, с полок падали предметы домашнего обихода. Многие люди и домашние животные были свалены с ног воздушной волной. Сейсмографы в Иркутске и в странах Западной Европы зарегистрировали сейсмическую волну. Воздушная взрывная волна была зафиксирована на баррограммах, полученных на многих сибирских метеорологических стан­циях.

Мир был в шоке. Что произошло? Наведались пришельцы из космоса? Началась война миров? К счастью, человеческих жертв при этом не было, и кочующие в относительной близости от происшествия эвенки отделались испугом, но в ряде селений оказались разрушены дома, в тайге начались пожары, погибли тысячи животных. О силе взрыва можно судить по ударной волне, которая была настолько мощной, что колебания почвы удалось зарегистрировать в самых отдаленных уголках земного шара. Позднее этому событию были посвящены лекции уче­ных, книги, документальные фильмы.

В 1975 году ученый Г.И. Петров определил, что Тунгусское тело было весьма рыхлым и не более чем в десять раз превыша­ло плотность воздуха у поверхности Земли. Оно представляло собой «рыхлый ком снега радиусом триста метров и плотнос­тью не менее 0,01 г/см». На высоте около десяти километров все тело превратилось в газ, рассеявшийся в атмосфере, чем и объяс­няются необычайно светлые ночи в Западной Сибири и Евро­пе, наблюдавшиеся сразу после взрыва небесного пришельца. Упавшая на Землю ударная волна вызвала повал тайги.

Но такое объяснение не могло удовлетворить других уче­ных. Вопрос оставался по сути открытым. Что это было? Что в действительности случилось над Тунгуской? Опускался ли это метеорит, или пролетал ледяной астероид, или пытался при­землиться межпланетный корабль с ядерным топливом на бор­ту, или взорвалась атомная бомба? Можно ли, спустя десятиле­тия, установить истину?

Попытаемся реконструировать картину далекой давности. Катастрофа произошла 30 июня 1908 года в далекой эвенкий­ской тайге, куда редко забредали охотники. По свидетельствам очевидцев, в момент взрыва «небо разверзлось, и все вокруг содрогнулось от страшного удара». Даже на расстоянии ста километров от взрыва людям становилось жарко. Ощущение было такое, словно на них загорелась одежда. Очевидцы виде­ли, как огромный огненный шар, который внезапно появился на горизонте, неожиданно превратился в светящийся столб, который затем вытянулся на высоту примерно в двадцать кило­метров, и через несколько секунд исчез. Впоследствии в этом направлении видели дым. А когда он рассеялся, на его месте образовалась огромная туча.