Вам, земляне(Издание второе, переработанное)
Шрифт:
Примечательно и не случайно, что все материки (исключая Антарктиду) сужаются к югу. Северное полушарие Земли в основном материковое, Южное — океаническое. Есть и другие закономерности во внешнем облике Земли, объясняющиеся, как будет показано ниже, ее планетарной биографией. В гидросферу Земли входят также реки, озера и прочие водоемы. Испаряясь, вода гидросферы пополняет атмосферу — внешнюю газовую оболочку Земли. Смесь газов оболочки именуется воздухом. Состав воздуха нам хорошо знаком с детских лет (78 % общего объема атмосферы приходится на азот, 21 % — на кислород, около 1 % —на аргон, 0,03 % — на углекислый газ, остальное — разные примеси).
Хотя сейсмические волны не затрагивают атмосферу, связь ее с недрами Земли очевидна.
Можно ли предсказать землетрясение?
На вопрос, где может произойти землетрясение, ответить сравнительно просто. Давно существуют сейсмические карты, на которых отмечены сейсмически активные зоны земного шара (рис. 17). Это те участки земной коры, где тектонические движения возникают особенно часто.
Следует заметить, что эпицентры землетрясений локализованы в очень узких зонах, определяющих, по мнению ряда ученых, взаимодействующие края литосферных плит. Различают три главных сейсмических пояса — Тихоокеанский, Средиземноморский и Атлантический. В первом из них совершается около 68 % всех землетрясений. Он включает Тихоокеанское побережье Америки и Азии и через систему островов доходит до берегов Австралии и Новой Зеландии. Средиземноморский пояс тянется в широтном направлении — от островов Зеленого Мыса через побережье Средиземного моря, юг Советского Союза до Центрального Китая, Гималаев и Индонезии. Наконец, Атлантический пояс проходит вдоль всего подводного Срединно-Атлантического хребта от острова Шпицберген и Исландии до острова Буве.
Рис. 17. Схема размещения сейсмически активных зон земного шара. 1, 2, 3 — неглубокие, промежуточные и глубокие точки соответственно.
На территории Советского Союза около 3 млн. квадратных километров заняты сейсмически опасными районами, где возможны землетрясения в 7 баллов и более. Это некоторые районы Средней Азии, Прибайкалья, Камчатско-Курильской гряды. Сейсмически активна южная часть Крыма, где еще не забыли 8-балльного Ялтинского землетрясения 1927 г. Не менее активны районы Армении, где в 1968 г. также произошло сильное 8-балльное землетрясение.
Во всех сейсмически активных зонах землетрясения возможны, в других местах они маловероятны, хотя и не исключены: некоторые москвичи, возможно, помнят, как в нашей столице в ноябре 1940 г. произошло 3-балльное землетрясение.
Предвидеть, где произойдет землетрясение сравнительно легко. Гораздо труднее сказать, когда оно произойдет. Замечено, что перед землетрясением наклон земной поверхности, измеряемый специальными приборами (наклономерами), начинает быстро изменяться, причем в разные стороны. Происходит «буря наклонов», которая может служить одним из предвестников землетрясения. Другой способ прогноза — подслушивание «шепота» пород, тех подземных шумов, которые появляются перед землетрясением и по мере его приближения усиливаются. Высокочувствительные приборы регистрируют усиление местного электрического поля — результат сжатия пород перед землетрясением. Если на побережье после подземных толчков резко меняется уровень воды в океане, значит надо ждать цунами.
И все-таки прогнозирование землетрясений находится в начальной стадии, что, конечно, обусловлено сложностью сейсмических явлений и неполнотой наших сведений о том, что происходит в земных недрах. Над решением проблемы прогноза землетрясений работают большие коллективы ученых. И наступит время,
В РОЛИ МАГНИТА
Мы поставили себе целью… начать с общеизвестных каменных и железных магнитов, магнитных тел и наиболее близких к нам частей Земли, которые можно ощупывать руками и воспринимать чувствами; затем продолжить это при помощи наглядных опытов с магнитами и, таким образом, впервые проникнуть во внутренне части Земли.
Магнитное поле Земли
Трудно сказать, кто первый изобрел компас. Если верить китайским легендам, еще 4000 лет назад император Хуанг-Ти пользовался повозкой, на которой была установлена фигурка китайца с вытянутой вперед рукой. Эта фигурка с запрятанным внутри магнитом была одним из древнейших компасов: свободно вращаясь вокруг вертикальной оси, она указывала направление на север.
Само слово «магнит», по-видимому, произошло от названия местности (холмы магнезии в Малой Азии), где добывали железную руду. Естественный магнит — это черный с коричневатым оттенком минерал магнетит, называемый иначе магнитным железняком. Иногда он встречается в виде залежей, чаще присутствует в изверженных породах — базальте, диабазе, граните. Знаменитая гора Магнитная на Южном Урале состоит из магнетита.
Магнетит содержит около 70 % железа. Если к магнетиту прикоснуться чистым железом, то он становится намагниченным. Подобным способом можно изготовить стрелки компасов и другие магниты.
На уроках физики в школе употребляют линейные магниты. Это полоска железа, имеющая два магнитных полюса, условно называемых северным и южным. Одну половину магнита, ту, где находится северный полюс, окрашивают в синий цвет, другую половину — в красный. Если такой магнит покрыть бумагой, а на бумагу посыпать мелкие железные опилки, они намагнитясь, расположатся вдоль силовых линий магнитного поля. Так выглядит магнитное поле линейного магнита с двумя полюсами, называемого иначе диполем.
Земля — исполинский «шаровой» магнит. В первом приближении магнитное поле Земли равноценно магнитному полю линейного магнита, ось которого наклонена к оси вращения Земли под углом 12°. Любопытно, что ось этого воображаемого линейного магнита (она называется магнитной осью Земли) не проходит через центр Земли, а смещена по отношению к нему на 400 км (в сторону Тихого океана). Точки, в которых магнитная ось пересекает земную поверхность, называются геомагнитными полюсами.
Не следует путать идеализированные магнитные полюса Земли с реальными магнитными полюсами. Последние определяются как точки, в которых стрелка компаса занимает вертикальное положение. Один из них находится в Канадском архипелаге, противоположный— в Антарктиде. То, что реальное магнитное поле Земли отличается от ее теоретического магнитного поля, вызвано не только местными магнитными аномалиями, т. е. искажениями геомагнитного поля теми магнитными полями, которые создаются залежами магнитных пород. Есть и причины космического характера.
Земной шар постоянно «обдувается» «солнечным ветром», т. е. потоками выброшенных Солнцем корпускул (электронов, протонов и ядер атомов других, более тяжелых, чем водород, элементов). «Солнечный ветер» — это электропроводящая плазма или в целом электрически нейтральная смесь положительно и отрицательно заряженных частиц. Она всегда переносит с собой слабое (напряженностью 0,8·10– 3 А/м) магнитное поле. Хотя магнитное поле Земли имеет значительно большую напряженность (около 40 А/м), под воздействием «солнечного ветра» оно заметно искажается и на больших расстояниях от Земли приобретает вид, изображенный на рис. 18.