ОПАСНЫЕ ПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

ВВЕДЕНИЕ

Существует много природных явлений, которые приносят пользу человеку (например, дождь для сельского хозяйства, холодные океанические течения, изобилующие рыбой - пищей для человека). Но в природе есть и другие явления, последствия которых могут быть очень опасными для человека, например, землетрясения и цунами.

Необходимо признать, что опасность, связанная с природными явлениями, продолжает возрастать в связи с ростом населения на земном шаре: опасности подвергается все большее количество людей, многие из которых проживают компактно в больших городах с населением более 5 млн. человек (например, Токио, Япония; Лима, Перу).

Землетрясения так же неизбежны, как и погода. Подобные процессы наблюдаются даже на Марсе и на Луне. Согласно сообщениям сейсмологов у нас на Земле каждый год происходит около двух миллионов землетрясений, которые можно почувствовать, около тысячи землетрясений, которые могут разрушить дымоходы, и приблизительно дюжина землетрясений, способных вызвать катастрофические последствия.

Особенно тяжелые последствия для человека имеют сильные землетрясения с гипоцентром в море. Когда такое случается, могут возникнуть большие волны, которые распространяются с большой скоростью через океан и могут вызвать большие разрушения и гибель людей не только в области очага землетрясения, но и вдоль побережий, расположенных за тысячи миль от очага возникновения волны.

ГЛАВА 1
ПОВЕРХНОСТЬ И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

На рисунке показана наша Земля такой, какой ее видели астронавты из космоса . Они обратили внимание, какой приветливой, и в то же время одинокой казалась наша Земля. Этот взгляд из космоса, а так же исследования, проведенные на Земле, обогатили наше понимание планеты Земля.

В этой главе приводится много важной статистики о Земле. В первой части обсуждается форма Земли и распределение суши и водных пространств. В конце главы описывается внутреннее строение Земли и возникновение и распространение различных сейсмических волн.

ЦЕЛИ ГЛАВЫ

1. Описать форму и указать размеры Земли.
2. Описать и найти на карте материки и океаны.
3. Перечислить сравнить и описать слои Земли.
4. Описать процесс возникновения и распространения сейсмических волн и дать их классификацию.

1.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗЕМЛИ

Форма и размеры

Для лучшего понимания опасных природных явлений необходимо иметь представление о форме, размере и внутреннем строении планеты Земля, на которой мы живем.

Как мы знаем. Земля является лишь одним из многих миллионов космических тел во Вселенной. Важнейшим отличием Земли от других планет является то, что она одна из немногих, а возможно и единственная, на которой природные условия позволяют существование животного и растительного мира, а, следовательно, и человека. Наличие жизни на нашей планете возможно главным образом потому, что температуры на поверхности Земли способствуют нахождению воды в жидком состоянии, что является обязательным условием для жизни. На других планетах температура или очень высокая, или очень низкая, там нет воды в жидкой фазе, и поэтому невозможно развитие любой формы жизни.

По форме Земля представляет собой сжатый сфероид, сплющенный на полюсах. Приближенно в качестве формы Земли принимают эллипсоид вращения (сфероид). Размеры Земли: экваториальный радиус = 6 378 км; полярный радиус = 6 356 км; длина окружности по экватору 40 000 км.

Внутреннее строение Земли

Сплюснутость Земли объясняется центробежными силами, возникающими при ее вращении. Возникающие в результате вращения силы имеют и другие последствия, в том числе влияют на глобальную картину распределения ветров в атмосфере, течении в океанах и потоков вязкого вещества в недрах Земли.

Океаны и материки

Большую часть поверхности Земли занимают океаны. Более 70% поверхности планеты покрыто океанами, а в Южном полушарии океаны занимают почти 85% общей поверхности, что можно увидеть на представленном ниже рисунке.

Океаны и материки

Самым большим океаном на Земле является Тихий океан, занимающий более трети всей поверхности планеты; его мощные морские течения в значительной степени определяют климат в мире. Он также является и самым глубоким океаном. Его средняя глубина на 200 м больше, чем средняя глубина мирового океана, равная 3 700 м. И именно в Тихом океане, в силу его размеров и геологического строения дна океана, происходит большинство землетрясений и цунами в мире.

Знаете ли Вы, как измеряется глубина моря?

Для измерения глубины водоемов используется зондирование. В прошлом моряки измеряли глубину посредством опускания канатов с грузом. Когда груз достигал дна, мокрый участок каната показывал глубину. В глубоких водах такой промер был неточным из-за движения воды. В наши дни ученые определяют глубину морей с помощью эхолота. Принцип действия этого прибора основан на отражении звуковых волн от дна океана. С помощью эхолота определяется, за сколько времени звуковая или акустическая волна достигает дна океана и возвращается обратно на судно. Так как скорость распространения звука в морской воде известна, можно вычислить глубину океана в этом месте.

Знаете ли Вы?... Тихий океан так велик, что если объединить все материки, они не выйдут за пределы его площади. Площадь Тихого океана составляет 165 200 000 квадратных километров. Тихий океан опоясывают линейные горные образования, желоба и системы островных дуг, которые в большинстве мест эффективно изолируют глубоководные бассейны от осадочных пород, выносимых с материков.

Принцип действия эхолота

Если бы из бассейнов океанов удалить всю воду, взору открылась бы картина топографических структур, главной чертой которых является система хребтов и возвышенностей, характерных для всего Земного шара, с глубоководными бассейнами между хребтами и материками. Как видно из этого рисунка, самые глубокие участки дна океанов находятся не в середине океанов, как можно было бы предположить, а ближе к материкам и островным дугам.

Рельеф дна океана

1.2. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

Всем известно, как выглядит поверхность Земли, так как мы часто видим карты и рисунки нашей планеты; мы имеем представление о земной поверхности, видя ее ландшафт. Но как выглядит Земля внутри?

Никто не может совершить путешествие к центру нашей планеты, чтобы познакомиться с ее строением, но сейчас мы многое знаем о внутреннем строении Земли благодаря приборам, регистрирующим волны, которые возникают во время землетрясений.

Ежегодно нашу планету сотрясает не менее десятка сильных, разрушительных землетрясений. В процессе самого слабого из таких землетрясений высвобождается энергия в тысячу раз больше, чем при взрыве атомной бомбы. Волны, возникающие в результате толчков, распространяются через толщу Земли; их путь искривляется из-за различных характеристик внутренних слоев Земли. Таким образом, сейсмические волны показывают характер слоев, через которые они проходят. Записав волны с помощью сейсмографов, можно изучать их и на основе этого составить картину внутреннего строения Земли. Фактически, сейсмографы просвечивают Землю как будто рентгеном, хотя иногда они видят ее как бы сквозь затемненное стекло.

До появления науки сейсмологии наши знания о внутреннем строении Земли основывались на гипотезах и догадках. Благодаря достижениям этой науки современные знания о структуре Земли основываются на научных исследованиях. С учетом геологических данных, получаемых в ходе исследования горных пород на поверхности Земли, лабораторных экспериментов с горными породами при высоких давлениях и некоторым астрономическим наблюдениям мы хорошо представляем себе условия в толще Земли, ее слоистую структуру, химический состав, физические характеристики слоев, давление и т.д.