Геоклиматические катастрофы

Контрольная работа   

           по КСЕ 
 
 
 
 
 
 

Группа - 3ФК(З) 

Студентка - Хачатурова  Гаяне  Валентиновна 
 
 
 
 
 
 

      Тема 11. Геоклиматические катастрофы  

1.    Столкновение с космическим телом.

      Ежедневно на земную поверхность заносит из космоса примерно 100 тонн межпланетного вещества, но лишь изредка к нам прилетают такие предметы, которые оставили бы на Земле заметный след. Астероиды – довольно крупные космические тела, состоящие из скальной породы или из металла. Происходят они из относительно теплых областей внутренней Солнечной системы где-то между орбитами Марса и Юпитера. Кометы состоят в основном изо льда и скальных пород. Они формируются в холодных зонах внешней Солнечной системы, далеко за орбитами всех планет. Существует гипотеза, что миллиарды лет назад они принесли на Землю первые органические соединения. Метеороиды (метеоритные тела) – либо осколки астероидов, столкнувшихся в космическом пространстве, либо фрагменты, остающиеся при выпаривании комет. Если метеороиды достигают земной атмосферы, их называют метеорами, а если они падают на земную поверхность, то получают название метеоритов.

    Столкновение с массивным астероидом более 1 км в поперечнике - гораздо редкое событие, происходящее раз в несколько миллионов лет, однако последствия его могут быть поистине катастрофическими. Многие астероиды остаются незамеченными, пока не приблизятся к Земле. Один из таких астероидов был открыт в 1998 году во время изучения снимка, полученного Космическим Телескопом Хаббла (голубой росчерк на снимке).

   В настоящее время известно около 10 астероидов, сближающихся с нашей планетой. Их диаметр - более 5 км. По оценкам ученых, такие небесные тела могут столкнуться с Землей не чаще, чем один раз в 20 миллионов лет.

   Ученые подсчитали что энергия соударения, соответствующая столкновению с астероидом диаметром 8 км, должна привести к катастрофе глобального масштаба со сдвигами земной коры. При этом размер кратера, образующегося на поверхности Земли, будет примерно равен 100 км, а глубина кратера будет лишь в два раза меньше толщины земной коры.

   Если космическое тело не является астероидом или метеоритом, а представляет собой ядро кометы, то последствия столкновения с Землей могут еще более катастрофическими для биосферы из-за сильнейшего рассеивания кометного вещества.

   Значительно больше возможностей у Земли встретиться с мелкими небесными объектами. Среди астероидов, орбиты которых в результате длительного действия планет-гигантов могут пересекать орбиту Земли, имеется не менее 200 тысяч объектов с диаметрами около 100 м. Наша планета сталкивается с подобными телами не реже, чем раз в 5 тысяч лет. Поэтому на Земле каждые 100 тысяч лет образуется примерно 20 кратеров с поперечником более 1 км. Мелкие же астероидные осколки (глыбы метровых размеров, камни и пылевые частицы, включая и кометного пронсхождения) непрерывно падают на Землю.

   При падении крупного небесного тела на поверхность Земли образуются кратеры. Такие события называют астропроблемами, "звездными ранами". На Земле они не очень многочислены (по сравнению с Луной) и быстро сглаживаются под действием эррозии и других процессов. Всего на поверхности планеты найдено 120 кратеров. 33 кратера имеют диаметр больее чем 5 км и возраст около 150 миллионов лет.

   Конечно, кометы в далеком прошлом сталкивались и с Землей. Именно столкновению с кометами, а не астероидами или метеоритами приписывают роль гигантских катастроф прошлого, со сменой климата, вымиранием многих видов животных и растений, гибелью развитых цивилизаций землян. Быть может, 14 тысяч лет назад наша планета встретилась с меньшей кометой, но этого вполне было достаточно, чтобы исчезла с лица Земли легендарная Атлантида?

   Встреча Земли с телом размеров в сотню или более метров может обернуться региональной катастрофой, а более крупные тела грозят уже проблемами глобального масштаба, что стало особенно ясно после математического моделирования последствий тотального ядерного конфликта.

   Вероятное долговременное его последствие -  эффект «ядерной зимы»  вследствие выброса в атмосферу колоссального количества мелкодисперсной пыли и пепла при обмене ядерными ударами. Пыль и пепел, экранирующие свет Солнца, быстро распространяются в атмосфере всей Земли, где они могут оставаться в течение многих месяцев или даже лет.

   Происходит глобальное нарушение динамики всей атмосферы Земли. Температура верхних её слоёв резко повышается, а у поверхности Земли - падает на десятки градусов. Растения прекращают синтез органического вещества. Теплокровные животные гибнут от снижения температуры и бескормицы. Почва, внутренние водоёмы и поверхностные слои морей и океанов оказываются отравленными кислотными дождями. В результате, большинство обитателей Земли погибнет.

  Однако картина ядерного апокалипсиса практически никак не связана с природой взрывов. Нечто подобное должно иметь место при ударе о Землю бомбы мощностью 106 мегатонн.

   Хотя падение на Землю крупного тела - весьма редкое событие, можно показать, что риск погибнуть в результате космической катастрофы для каждого отдельного человека оказывается ничуть не меньшим, чем тот риск, которому подвергаются люди от более привычных источников опасности, и которые они воспринимают весьма серьёзно.

   Все сказанное касается столкновений Земли с конкретным твердым телом. А что же может произойти при столкновении с кометой, огромного радиуса, начиненной метеоритами? На этот вопрос помогает ответить судьба планеты Юпитер. В июле 1996 г. комета Шумейкер-Леви столкнулась с Юпитером. За два года до этого при прохождении этой кометы на расстоянии 15 тысяч километров от Юпитера ее ядро раскололось на 17 осколков примерно по 0,5 км в диаметре, растянувшихся вдоль орбиты кометы. В 1996 г. они поочередно проникли в толщу планеты. Энергия столкновения каждого из кусков по оценкам ученых достигала примерно 100 миллионов мегатонн. На фотографиях космического телескопа им. Хаббла (США) видно, что в результате катастрофы на поверхности Юпитера образовались гигантские темные пятна - выбросы газа и пыли в атмосферу в местах паления осколков.              

   Чтобы защитить Землю от встречи с космическими гостями, была организована служба постоянного мониторинга (слежения) за всеми объектами на небе. В крупных обсерваториях за небом следят телескопы-роботы. В этой программе участвуют большинство обсерваторий мира, которые вносят свой посильный вклад.

    Подлетающик к Земле космические пришельцы размером свыше нескольких метров могут быть обнаружены современными опическими средствами на расстоянии около 1 миллиона км от планеты. Более крупные объекты (десятки и сотни метров диаметром) могут быть замечены и на значительно больших расстояниях.

   Итак, объект обнаружен, и он действительно приближается к Земле. Писатели-фантасты и ученые-астрономы сходятся во мнении о том, что существует всего два возможных варианта защиты. Первый - уничтожить объект физически - подорвать, расстрелять. Второй - изменив его орбиту, предотвратить столкновение. Недавно правда появилось сообщение о том, что придумали своеобразную подушку безопасности, которую надо развернуть в месте падения космического тела. Или фантастами активно разрабатываются версии об эвакуации землян на другую планету в Солнечной или даже другой планетной системе.

   Астероид диаметром в 400 метров в ночь со 8 по 9 ноября 2011 пролетел на расстоянии 325,1 тыс. км от Земли — это меньше, чем расстояние до Луны, но чуть больше, чем изначально рассчитывали ученые. Астероид 2005 YU 55 прошел ближе всего к Земле в 23:28 по Гринвичу . Это самое малое расстояние, на которое астероиды приближались к Земле за 200 лет. Тело из космоса — угоди оно в нашу Землю - вызвало бы сильное землетрясение и цунами высотой в 22 м, а также оставило бы на поверхности воронку шириной в 6,5 км.

  Это также самый большой каменный объект, пролетавший мимо Земли с 1976 года. В следующий раз астероид столь крупных размеров приблизится к Земле в 2028 году. По данным НАСА, астероид 2005 YU 55 имеет сферическую форму, достигает в диаметре 400 м и оборачивается вокруг собственной оси один раз каждые 18 часов. Астероид, замеченный еще шесть лет назад, не представлял опасности для планеты и был невидимым для невооруженного глаза. Тем не менее, ученые внимательно наблюдали за ним с 4 ноября. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.   Дрейф  материков

   О том, что Земля выглядела раньше иначе, несомненно, слышал каждый из нас. Существует много различных теорий и предположений о причинах, изменяющих её внешний вид. Одна из таких теорий – дрейф континентов.

   В середине 19 века учёные обнаружили сходство между береговыми линиями континентов, разделённых большим расстоянием. Это навело их на мысль, что, возможно, раньше они составляли одно целое. Так появилась теория дрейфа континентов. В ходе изучения следов доисторической жизни были получены и другие доказательства того, что дрейф континентов существует.

   Например, окаменелые остатки тропических растений были обнаружены под слоем льда на острове Гренландия. Из этого следует, что в те времена, когда тропические растения росли в Гренландии, она должна была располагаться вблизи экватора. Структура горных пород также подтверждала правдивость теории. Ископаемые останки мезозавра были найдены в Бразилии и Африке, а ведь эти пресноводные рептилии не могли переплыть Атлантический океан. Все эти факты выступали в защиту теории.

   Немецкий учёный Альфред Вегнер ещё в 1915 году обосновывал теорию дрейфа в своей книге «Происхождение континентов и океанов», но общепринятой эта теория стала лишь в 1950-60 г. Тогда-то и появился термин – тектоника плит. Согласно теории тектоники плит, континенты перемещаются со скоростью от 1 до 10 см. в год.

   Сегодня учёные знают уже наверняка, что земная поверхность постоянно изменяется. И, вернувшись в прошлое, на 420 миллионов лет назад, можно было бы узнать, что на нашей планете было четыре континента. Один из них был частью нынешней Северной Америки, второй – частью современной Европы. Третий, называемый геологами Ангарой, был частью нынешней Азии, а четвёртый объединял южные континенты. 

   В результате дрейфа континентов произошло столкновение североамериканской и европейской континентальных плит. А из смятых при столкновении пород образовались горные хребты. К фрагментам этих хребтов можно отнести нынешние северные отроги Аппалачей, горы на востоке Гренландии, на западе Ирландии и Шотландии, а также горы в Норвегии и Швеции. Позже, около 275 миллионов лет назад, в результате ещё одного столкновения, возникли Уральские горы.

   В течение последних 180 миллионов лет, дрейф континентов формировал нынешний вид Земли. Но перемещение всё ещё продолжается, и учёные могут лишь предполагать, как будет выглядеть наша планета в будущем. Поэтому современная карта мира – это лишь снимок одного момента в постоянно изменяющемся процессе.

   Американские геофизики Пол Сильвер из Института Карнеги в Вашингтоне и Марк Бен из Океанографического института Вудс-Хоул  считают,что процессы вызывающие дрейф континентов могут прекращаться и запускаться вновь. Из этого научного постулата вытекают глобальные изменения, которые ждут Землю.

  Ученые пришли к выводу, что процесс движения литосферных плит, вызвавший распад древнего суперконтинента Пангеи и приведший к формированию нынешнего облика Земли, однажды уже останавливался на некоторое время и это может случиться вновь.

  Сильвер и Бен полагают, что существует цикл, в течение которого движение земной коры то становится активнее, то угасает. В периоды относительного покоя земная кора накапливает энергию, которую отдает в период активности.

  Но последствия такой остановки неизбежно примут масштабы катастрофы: для начала резко увеличится вулканическая активность, а также частота и сила землетрясений.

  Изучение истории перемещения плит показало, что с периодом 500–600 млн лет блоки континентальной коры собираются в единый суперконтинент.

   Признаки рождения будущего суперконтинента можно наблюдать уже сейчас – по краям Тихого океана, где проходит современный «пояс вулканов». Постепенно Тихий океан уменьшается в площади, а Атлантический, напротив, расширяется.

   Процесс завершится примерно через 350 млн лет, когда на месте самого большого океана появятся гигантские пространства суши – Последняя Пангея или ее ядро.

   Собственно, суть теории Сильвера и Бена состоит в том, что динамику образования и распада суперконтинентов они представляют себе несколько иначе: не как активный и непрерывный, а как циклический процесс, связанный в свою очередь с нагревом и охлаждением мантии Земли – раскаленного чрева нашей планеты.

  Иллюстрируя свою теорию, Пол Сильвер приводит в пример кастрюлю кипящего супа: если снять с нее крышку, кипение замедляется, а если накрыть – интенсивность процесса снова увеличивается. Роль такой «крышки» и выполняют суперконтиненты, образующиеся в разных местах планеты. Когда суперконтиненты распадаются, «крышка» приоткрывается и внутренние слои Земли охлаждаются интенсивней, кипение магмы замедляется.