99 секретов физики - Валерия Черепенчук

Стали бы мы измерять расстояние до соседнего города в миллиметрах? Конечно, нет, это же неудобно. Вот и астрономам неудобно иметь дело с привычными для нас километрами. Самая распространенная единица измерения в космосе – световой год, или расстояние, которое свет проходит за год. Он равен 9400 миллиардов километров.

Галактика Млечный Путь далеко не самая большая во Вселенной, ее диаметр всего 100 000 световых лет. Для сравнения, от Солнца до Земли свет доходит за 8 минут. От нашего светила до центра галактики можно добраться за 33 000 световых лет, до звезд созвездия Кентавра – за 17 000 световых лет. Ближайшая к нам галактика Туманность Андромеды находится на расстоянии 2 000 000 световых лет. А если говорить об удаленных галактиках, то придется перейти к более масштабным единицам измерения – парсекам и мегапарсекам.

Под землей всегда неспокойно: литосферные плиты, составляющие поверхность планеты, плавают в полурасплавленной мантии, перемещаются, сталкиваются и т. п. Землетрясения происходят каждый день десятками и даже сотнями, но большую часть из них мы даже не замечаем, настолько они незначительны. Опасны сильные толчки, идущие из недр земли: они вызывают разломы и перемещения горных пород, что становится причиной серьезных разрушений на поверхности.

Такие толчки могут быть вызваны столкновением соседних плит, их трением или проникновением краев друг под друга. Иногда землетрясение происходит в центре тектонической плиты, из-за того, что она деформировалась от перепада температуры или давления. Бывает, что причиной землетрясения становится извержение вулкана: большое количество магмы выходит на поверхность, внутри образуется пустота и начинаются перемещения пород.

Некоторые землетрясения вызваны деятельностью человека. Откачивая нефть и газ, создавая искусственные водохранилища, проводя подземные ядерные испытания, люди нарушают внутренний баланс в недрах земли. Результатом часто становится повышенная сейсмическая активность.

Землетрясения страшны и опасны сами по себе, но они могут привести к не менее опасным явлениям, таким как цунами – огромные волны, сметающие все на своем пути. Оползни, сход лавин и разжижение грунта – тоже гибельные последствия землетрясений. Подобные стихийные бедствия ежегодно уносят множество человеческих жизней, и далеко не всегда ученые могут спрогнозировать их появление.

Древние греки почитали бога огня и кузнечного дела по имени Гефест. Он, как были уверены эллины, постоянно ковал что-то в своей подземной кузнице. Иногда его мех раскалялся так, что жар от него выходил наружу, через жерла вулканов. Римляне переименовали Гефеста в Вулкана, это же имя получили геологические образования, выплевывающие из себя магму, обычно хранящуюся в недрах земли.

Вулканы – это горы, частично или полностью созданные из продуктов извержений. Они образуются в местах, где в земной коре имеются трещины или каналы. По этим каналам и выходит наружу раскаленная лава, газы и обломки горных пород. Вулкан может быть действующим, уснувшим или потухшим навсегда – если внутренняя деятельность в этом месте земных недр прекратилась.

Уснувший вулкан просыпается, чаще всего, от небольшого внутреннего землетрясения. И сразу начинает выбрасывать из своего жерла горячий газ с кусками холодной лавы. Позже лава становится жидкой, раскаленный фонтан из газов, лавы и пепла может подниматься до нескольких километров вверх, а продукты жизнедеятельности вулкана могут разбрасываться на тысячи километров.

Что же становится причиной начала вулканической активности? Мантия, расположенная под относительно тонкой (толщиной 70–80 км) поверхностью Земли, напоминает горячую смолу, которая постоянно кипит и перемешивается. Плиты, из которых состоит поверхность, сталкиваются, наползают друг на друга, давление подземного газа увеличивается, что может привести к взрыву. Газы и расплавленная часть мантии вырываются наружу – это и есть извержение.

Когда слышишь словосочетание «земная кора», представляется нечто цельное, как скорлупа ореха. На самом деле поверхность нашей планеты напоминает лоскутное одеяло, состоящее из восьми крупных лоскутов (тектонических плит) и нескольких мелких. На границах плит находятся зоны повышенной сейсмической активности. Плиты движутся, сталкиваются, трутся, это вызывает землетрясения и извержения вулканов.

Плиты как бы плавают в океане раскаленной мантии, они постоянно перемещаются, но движение это незначительно, поэтому заметить его практически невозможно. Но ученые все же давно заметили, что края континентов на удивление подходят друг к другу, как кусочки пазла. Если сложить западный берег Африки с восточным берегом Южной Америки, а сверху добавить Северную Америку и присоединить Евразию с Австралией, то получится цельный континент.

Конечно, его края совпадут не идеально, и все же совпадение будет значительным – потому что когда-то давно, около 300 миллионов лет назад, все существующие ныне на Земле континенты были одним целым. Этот суперконтинент получил название Пангея. Впоследствии Пангея раскололась на две части, северную и южную. Из северной образовались Евразия и Северная Америка, из южной – остальные континенты.

Движение плит продолжается, медленно, по метру в год, но материки снова движутся навстречу друг другу. Ученые посчитали, что цикл схождения-расхождения континентов длится от 300 до 500 миллионов лет, они даже придумали название для нового суперконтинента, который образуется в далеком будущем – Пангея Ультима.

Ветряная мельница – механизм, который выполняет механическую работу за счет энергии ветра

Для того чтобы понять, как перемещаются воздушные массы разной температуры, рекомендуется проделать такой опыт: зажечь две свечи и держать их возле приоткрытой двери на улицу, одну внизу, а другую вверху. По направлению пламени станет понятно, что более легкий теплый воздух (идущий из комнаты) поднимается вверх, а холодный (идущий с улицы) опускается вниз.