Читать книгу "Вселенная на ладони - Колин Стюарт"

Тектонические плиты

Обширная гряда Гималайских гор, подпирающая пограничную область между Тибетским плато и Индийским субконтинентом, является одним из естественных чудес на Земле. Ежегодно тысячи людей, плененные магией горы Джомолунгма (Эверест), пытаются помериться силами с величайшей вершиной мира.

Но в сравнении с возрастом Земли, Гималаи в действительности очень молоды. По мнению большинства ученых, они образовались всего каких-то 50 миллионов лет назад. Однако та часть суши, которая сегодня в большинстве своем укладывается в границы Индии, прошла довольно необычный путь, чтобы оказаться там, где она находится сейчас. Эта часть суши изначально откололась от древнего материка, известного как Гондвана, после чего отправилась в северном направлении, оставила в стороне остров Мадагаскар вблизи основной части Африканского континента, а затем продолжила свой путь к Азии. Передвигаясь со скоростью 20 сантиметров в год, она напролом пропахивала себе путь к крупнейшему на планете континенту, чтобы воздвигнуть здесь высочайшие в мире горные хребты.

Такие значительные передвижения огромных массивов суши оказались возможными только потому, что земная кора состоит из серии тектонических плит, плавающих на жидком веществе мантии. Нестабильность поверхности мантии, вызывающая течения и колебания расплавленной породы, привела к тому, что индийская плита отделилась от Гондваны и устремилась на север. Столкнувшись с основным массивом евразийской литосферной плиты, индийская плита вдвинулась под нее, вздымая вверх находившийся на ее пути материал, и тем самым воздвигая Гималайские горы. Этот процесс еще далеко не завершен. Столкновение только замедлило продвижение индийской литосферной плиты, – но она продолжает свое продвижение на север. А Гималаи продолжают расти со скоростью два сантиметра в год.

Однако тектонические плиты не просто геологическая экзотика. По мнению многих ученых, они сыграли ключевую роль в развитии жизни на Земле. В конце концов, Земля – единственная планета в Солнечной системе, на которой есть жизнь. По границам этих плит часто извергаются вулканы, позволяя газам, запертым под поверхностью планеты, высвободиться и выйти в атмосферу, – в первую очередь это касается двуокиси углерода. Дополнительные выбросы диоксида углерода в течение ледниковых периодов способствовали повышению температуры.

Но передвижения литосферных плит могут также задерживать избыточные количества CO2, таким образом защищая планету от перегрева.

По этой причине при поисках жизни во Вселенной за пределами Земли астрономы стремятся найти не только планеты, где отмечаются те же температуры, что и на Земле, но и планеты, на которых имеются такие же тектонические плиты, которые могли бы сдерживать температуры в пределах биологически дружелюбных человеку значений.

АЛЬФРЕД ВЕГЕНЕР (1880–1930)

Если вы посмотрите на поверхность Земли, то поймете, что она напоминает гигантскую головоломку. Части выступающей сверху и справа южно-американской суши в точности совмещаются с выемкой под западной частью Африки. Заметив это соответствие очертаний и осознав, что это не просто совпадение, немецкий физик Альфред Вегенер опубликовал в 1911 году теорию дрейфа континентов, исходя из предположения, что два континента когда-то составляли единое целое. Идея Вегенера была встречена без особого энтузиазма – многие ученые не могли поверить в то, что столь огромные массивы земной суши могли перемещаться, а сам Вегенер не мог сказать, почему это происходило.

И только в 1950-1960-х годах прошлого столетия, через несколько десятилетий после смерти Вегенера, во время экспедиции в Гренландию были получены первые свидетельства правоты ученого. Ученые обнаружили, что океаническое дно со временем расширяется, по мере того как вулканическая активность закладывает новую кору океанического типа. Вскоре последовала формулировка теории тектоники плит, которая наконец-то описала механизм континентального дрейфа, первоначальной идеи Вегенера.

Приливы

В северо-восточной оконечности залива Мэн, на волнистом побережье Атлантического океана в Северной Америке, находится уникальный узкий морской залив, называющийся залив Фанди. Дважды в день более 100 миллиардов тонн воды приливают и отливают из этого залива. Для сравнения, это больше воды, чем вся вода, протекающая через пресноводные реки всей Земли, вместе взятая.

В чем причина перемещения столь невероятно огромного количества воды? Гравитация. Именно гравитационное притяжение Луны (и отчасти Солнца) является той силой, которая вызывает огромные приливы и отливы, происходящие ежедневно по всему миру. Твердые земные породы тоже притягиваются, но вода значительно более подвижна. Такой эффект воздействия гравитации достигает максимального уровня в заливе Фанди, где высота приливной волны достигает 16 метров, тогда как высота волны во время отлива составляет всего 3,5 метра, – это означает, что вода во время прилива поднимается до высоты четырехэтажного дома.

Гравитационное притяжение Луны создает приливные волны (горбы) на той стороне Земли, которая находится к ней ближе всего

Все происходит следующим образом. Когда ваша часть Земли обращена лицом к Луне, вода в ваших водоемах притягивается в направлении ее и прочь от тех регионов земного шара, которые находятся под прямым углом к вам.

Вы наблюдаете приливы, а те другие регионы – отливы. Сила притяжения Луны, воздействующая на воду на противоположной стороне планеты, не столь велика, так как она находится на большем расстоянии от нее. Здесь наблюдается другой прилив вследствие центробежной силы вращающейся Земли – та же сила, которая отбрасывает вас в наружную сторону машины, когда вы делаете резкий поворот. Именно по этой причине в большинстве мест на Земле наблюдаются два прилива и два отлива ежедневно – вращение планеты вокруг своей оси проводит нас через эти четыре области каждые двадцать четыре часа.

Происходящее заслуживает того, чтобы задуматься об этом на минуту. Если вы когда-либо находились на морском берегу и видели, как происходит отлив, вероятно, вас не надо долго убеждать, что в таком случае вода уходит от вас. Но это не то, что происходит на самом деле. Вода преимущественно остается там, где она находилась, удерживаемая на месте либо силой притяжения Луны, либо центробежными силами. Вместо этого двигаетесь вы, – это вас относит от приливной волны вращением Земли. В действительности это вы и берег убегаете от воды!

Времена года

Одной из самых замечательных особенностей нашей планеты является сезонность, или вариации климата в зависимости от времени года. Весной цветы пробиваются из-под земли и тянутся к небу. Осенью все наоборот, – листья опадают наземь. Многие люди ошибочно думают, что изменения температур в течение года происходят в зависимости от расстояния от Солнца. То есть, по их мнению, наша планета летом находится ближе к Солнцу, а зимой – дальше.