Природные и техногенные катастрофы

Природные и техногенные катастрофы

Оглавление

Введение 3

1) История Земли, как история катастроф 3

1. Большой взрыв и зарождения галактик 3

2. Образование Земли 5

3. Возникновение жизни 7

3.1. Теории развития животного мира Ж. Кювье и Ж. Сент-Илера 7

3.2. Ускорители и замедлители эволюции 8

3.2.1. Теория катастроф Ж. Кювье, как космическое вмешательство в

процесс эволюции. 9

3.2.2. Теория Земного вмешательства в процесс эволюции 13

4. Человек 15

2) Российские реалии 18

2.1. Планы и намерения. 20

3) Будущее Земли, как будущее катастроф 21

3.1. Можно ли предсказать катастрофу? 21

3.2. Пути развития Земли 23

3.2.1. Форсированный путь 23

3.2.2. Естественный путь 25

4) Заключение 27

5) Список использованной литературы 28

Введение

Наша планета существует уже 4,5 млрд. лет. Весь этот огромный интервал

времени на ее поверхности постоянно происходили сложные физико-химические

процессы, возникла жизнь, сформировалась атмосфера, содержащая кислород,

развились сложно организованные животные и растения. Все эти изменения

происходили очень медленно, растягиваясь па сотни миллионов лет.

Но на фоне постепенных (эволюционных) процессов случались и явления

катастрофического характера, вызванные силами, таившимися в глубинах Земли

или действовавшими из космоса. Игнорировать сам факт существования и роль

таких событий в истории Земли было бы в наше время величайшей ошибкой.

Следы катастроф тем труднее установить, чем они древнее. С течением времени

«залечиваются» раны па теле Земли, появлявшиеся в результате гигантских

землетрясений, стираются следы упавших метеоритов. Поэтому большинство

катастроф в истории Земли, в частности гибель Атлантиды, остаются

гипотетическими.

Изучение катастрофических явлений позволяет объяснить некоторые

особенности эволюции нашей планеты. В настоящее время наука и техника

достигли такого высокого уровня, что мы уже можем предугадывать многие

природные катастрофы, а в скором времени, несомненно, научимся и

предупреждать их.

Однако, тот же самый технический прогресс породил много, и в том числе

такой новый термин как “техногенная катастрофа”. Это относительно новое

понятие, просто существование которого, характеризует тенденцию развития

всего человечества, как биологической единицы.

Целью этой работы является нахождение и отражение тех причинно-

следственных связей, которые существуют между природными процессами и

деятельностью человека и попытка оценить их значимость для Земли.

История Земли, как история катастроф

Большой взрыв и зарождения галактик

Учёные утверждают, что большой взрыв являлся непосредственной причиной

рождения множества галактик. Возможно, это была самая большая природная

катастрофа, в истории вселенной. Но кто знает, что было до большого взрыва,

и что ещё будет? Но важно то, что зарождению жизни, предшествовал ряд

глобальных катастроф. Итак, попытаемся, проследить этот ряд:

Согласно модели возникновения галактик, которую выдвинул немецкий

астроном Хазингер и которая уже получила немало подтверждений, после

Большого космического взрыва, положившего начало развитию вселенной, из

газовых облаков сначала возникли гигантские суперзвезды объемом несколько

миллионов Солнц. Однако многие из них оказались нестабильны и со временем

преобразовались в "черные дыры". Т.е., “черные дыры” – являлись, одним из

первичных “продуктов” большого взрыва, и как будет показано далее, они

окажутся одними из последних.

О существовании "черных дыр" науке известно давно, но немногие

представляют, что это такое и почему астрономы сравнивают их с вампирами.

Дело в том, что "черная дыра" — это последняя стадия эволюции больших

звезд. Как правило, их масса превосходит массу Солнца в 2-2,5 раза, но

благодаря огромной силе гравитации их объем сравнительно небольшой.

Колоссальная плотность вещества и сила гравитации не позволяют покинуть

поверхность "черной дыры" даже электромагнитному излучению в виде света,

рентгеновских лучей или радиоволн. Так что о существовании таких

космических вампиров, с гигантской силой всасывающих в себя материю извне,

можно догадываться опосредованно. Например, по движению звезд можно

определить — оказывает ли влияние на их траекторию какая-либо "черная

дыра". Можно распознать вампира и по состоянию материи вокруг него. Обычно

вещество перед затягиванием в "черную дыру" приобретает спиралевидную форму

и на пути в чрево вампира излучает рентгеновское излучение. Это, как

говорят ученые, последний крик материи, неспособной сопротивляться

смертельному объятию "космического вампира"...

Но это ещё не все. Оказывается, вампир вампиру рознь. Есть вампиры

маленькие и вампиры большие. Помимо "черных дыр" обычного размера, как

считают ученые, существуют гигантские "черные дыры", содержащие материю в

объеме миллионов и даже миллиардов масс Солнца. Их объемы даже трудно себе

представить. Такие вампиры-гиганты способны влиять на целые галактики.

По гипотезе Хазмнгера притяжение гигантских "космических вампиров",

собственно, и создает галактики. А в ходе их образования "черные дыры"

играют главную роль. Они как бы дирижируют всем процессом. В пользу такого

предположения говорит то, что материя большинства галактик выстраивается в

спиралевидном порядке и находится в постоянном вращении.

Галактическую модель и предположения Хазингера подкрепляет многое, в

том числе и тот уже общепризнанный факт, что в центре многих галактик, как

правило, таится гигантская "черная дыра". Совсем недавно, кстати,

подтвердилось предположение ученых о том, что и в центре галактики Млечного

Пути тоже притаился гигантский вампир. Как пишет журнал "Шпигель", начиная

с 1992 года немецкие астрономы несколько лет наблюдали движение звезд,

изменение их траекторий в центре нашей Галактики, в том числе и с помощью

датчиков инфракрасного излучения. В итоге недавно ученые пришли к выводу,

что в самом центре Млечного Пути на расстоянии 26 100 световых лет от Земли

скопилась невидимая и невиданная масса вещества, равная по объему 2,6

миллиона Солнц! Это и есть наш собственный "космический вампир".

Образование Земли

Согласно современной теории происхождения планет, разработанной

академиком О. Ю. Шмидтом, Земля образовалась путем аккумуляции твердого

рассеянного вещества в виде частиц и тел различных размеров. Постепенно

мельчайшие частицы и метеориты различных размеров объединялись в более

крупные тела — астероиды, которые затем падали на образующуюся Землю.

Советский астроном В. С. Сафронов рассчитал возможные размеры и массы тел,

падавших па Землю. Оказалось, что значительная часть нашей планеты

образовалась за счет крупных тел.

Массы наибольших тел, падавших на Землю, были оценены по наблюдаемому

сейчас наклону оси вращения Земли. Как известно, вращение планет состоит из

двух компонентов разной природы: регулярного прямого вращения, связанного с

вращением всей системы, и нерегулярного, случайного, возникшего в

результате падения на планету крупных тел. Последнее определяет наклон оси

ее вращения. В. С. Сафронов показал, что при существующем сейчас угле

наклона земной оси 23,5° массы (наибольших тел, падавших па Землю при ее

образовании, достигали 1/1000 массы Земли. Следовательно, поперечник их мог

быть до 1000 км. Трудно вообразить масштабы катастрофы, если тело весом 1

000 000 000 млрд. т, падающее со скоростью 11 км/с, столкнется с Землей.

Очень отдаленное представление о масштабе этого явления дают лунные кратеры

и моря. Заметим, что лунные моря образовались в результате падения тел с

поперечником всего несколько десятков километров, т. е. по массе в десятки

тысяч раз меньше тех, которые падали на Землю. Выделившейся при ударе

энергии достаточно, чтобы нагреть на сотни градусов слой толщиной больше

поперечника упавшего тела. Следовательно, при диаметре астероида 1000 км

глубина разогрева достигала 1000 км. В. С. Сафропов полагает, что заметная

часть энергии падения больших тел оставалась внутри Земли и могла нагреть

верхние ее слои более чем на 1000° С.

Случайные явления сыграли огромную роль в жизни нашей планеты. Будь у

крупнейших астероидов, падавших на Землю, другие размеры, скорость или угол

падения, наша планета имела бы иной наклон оси, а значит, ширина

тропического и умеренных поясов и полярных кругов была бы иной.

Формирование Земли как планеты, сопровождавшееся падением астероидов и

метеоритов, продолжалось около 100 млн. лет. По сравнению с длительностью

жизни человека срок этот огромен. Но если мы вспомним, что возраст Земли

равен 4,5—5 млрд. лет, то получается, что образование ее из астероидов и

метеоритов заняло лишь 2% времени от всей жизни пашей планеты.

Рой астероидов, окружавших Землю, за 100 млн. лот рассеялся. Падения

метеоритов стали реже. Масса планеты достигла примерно тех размеров, какие

она имеет сейчас. Первая фаза ее развития закончилась, наступила следующая,

о которой мы знаем еще очень мало. По теории О. Ю. Шмидта, Земля

образовалась в результате падения холодных частиц и метеоритов.

Следовательно, в этот начальный период развития она не была раскаленной. Но

вот новейшие результаты изучения Луны заставили усомниться в таком выводе.

Исследование лунных пород показало, что в начальный период своего развития

Луна прошла через состояние общего плавления. Если сравнительно небольшое

по размерам небесное тело — Луна — было сильно разогрето 5—4 млрд. лет

назад, то есть основания считать, что и планета Земля, которая значительно

больше Луны по размерам и потому медленнее отдает тепло, также была

разогретой. Это подтверждают исследования древнейших пород с возрастом 4—3

млрд. лет, обнажающихся на земной поверхности в Гренландии, Южной Сибири и

в ряде других мест. И хотя они сильно изменены более поздними

геологическими процессами, все же до некоторой степени удается восстановить

их химический состав и условия образования. Оказывается, что первоначально

это были вулканические породы, возникшие в результате излияния на земную

поверхность базальтовых лав.

Сейчас все больше специалистов склоняются к мнению, что первоначально

недра Земли были разогреты. На глубине нескольких десятков километров

существовал слой, где породы были в расплавленном состоянии. Эти расплавы

изливались на земную поверхность. Таким образом, стадия «бомбардировки»

Земли сменилась более продолжительной по времени стадией почти сплошных

вулканических излияний. В этот период жизни нашей планеты, который длился

по-видимому, много сотен миллионов лет, её поверхность была почти сплошь

усеяна вулканами, извергавшими лаву. Изливавшаяся лава застывала, отдавая в

мировое пространство тепло. Так образовалась первичная земная кора.

Температура на поверхности Земли понижалась, и наступил момент, когда

выделявшиеся из недр Земли водяные пары конденсировались в жидкую воду. С

этого времени начинается геологическая стадия развития Земли, которая

привела её к современному виду.

Возникновение жизни

Как это не парадоксально, однако, даже зарождение жизни явилось

своеобразной катастрофой, потому что, с появлением сложных форм

жизни(человек), планета начала испытывать результаты его деятельности на

себе, которое носили не только локальный, но даже и планетарный характер.

1 Теории развития животного мира Ж. Кювье и Ж. Сент-Илера

В 1812 году Ж. Кювье опубликовал первые итоги изучения своих находок

под заголовком «Исследования об ископаемых костях». Ученый обратил внимание

на то, что в земных слоях идет чередование: слои, богатые останками

доисторических животных, сменяются горизонтами, бедными на находки. При

этом Кювье обнаружил, что в каждом новом, богатом костями слое останки

принадлежат животным других разновидностей, а не тем, что были найдены в

предыдущем или последующем слоях, то есть не тем, кто обитал на Земле

раньше или позже — разумеется, в геологическом понимании времени.

Следующая книга Кювье - «Рассуждения о переворотах на поверхности

Земного шара и об изменениях, какие они произвели в животном царстве». Само

название уже говорит о точке зрения ученого. Кювье считал, что ископаемые

формы - это либо прямые предки нынешних животных, в сущности от них не

отличающиеся, но сумевшие пережить все природные перевороты, либо останки

окончательно вымерших в результате этих переворотов форм, ничего общего с

ныне живущими не имеющих. Кювье полагал также, что развитие четырех типов

животных (по его классификации - позвоночных, членистых, мягкотелых,

лучистых) происходило изолированно.

Однако, отстаивая свои выводы, Кювье не смог надежно показать, какие

же силы вызывали на Земле столь грандиозные перевороты, что они были

способны оборвать ту или иную линию развития жизни. Он мог только написать:

«Какие-то силы раздробили, приподняли слои Земли и опрокинули их на тысячу

ладов».

Заметил чередование ископаемых останков и Сент-Илер. Но выводы о

причинах этого, сделанные Кювье и Сент-Илером, расходились настолько, что

их многолетний спор привлек к себе внимание ученых всего мира. В Париже не

раз в те годы проводились диспуты соперничающих ученых, за которыми следил

весь образованный мир. Когда в 1830 году к Гете пришел гость с возгласом:

«Великое событие в Париже!..», Гете нетерпеливо прервал пришедшего:

«Кто же одержал верх — Кювье или Сент-Илер?». Гость же нес весть о

революции в Париже, об уличных боях...

Жоффруа Сент-Илер считал, что гибель господствовавших в определенные

периоды видов животных еще не означала повсеместной гибели жизни вообще.

Некоторые виды, занимавшие ранее подчиненное место, выживали. Наделенные

свойствами, помогавшими им противостоять силам природы, которые уничтожали

большую часть животного мира, они получали простор для своего дальнейшего

развития. В отличие от Кювье Сент-Илер видел единство организации и

развития животного мира.

2 Ускорители и замедлители эволюции

В одном лишь были едины Кювье и Сент-Илер: какие-то грандиозные силы

вмешивались в эволюцию жизни, и в результате этого вмешательства появлялись

более совершенные формы животных. Казалось, эволюция время от времени

подвергалась действию таинственного ускорителя. Впрочем, такую же роль

может сыграть и тормоз. Представим себе, что этот тормоз замедляет или

вовсе сбрасывает с «конвейера эволюции» какие-то виды, например, владевших

миллионы лет землей динозавров, мешавших развитию других видов, а именно —

млекопитающих. Так возникает больше простора для развития видов более

жизнестойких, «перспективных», с точки зрения природы.

О действии некоего тормоза, по существу, говорит и палеонтология.

Чередование богатых окаменелостями слоев с горизонтами, скудными на них (на

что первыми обратили внимание Ж. Кювье и Сент-Илер), сегодня есть истина,

подтвержденная всей историей науки об ископаемых.

Но что же могло послужить ускорителем или замедлителем эволюции? Мы не

будем рассматривать вмешательство в дела развития природы ни инопланетян,

ни провидения. Ограничимся известными науке естественными силами. Без

сомнения, это были высокоэффективные, мощные воздействия, способные,

например, в короткий срок уничтожить могучее и многочисленное стадо

динозавров, насчитывающее несколько сот видов — среди них были малютки

весом в единицы килограммов и гиганты — в десятки тонн. Динозавры

господствовали на суше, в воде и воздухе.

1 Теория катастроф Ж. Кювье, как космическое вмешательство в процесс

эволюции.

В последние годы все новые гипотезы вспоминают о теории катастроф Ж.

Кювье и пополняют арсенал природных сил, способных повлиять на ход

эволюции. Пожалуй, первое место среди них принадлежит метеоритной гипотезе.

Три исследователя — бельгиец Жан-Георг Казье и американские геохимики

Филипп Клейс и Стенли Марголис недавно опубликовали гипотезу, которая, на

их взгляд, пересматривает ход эволюции. В ее основу положен более полный

учет влияния космических сил на жизнь, развивавшуюся на Земле.

Начнем с того, что жизнь зародилась в океане. Растения первыми

переместились на сушу, по прошествии долгого времени за ними потянулись

амфибии, а затем сушу захватили животные, получающие кислород из воздуха.

Но еще на уровне амфибий произошло расщепление животного мира. Одни дали

направление развитию ящеров и иных пресмыкающихся, других — их назвали

териодонтами, или зверообразными, — можно рассматривать как группу,

связывающую нынешних млекопитающих с этими древнейшими наземными

позвоночными.

Еще в давние времена (до эры динозавров) высшие териодонты —

терапсиды приобрели многие черты строения и физиологические особенности,

характерные для млекопитающих. Это — лактация, способ дыхания и питания,

обоняние... Но вдруг терапсиды исчезают. В геологических слоях более

поздних, чем триасовый период, палеонтологи не находят останков терапсид. У

филогенетического древа оказались обломанными крупные ветви. Однако какие-

то ветви терапсид, видимо, ставшие предками млекопитающих, выжили,

ускользнув от уничтожающего удара природы. Но тем не менее палеонтологи

несравненно чаще встречают в поздних слоях обширные кладбища динозавров.

Эти пресмыкающиеся, если судить по раскопкам, владели планетой

примерно 150 миллионов лет. Однако эра динозавров неожиданно заканчивается

64,5 миллиона лет назад. Ученые разных наук небывало дружно ухватились за

вопрос: почему так стремительно исчезло с лица Земли обширное сообщество

динозавров? Было выдвинуто множество гипотез. Вот три из них. Повышенная

активность вулканов: газы и выброшенный пепел пеленой затянули небо и

ослабили солнечную радиацию — динозавры не вынесли похолодания. Вспышка

близкой к Земле сверхновой звезды — животные не выдержали облучения.

Журнал «Шпигель» (ФРГ), посвятивший динозаврам не одну публикацию,

считает самой достоверной гипотезу, поддержанную американским физиком

лауреатом Нобелевской премии Луисом Альваресом, конструктором первого

циклотрона. В 1980 году Альварес ознакомился с обнаруженным в Южной Франции

геологическим слоем, очень богатым ядовитым иридием. Этот элемент, скромно

представленный в земной коре, заметно присутствует в метеоритах. Либо

крупный метеорит, либо дождь метеоритов доставил этот элемент на Землю.

Слой земли, содержащий иридий, имеет возраст как раз 64,5 миллиона

лет, то есть совпадает по времени с гибелью динозавров. Убедительный

аргумент в упомянутом выше конкурсе гипотез. Десятилетние дебаты

палеонтологов закончились принятием этой гипотезы как наиболее вероятной

(правда, несогласные с этой гипотезой видят главный ее аргумент в том, что

в деле участвовал физик с громким именем).

Есть еще одна метеоритная гипотеза, которую продолжают обсуждать

серьезные ученые. Не так давно на острове Гаити были найдены мелкие

стеклянные шарики, словно пролившиеся здесь дождем. Ученые полагают, что

такой «дождь» здесь выпал после удара метеорита о полуостров Юкатан.

Рассеянные шарики и кварцы, расплавившиеся на дне кратера, образованного

упавшим метеоритом, имеют одинаковую геохимическую природу. Метеорит был

размером с десятикилометровую скалу и при ударе выделил примерно 70

миллионов мегатонн энергии — это во много раз больше, чем атомные заряды,

созданные человеком.

Поднятая ударом метеорита пыль окутала всю планету, а главное —

испарившиеся вещества самого космического пришельца сконденсировались в

верхних слоях атмосферы в крохотные непрозрачные шарики, позже пролившиеся

дождем на Землю. Пылевая вуаль, окутавшая планету на долгие годы, понизила

на несколько градусов среднегодовую температуру Земли. Наступила затяжная

зима (именно такую предвещают нам физики, если разразится атомная война).

Азотные окислы, образовавшиеся в атмосфере при высокой температуре взрыва,

потом в виде кислотных дождей поливали динозавров. Но даже уцелевшие

животные подверглись новому испытанию: постепенно атмосфера очистилась и

вновь стала прозрачной, но в ней сохранились газы, вызвавшие парниковый

эффект. Получилось, как в контрастном душе: сначала динозавров охватил

жуткий холод, потом — невыносимая жара. Ящеры не выдержали этого испытания.

Не менее драматичными событиями оборачивается падение крупного

метеорита в мировой океан. Поскольку он занимает более 70 процентов

поверхности Земли, то, надо думать, и метеоритных попаданий в него было

значительно больше, чем на сушу.

Математическая модель такой катастрофы составлена русским астрономом

Л. Крживским. Она исходит из того, что в океан падает метеорит поперечником

в десять километров. В ответ на падение такого гиганта из стратосферы

выпадает снег. Образовавшиеся мощные облака окутывают планету, идут

нескончаемые ливни. Так, по расчетам ученого, продолжается многие десятки

тысячелетий. Затем появляется парниковый эффект — средняя температура на

планете поднимается на десятки градусов.

Так выглядят метеоритные гипотезы, пытающиеся объяснить исчезновение с

лица Земли одного из выдающихся представителей животного царства. Однако

массовая гибель динозавров — явление не уникальное. Такого рода события в

истории биосферы случались неоднократно. Палеонтологи считают, что за

последние 500 миллионов лет жизнь на Земле по меньшей мере пять раз

подвергалась угрозе почти полного уничтожения (мы уже говорили о гибели

терапсид).

Например, 368 миллионов лет назад на Землю упал метеорит со скоростью

Страницы: 1, 2, 3, 4