Геоклиматические катастрофы
Контрольная работа
по КСЕ
Группа - 3ФК(З)
Студентка -
Хачатурова Гаяне
Валентиновна
Тема 11. Геоклиматические
катастрофы
- 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.
- 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.
По мнению ученых,
их теория может объяснить, почему наша
планета (когда-то, на заре существования,
представлявшая собой раскаленный шар)
остывает гораздо медленнее, чем предсказывают
все математические модели, созданные
до сих пор.
- Изменение наклона оси
Наша планета представляет собой не идеальную сферу. Во-первых, земной шар чуть сплюснут с полюсов. Во-вторых, распределение массы по планете неоднородно, хотя бы потому, что часть ее поверхности составляют океаны, а часть – материки. В северном полушарии суши заметно больше, чем в южном, в западном меньше, чем в восточном. Ось вращения Земли, на которой «сбалансирован» этот неоднородный шар планеты, совершает сложные гармонические движения.
Наиболее
очевидные движения Земли –
это суточное вращение (как раз
вокруг пресловутой оси) и
Орбита Земли (эклиптика) имеет форму эллипса, в одном из двух фокусов, которого находится Солнце (1-й закон Кеплера). Земля – гигантский гироскоп (гироско́п от др.-греч. Γυρο «вращение» и др.-греч. Σκοπεω «смотреть» — устройство, как правило, основанное на законе сохранения вращательного момента (момента импульса)), сохраняющий в пространстве положение оси вращения, в том числе и угол наклона к орбите.
Из-за
экваториального «утолщения»
Земная
ось регулярно испытывает
Земля чуть ли не ежедневно испытывает смещение. Никаких последствий оси вращения не принесут.
Ученые
из Центра космической
Измерения
оси вращения Земли производят
в Международной службе
В России,
по словам заведующего
Добавим,что для значительного смещения земной оси нужен особый вид воздействия: не простая физическая сила или гравитационное взаимодействие с пролетающим мимо космическим телом, а вращательно-опрокидывающий момент. Он может возникнуть, например, при касательном ударе астероида.
По расчетам Андрея Склярова, проведенным в работе "Миф о потопе: расчет и реальность", для поворота оси вращения Земли на 20° астероид, подлетающий к Земле со скоростью 100 км/сек, должен иметь диаметр не менее 1000 километров. Но такой астероид, скорее всего, разрушит нашу планету.
Несмотря на всю серьезность аргументации, приводимой противниками перемещения земной оси, при определенных обстоятельствах оно все-таки может иметь место. Об этом говорит близкое к горизонтальному положение оси вращения Урана, принявшей такое положение, скорее всего, после столкновения с планетой какого-то большого космического тела. Об этом также свидетельствует рассчитанное астрономами из Института Луны и планет Карнеги и Калифорнийского университета в Санта-Крузе под руководством Исаму Мацуямы перемещение оси вращения спутника Юпитера, Европы, примерно на 80°. Наконец, это подтверждают расчеты Джафара Аркани-Хамеда из канадского университета Макгила, согласно которым ось вращения Марса после катастрофы сместилась более чем на 30°.
Подобное изменение положения оси вращения планет называется истинным перемещением, в отличие от мнимого перемещения полюсов, вызванного тектоникой литосферных плит. Истинные перемещения также происходили на спутнике Сатурна Энцеладе.
Сегодня изменения положения географических полюсов наблюдаются со спутников системы GPS. Данные поступают в Международную Службу Вращения Земли. Согласно многолетним наблюдениям, землетрясения, действительно, оказывают некоторое влияние на смещение земной оси или полюсов. Однако, в свою очередь, смещение земной оси (или полюсов) является, в свою очередь, спусковым механизмом для землетрясений.
Итак, круг замкнулся.
Катастрофа, вызванная столкновением
с Землей астероида, обменом ядерными
ударами, или чем угодно еще, вызовет
смещение земной оси, образование разломов
и землетрясения по всей планете,
а они, в свою очередь, будут способствовать
дальнейшему смещению земной оси. И
не столь важно, изменит ли она
ориентацию в пространстве (согласно
приведенным преданиям и
- Потопы.
Наводнение - это различное по длительности временное значительное затопление местности в результате подъёма уровня воды в реке, озере или океане по природным или антропогенным причинам.
По масштабу проявления различают 6 категорий наводнений:
1. Всемирный потоп;
2. континентальные;
3. национальные;
4. региональные;
5. районные;
6. местные.
Легенды о Всемирный потопе, в котором погибло почти все человечество, распространены по всему миру. Многие исследователи полагают, что значительная часть преданий о потопе основывается на действительно происшедших катастрофах в разных районах Земного шара на протяжении нескольких последних тысячелетий.
Исследованиями
археологов, географов, историков
и этнографов установлено, что
в первой половине четвертого
и третьем тысячелетии до
Многие наводнения
живут в памяти людей столетия,
поскольку причиненные ими
С каждым веком ущерб от наводнений растет. Особенно сильно, примерно в 10 раз, он возрос за вторую половину ушедшего века. По расчетам, площадь паводкоопасных территорий составляет на Земном шаре примерно 3 млн. кв. км, на которых проживает около 1 миллиарда человек. Ежегодные убытки от наводнений в отдельные годы превышают 200 миллиардов долларов. Гибнут десятки и более тысяч людей.
По
самым смелым прогнозам из-за
таяния льдов Антарктиды, Гренландии
и Арктики уровень мирового
океана может подняться на 7 - 10
метров, но это в очень долгосрочной
перспективе. Реально же, к концу
XXI века средняя температура
Зная,
что 21 из 33 крупнейших мегаполисов
мира, расположены на побережьях
(Лос-Анжелес, Нью-Йорк, Шанхай, Токио
и т.д.), а около 10% населения
планеты (643 млн человек) проживают в
регионах, расположенных ниже уровня моря
(Япония, Египет, Нидерланды, Тайланд и
т.д.), можно представить возможный размах
великого наводнения.
5.
Оледенения.
Существует несколько гипотез о причинах возникновения оледенений. Факторы, положенные в основу этих гипотез, можно подразделить на астрономические и геологические. К астрономическим факторам, вызывающим похолодние на земле, относятся:
1. Изменение наклона земной оси
2. Отклонение Земли от ее орбиты в сторону удаления от Солнца
3. Неравномерное тепловое излучение Солнца.
К геологическим факторам относят процессы горообразная, вулканическую деятельность, перемещение материков.
Активизация вулканической деятельности, по мнению одних ученых, приводит к потеплению климата на земле, по мнению других к похолоданию. Согласно гипотезе перемещения материков огромные участки суши на протяжении истории развития земной коры периодически переходили из области теплого климата в области холодного климата, и наоборот.
Ледники в настоящее время покрывают площадь в 16199 тыс. км2, или около 11% поверхности суши. Из них:
Гренландский ледниковый щит - 1803 тыс. км2.
Остальные ледники Арктики - 279 тыс. км2.
Все горные ледники вне Арктики и Антарктики - 217 тыс. км2.
Антарктида - 13900 тыс. км2.
Особенности и морфология ледников зависят от рельефа, условий питания, стадии их развития. Различают несколько морфологических типов ледников и, в свою очередь, типов оледенений. Прежде всего это горные и материковые оледенения.
Горные оледенения развиваются в горах выше снеговой линии. Встречаются на всех широтах. Могут слагаться из ледников различных типов, что зависит от высоты гор, площади питания ледника, характера рельефа.
Материковые оледенения развиты в полярных странах, где снеговая граница проходит на уровне моря или чуть выше него, поэтому лёд и фирн формируются даже на поверхности низменных равнин. Льды мощной толщей одевают обширнейшие пространства, даже континенты. В настоящее время в чистом виде материковое оледенение существует только в Гренландии и Антарктиде. Площади этих ледниковых щитов указаны выше; мощность в центре гренландского ледникового покрова достигает 3400 м, антарктического - в среднем 2-4 км.
В ледниковых щитах Гренландии и Антарктиды сосредоточены огромные запасы пресной воды. Если бы в результате потепления климата весь материковый лёд растаял, уровень Мирового океана повысился бы на 66,3 м.
Ледники очень быстро реагируют на климатические изменения. Во время потепления лед тает, ледниковый язык начинает отступать от конечноморенного вала ( валы или гряды, опоясывающие конец ледника). В случае похолодания ледник перекроет и сдвинет конечноморенный вал и продвинется дальше. Поэтому горные ледники называют иногда "природными климатографами".
Такие периодические отступления и наступления ледников неоднократно отмечались в историческом прошлом в Альпах, Норвегии, Исландии и др. В настоящее время материковые и горные ледники на земном шаре находятся в стадии отступления, что связано с общим потеплением климата.
В северном полушарии потепление стало особенно заметным в 1935-40 гг. В частности, потепление проявилось в усилении таяния ледников Средней Азии, вследствие чего река Аму-Дарья получила дополнительное питание и повысился уровень Аральского моря.
На протяжении истории Земли — около 4,5 миллиарда лет -- она претерпевала многочисленные изменения климата: были и холодные периоды, или ледниковые, и теплые периоды, или межледниковые, которые сменяли друг друга с определенной частотой.
Исследователи
уже могут указать, что
Осталось
только выяснить, когда же нагрянут
холода. Это сложно; ученые не
в силах предсказать дату с
достаточной точностью. Есть

- Геокриологические процессы Центральной Якутии
- Геологическая деятельность гор
- Геологическая деятельность ледников
- Геологическая деятельность поверхностных вод
- Геологическая деятельность подземных вод
- Геологическая деятельность подземных вод
- Геологическая деятельность подземных вод
- Геоинформационные системы
- Геоинформационные системы
- Геоинформационные системы.
- Геоинформационные системы в нашей жизни
- Геоинформационные системы (ГИС)
- Геоинформационные технологии
- Геоинформационные технологии в геологии