Исполнители часть 12

ИСПОЛНИТЕЛИ ЧАСТЬ 12

Тайны Земли: от края до края

"Была измерена, взвешена и признана... уникальной!" Речь о нашей планете. Земля — третья планета от Солнца и пятая по величине планета в Солнечной системе. По размерам ее превосходят только газовые гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Но среди планет земного типа в нашей системе ей нет равных. Земля больше, чем Меркурий, Венера и Марс...
 Радиус, диаметр и окружность
Радиус Земли на экваторе составляет 6378 км, согласно Всемирной геодезической системе, которая является стандартом, используемым в картографии и навигации. Однако Земля не совсем сфера. Вращение планеты делает ее выпуклой в районе экватора. Экваториальный диаметр составляет 12 756 км, но диаметр от полюса до полюса равен 12 710 км — разница 46 км.
Экваториальная окружность Земли составляет около 40 075 км. Однако меридиональная окружность — от полюса до полюса — всего 39 930 км. Такая форма, вызванная уплощением на полюсах, называется сплющенным сфероидом.
Плотность, масса и объем
По данным НАСА, плотность Земли составляет 5513 грамма на кубический сантиметр. Наша планета — самая плотная в Солнечной системе из-за ее металлического ядра и скалистой мантии. Юпитер, который в 318 раз массивнее Земли, менее плотный, потому что он состоит из газов, таких как водород.
Масса Земли составляет 6,6 секстиллиона тонн (5,9222 ; 10 в 24 степени килограммов). Ее объем — около одного триллиона кубических километров.
Общая площадь поверхности Земли составляет 510 миллионов квадратных километров. Около 71 % приходится на воду и 29 % занимает суша.
Самая высокая и самая низкая точки
Гора Эверест — самое высокое место на Земле. Она возвышается над уровнем моря на высоту 8848 м. Но самая высокая точка Земли, согласно данным Национального управления океанических и атмосферных исследований (НОАА), — это гора Чимборасо в Андах в Эквадоре. Несмотря на то что Чимборасо на 3048 м ниже (относительно уровня моря), чем Эверест, эта гора удалена в космос на 2073 м больше из-за экваториальной выпуклости планеты.
Самой низкой точкой на Земле, по данным НОАА, является Бездна Челленджера (Challenger Deep), расположенная в Марианской впадине в западной части Тихого океана на глубине около 11 034 м ниже уровня моря.

Что мы знаем о вращении Земли?
Казалось бы, и так каждому ясно: не вращается Земля, а твердо стоит (иначе бы мы почувствовали!) - на спинах у трех слонов и одной большой мудрой черепахи. Но ученые (вот чудаки!) почему-то не согласны... Итак, как же вращается Земля? Видео, созданное с помощью технологии покадровой съемки (таймлэпс), на котором наша планета вертится в космосе, показывает головокружительный танец облаков с точки зрения спутника, расположенного на расстоянии 1,6 миллиона километров. В двух с половиной минутах видео уместился целый земной год.
Таймлэпс-видео создано из 3000 изображений фотографий Обсерватории глубокого космоса НАСА (DSCOVR). Спутник расположен в гравитационно стабильном месте в космосе между Землей и Солнцем, известном как точка Лагранжа L1.
«Камера EPIC делает новый снимок каждые 2 часа ...фотографируя изменчивое движение облаков и погодных систем, детали земного ландшафта — пустыни, леса и голубые пятна — моря, — пишет НАСА. — Камера позволяет ученым мониторить уровни озона и аэрозолей в атмосфере Земли, высоту облаков, свойства растительности и отражательную способность Земли в УФ-диапазоне».
Видео замедляется, чтобы показать как тень Луны мчится по Земле в марте 2016 года, во время полного лунного затмения.
Основная научная цель Обсерватории глубокого космоса — следить за потоком заряженных частиц, которые летят от Солнца. Явление известно как солнечный ветер. Подробные прогнозы интенсивности солнечного ветра помогают исследователям уведомлять в реальном времени о солнечной активности, которая может влиять на спутники и электролинии.
Как зарождалась жизнь на Земле
В этом мире нет ничего случайного, есть лишь то, что кажется таковым - так считают многие ученые. Как же, якобы, из случайных процессов возникает жизнь? Мы привыкли думать, что миллиарды лет назад поверхность Земли представляла собой хаос расплавленной лавы. Однако, жизнь - штука тонкая и сложная, требующая структуры. Как так вышло, что структура возникла из случайности?
Если рассматриваемая система изолирована, она будет двигаться в сторону случайности, пока никакой интересной структуры в ней не останется. Она будет максимизировать энтропию — то есть беспорядок. Даже не надейтесь ничего в ней вычленить — если какая-то структура и попытается сформироваться, случайное движение молекул ее разрушит.
Однако, если у Вас есть другой источник энергии, который удерживает систему от равновесия — возьмем ту же поверхность Земли, только теперь ее опаляет Солнце, — этот дополнительный источник энергии может согнать частицы вместе и создать структуры. Причем структуры, достаточно прочные, чтобы мелкие случайные движения фоновых элементов их не разрушали — или, по крайней мере, не имели необходимого для этого времени, — и они могли расти и расти. Отличная схема, но... верна ли она?..
В последнее время были совершены прорывы в понимании так называемых неравновесных процессов. Появились гипотезы, объясняющие, как из этих систем, кажущихся случайными, могут возникать структуры. Речь идет о любых структурах, но, разумеется, самый интересный вопрос — может ли так возникнуть жизнь: молекулы РНК и так далее.
Это нежные существа, и можно опасаться, что случайное движение в «супе» их разрушит. Но возможно, не такие уж они и "нежные"? И возможно, они — предсказуемый результат присутствия в земной случайной системе энергии из дополнительного источника?..
Многое из наших полученных научным путем знаний как раз и говорит в пользу того, что жизнь и разум на Земле (и не только) сформировались не случайно. Эволюция имела направленный характер - от простого к сложному. Не жизнь сама по себе, но ее усложнение, совершенствование формы и содержания... единство материи и нематериальной составляющей. Кстати, любая структура - это уже нематериальный объект, который облегчает наше понимание предмета.
Исторический детектив: когда и как объединились суперконтиненты Земли
...а произошло это примерно миллиард лет тому! Но для компьютерного моделирования, основанного на самых последних данных, нет ничего невозможного. Международному колллективу ученых удалось с максимальной степенью достоверности исходя из имеющихся данных выяснить, когда и каким образом древние суперконтиненты Колумбия и Родиния объединились.
Исследование авторов было опубликовано в журнале Nature Geoscience, кратко о нем сообщается на сайте Вайомингского университета (США).
«В этом новом исследовании мы заключаем, что север Лаврентии (Северная Америка) и юг Сибири были объединены в периоды примерно с 1,2-1,9 миллиарда лет до 700 миллионов лет назад», — заметил соавтор работы Кевин Чемберлен из Вайомингского университета.
«Геологи, как детективы. Похоже, что мы пришли на место преступления после происшествия и собрали его куски воедино», — гордо сказал Чемберлен (так и хочется приготовить ему ответ, верно?.. - прим.). Он отметил, что в исследовании ученые обнаружили на различных ранее примыкавших друг к другу территориях современных континентов образцы одних и тех же пород.
Расположение последних, их строение и химический состав указывали на общее происхождение. Это означает, что ранее они были единым целым, в частности, входили в состав объединенного суперконтинента. Сравнение возраста пород проводилось при помощи уран-свинцового метода.
Всего в ходе работы ученые обнаружили около 250 дайек, сравнения пород из которых оказалось достаточным для построения необходимой базы континентальных образцов возрастами 2700-500 миллионов лет. Ученые также работают над более молодыми образцами (100-400 миллионов лет). Исследование специалистов может быть полезным для прогнозирования экономической целесообразности будущей разведки нефти и газа, а также других ресурсов.
Тайны мира: глобальная катастрофа 200 миллионов лет назад
Люди управляют Землей в настоящем, и их влияние с каждым годом все растет. Но когда дело доходит до истории Земли, наше господство — лишь миг тирании, построенной на останках величественных животных, обитавших на планете на миллионы лет дольше. От водорослей и трилобитов до колоссальных динозавров, эволюция проделала огромный путь сквозь века. Путь, не лишенный препятствий и чудовищных катастроф... Группа геологов исследовала почву в разных уголках мира и нашла доказательства того, что 200 миллионов лет назад чудовищный катаклизм уничтожил более двух третьих видов всех живых организмов на Земле.
Динозавры являются одной из самых знаковых групп животных, которые населяли нашу планету, и такого статуса они добились не благодаря слепому случаю. В исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые проанализировали шесть участков земли по всему миру и измерили следы отложений ртути между слоями вулканической породы. В результате они обнаружили превышение уровня ртути в 5 из 6 случаев, что свидетельствует в пользу давней теории о том, что массовое вымирание животных в конце триаса (примерно 200 миллионов лет назад) было вызвано извержениями вулканов. Именно этот катаклизм, уничтоживший большую часть конкурентов протодинозавров, и позволил последним занять господствующее положение на Земле.
Масштабы катастрофы поражают: по подсчетам специалистов, она уничтожила 76% всех видов и таким образом дала шансы оставшимся захватывать территорию. У геологов и раньше были свидетельства из Марокко, Гренландии, Аргентины, Канады, США и Великобритании (которые какую-то сотню миллионов лет назад еще были единым континентом), согласно которым сильная вулканическая активность привела к появлению огромной территории, залитой лавой. Извержения, судя по всему, носили импульсный характер, а это значит, что вместо одного крупного произошло много мелких, но все еще смертоносных. Возможно, именно эти многочисленные разрывы и трещины в коре и привели к тому, что суперконтинент Пангея развалился на части.
Впрочем, не похоже, что именно лава вызвала массовое исчезновение видов. Куда страшнее была череда серьезных экологических изменений, являвшихся следствием вулканической активности и нанесших серьезный ущерб популяции морских беспозвоночных, крокодилоподобных рептилий и кораллов. Предыдущие исследования связывали сроки извержений вулканов с изменениями в окружающей среде (пики уровней углекислого газа), которые, возможно, и вызвали исчезновение. Извержения были настолько большими, что, вероятно, в процессе выделялось большое количество газа, в том числе газообразная ртуть, сопровождаемая углеродом.
Даже сегодня вулканические газы часто содержат пары ртути, и лесные пожары тоже выделяют их в воздух. Соответственно, повышенный уровень ртути указывает на то, что в атмосферу было выброшено огромное количество газа. Другие параметры также подтверждают тот факт, что в конце триасового периода вулканические пары выделялись в атмосферу примерно 200 000 лет. Сотни, тысячи лет с климатическими изменениями глобального масштаба, не говоря уже о вулканах, извергающих лаву на суммарную площадь порядка 4,2 миллиона км2, и привели к гибели 76% всех видов. Оставшиеся в живых адаптировались, росли и развивались, пока наконец огромный астероид не положил конец и их правлению, освободив место для млекопитающих. Возможно, однажды и наше время подойдет к концу, и человечество будет вынуждено уступить престол тем, кто окажется жизнеспособнее нас.
Тайны мира: Земля без океанов?..
Известен лишь один сценарий, согласно которому все океаны на Земле могут испариться - это произойдёт через миллиарды лет, когда под влиянием естественных процессов Солнце станет более ярким и атмосфера нашей планеты раскалится до нескольких сотен градусов. Хотя, и так ежегодно на Земле в бесплодную пустыню превращается территория размером с небольшой американский штат. И всё-таки: давайте допустим, что в один прекрасный день все океаны по той или иной причине взяли и испарились.
 Первоочередная функция океанов заключается – в поглощение и распределение солнечного излучения и поддерживание круговорота воды. С их исчезновением экватор превратится в преисподнюю, а полюса больше не получат ни света ни тепла.
Испарение океанов не приведет к полному исчезновению воды на планете. Останутся озера, реки, подземные воды, а также ледники, ледяные шапки и вечная мерзлота, сосредоточенные в основном в Антарктиде. Это около 3,5 процента от того водного объема, что мы имеем сейчас.
Оставшегося количества никак не будет достаточно для полноценного круговорота воды в природе, даже если нам удастся расплавить ледяные шапки на полюсах. Дожди станут идти редко...
Какое-то время, впрочем, человечество еще сможет существовать в таких условиях. Имея доступ к подземным водам, мы сможем строить гидропонные фермы. Но на поверхности деревья и растения будут засыхать, а животные — погибать. Из-за постоянных засух континенты будут охвачены пожарами, ускорится глобальное потепление.
Экватор станет раскаленным, жить там будет нельзя. Парниковые газы станут удерживать солнечную энергию близко к земле. По ночам конечно будет похолоднее, чем днем, но средняя земная температура будет достигать 67 градусов по Цельсию. Большинство живых организмов, даже устойчивых к высоким температурам, не смогут существовать в таких условиях.
Люди, скорее всего, начнут массово мигрировать в южное полушарие планеты, ведь там можно будет извлекать воду из подземных антарктических льдов. Однако до Антарктиды не так-то просто будет добраться. Материк будет представлять собой затопленные пустоши, лишенные каких-либо ресурсов, необходимых для жизни — например, дорог, шахт или видимых источников пищи. Многие просто могут не дождаться создания инфраструктуры, необходимой для существования в условиях Антарктиды. Те, кто все же дождется этого дня, смогут жить только под землей.
Но и пребывание в подземных бункерах не гарантирует долгой и качественной жизни на планете, лишенной океанов. Атмосфера Земли станет постепенно терять кислород, а ведь и под землей он нужен. Температура также постепенно станет расти. Рано или поздно все живое на планете вымрет, за исключением небольших колоний хемосинтетических бактерий, которые окажутся скрыты под землей у горячих источников.
Тайны мира: самые глубокие места планеты Земля. ТОП-10
Около 6 тысяч километров отделяет поверхность Земли от её ядра. Но насколько человек в действительности может к нему приблизиться?.. В нашем традиционном обзоре ТОП-10 самых глубоких мест на нашей планете.
 Вудингдин (Англия) — самый глубокий колодец в мире, вырытый вручную. Строительство его началось в 1858 году. Изначально предполагалось выкопать всего лишь 122 м, но на этой глубине не обнаружилось воды, и тогда пришлось пробираться дальше в недра Земли, достигнув глубины 392 м (это больше, чем Эмпайр-Стейт-Билдинг!) Как и все грандиозное, строительство колодца стоило человеческих жертв. Как минимум один из копателей погиб, в поте лица работая в беспощадных условиях, ежедневно спускаясь вниз по хлипким лестницам. В качестве рабочей силы для создания колодца использовали заключенных ближайшей тюрьмы.
Tagebau Hambach (Германия) — самый глубокий открытый карьер в мире, глубина которого составляет 370 м. Впрочем, шахта знаменита не только своей глубиной. Так, в Tagebau Hambach используется самый большой экскаватор: с его помощью ежедневно поднимается на поверхность около 24 тысяч тонн бурого угля. Это еще не все — рядом с карьером находится самый большой в мире искусственный холм Sophienh;he, с вершины которого можно обозревать шахту во всей красе. Холм возвышается на 301,8 м над уровнем моря, т. е. он практически настолько же высок, насколько глубок карьер.
Эль Закатон (Мексика) — прекрасная (и опасная для рисковых дайверов) карстовая воронка. Естественно, самая глубокая в мире. Карстовые воронки могут образовываться внезапно, в том числе и в жилых районах, и подобные обвалы бывают губительными. Однако воронка Эль Закатон не из новых: она образовалась во времена плейстоцена (т.е. в период 2,588;11,7 млн лет назад). Помимо глубины (339 м) и славного возраста ей добавляет особого очарования то, что впадина заполнена водой. Этот «водоем» не раз привлекал отважных дайверов, но на самое дно сумел опуститься лишь робот.
Озеро Байкал — глубочайшее озеро в мире (1642 м) и одно из красивейших мест на планете, которое привлекает как туристов, так и ученых. Погружения обитаемых аппаратов на дно озера совершаются с 1977 года. В 2009 году батискаф «Мир» погрузился на глубину 1640 м и достиг той точки дна, которая предположительно считается самой глубокой. Всего в ходе экспедиции «"Миры» на Байкале в течение 2008;2010 годов было совершено 160 погружений на знаменитых глубоководных аппаратах «Мир-1» и «Мир-2».
Пещера Крубера, или Воронья пещера (Абхазия) — самая глубокая пещера в мире (2199 м) и единственная известная людям пещера, глубже 2 км. Карстовая пещера, открытая в 1960 году, была названа в честь мэтра русского карстоведения Александра Крубера. Второе название — Воронья пещера — появилось в 1980-е годы, когда украинские спелеологи добрались до глубины 340 м: это имя обязано обитавшим в пещере воронам. Начиная с 2000 годов пещера Крубера привлекает исследователей со всего мира, которые с каждым годом обнаруживают новые ходы и галереи. Воронья пещера, возможно, таит в себе еще много интересного, но секреты ее откроются только тем, кто не страдает клаустрофобией.
Kidd Mine (Онтарио, Канада) — глубочайший в мире медно-цинковый рудник, простирающийся на 2733 м ниже моря. Это не самая глубокая шахта в мире, но т.к. карьер находится на севере, он ближе всего к центру Земли из всех существующих рудников. Его история начинается в 1964 году, с тех пор этот открытый карьер расширяется под землей. Ежегодно более 2 тысяч рабочих добывают здесь миллионы тонн руды. В 2017 году планируется дополнительное углубление карьера.
Желоб Литке — самая глубокая впадина в Северном Ледовитом океане и во всем Евразийском бассейне находится в 350 км от «арктической пустыни» острова Шпицберген. Впадина не только глубока (5449 м), но и холодна — пожалуй, желоб Литве можно назвать одним из самых негостеприимных мест на планете. Глубину обнаружили в 1955 году члены экспедиции ледокола «Федор Литке», именем которого она и была названа.
Глубина Милуоки — самая глубокая точка желоба Пуэрто-Рико и всего Атлантического океана, уходящая на 8740 м ниже уровня моря. Как и желоб Литке, глубина Милуоки названа в честь судна, впервые ее зафиксировавшего, корабля ВМФ США Milwaukee. О глубине Милуоки стало известно 14 февраля 1939 года. Сама же Пуэрто-Риканская впадина расположена на границе Карибского моря и Атлантического океана — там, где проходит разлом. По мнению многих геологов, в скором времени в этом месте возможно извержение вулкана, которое, в свою очередь, вызовет сильнейшее цунами.
Марианская впадина, как и другие глубочайшие впадины — желоб Тонга, Филиппинский желоб, Кермадек, Курило-Камчатский желоб — находится в Тихом океане. Ее самая глубокая точка, так называемая бездна Челленджера, имеет глубину 11034 м ниже уровня моря. Не удивительно, что она манит к себе людей. Так, голливудский режиссер Джеймс Кэмерон и бизнесмен Ричард Брэнсон соревновались в том, кому удастся раньше достичь дна Марсианской впадины и стать третьим в истории человеком, побывавшем столь глубоко. Победил Кэмерон.
Кольская сверхглубокая скважина — самое глубокое место на нашей планете, и создано оно усилиями человека (что удивительно, не с целью добычи природных ископаемых, а исключительно для научных исследований). Находится она в Мурманской области, и глубина ее составляет 12 262 м. Ранее на Кольской сверхглубокой скважине работало более 10 исследовательских лабораторий, изучая древнейшие горные породы, чей возраст превышал 2,8 млрд лет. На сегодняшний день скважина законсервирована и находится в запущении.
Тайны мира: миллионы лет до нашей эры
До появления людей мир был совершенно другим. Наша планета не всегда выглядела так, как сейчас. За последние 4,5 миллиарда лет она прошла через ряд самых невероятных изменений — и они совершенно неописуемые. Но мы попытаемся их описать. Если бы вы могли вернуться назад во времени на миллионы лет, вы не просто увидели бы немного других животных. Вы обнаружили бы совершенно инопланетный мир -прямо со страниц научной фантастики...
 По всей планете — гигантские грибы
Примерно 400 миллионов лет назад деревья были высотой примерно до пояса человека. Большинство из них были метровой высоты, а другие растения были не намного больше — но не грибы. В какой-то момент истории Земли грибы-прототакситы были на каждом углу земного шара и возвышались над любым другим живым существом.
У этих грибов были ножки высотой 8 метров и шириной 1 метр. Да, они не будут выше и толще многих современных деревьев. Но в то время они были самыми большими растениями на планете, превышая в росте все остальные на добрые 6 метров.
У них не было таких больших шапок на верхушке, какие мы привыкли видеть относительно ножки нынешнего гриба. Вместо этого они целиком являли собой ножку — просто большой грибковый столб, торчащий из-под земли. И они были повсюду. Мы нашли окаменелости этих штук на каждой части планеты. То есть на планете прошлого были сплошь леса из гигантских грибов.
Небо было оранжевым, а океаны зелеными
Небо не всегда было голубым. Примерно 3,7 миллиарда лет, как полагают, океаны были зелеными, континенты черными, а небо было ярко-оранжевого цвета.
Тогда состав Земли был совершенно другим, и у нас есть все основания полагать, что цветовая схема была тоже совершенно другой. Океаны были зелеными, потому что в морской воде растворялись железные образования, проливая зеленую ржавчину цвета ржавой медной монеты. Континенты были черными, потому что были покрыты остывающей лавой и на них не было никаких растений.
И небо не всегда было голубым. Сегодня в атмосфере много кислорода, но 3,7 миллиарда лет назад его было не так много. В небе был по большей части метан. Когда свет солнца пробивается через метановую атмосферу, он окрашивает небо в оранжевый цвет.
Планета воняла тухлыми яйцами
Когда мы рассуждаем о том, какой была планета, мы руководствуемся не только догадками и теориями. Ученые почти наверняка уверены, что знают, каким был запах планеты в прошлом. Если бы кто-нибудь понюхал воздух 1,9 миллиарда лет назад, он четко различил бы запах тухлых яиц.
Все потому, что океаны были полны газообразных бактерий, питающихся солью в морской воде. Бактерии брали соль и выпускали сульфид водорода, заполняя воздух характерной вонью, которую мы ассоциируем с яйцами, которые уже всё.
И это ученые еще стараются выражаться помягче. Будем честны — у нас есть существа, которые ежедневно испускают сульфид водорода в воздух. Можно сказать, что мир прошлого пах пердежом.
Планета была фиолетовой
Когда на Земле начали прорастать первые растения, они не были зелеными. По одной из теорий, они были фиолетовыми. Если бы вы взглянули на нашу планету из космоса три-четыре миллиарда лет назад, она была бы фиолетовой в той же степени, в какой зеленая сегодня.
Считается, что первые формы жизни на Земле поглощали свет Солнца немного иначе. Современные растения зеленые, потому что используют хлорофилл для поглощения солнечного света, но первые растения использовали сетчатку и отличались характерным фиолетовым оттенком.
Возможно, фиолетовый долгое время бы нашим цветом. Около 1,6 миллиарда лет назад, после того как растения, покрывающие планету, стали зелеными, фиолетовыми стали и наши океаны. Толстый слой пурпурной серы покрывал поверхность воды, и ее было достаточно, чтобы окрасить все океаны в фиолетовый цвет и сделать их невероятно токсичными.
Мир был похож на снежок
Все мы знаем, что наша планета переживала ледниковые периоды. Однако есть точные доказательства тому, что 716 миллионов лет назад зима была на пике, словно в каком-то мультфильме. Этот период называется периодом «Земли-снежка», потому что Земля была покрыта льдом практически полностью и из космоса выглядела как гигантский снежок.
Мир был настолько холодным, что на экваторе были ледники. Ученые доказали это, обнаружив следы древних ледников в Канаде. В это, может быть, трудно поверить, но 700 миллионов лет назад эта часть Канады была на экваторе. Самые теплые места на Земле были холодными, как современная Арктика. Впрочем, сейчас ученые уже не думают, что Земля была похожа на белый снежок, потому что 716 миллионов лет назад с ней творился еще один ужас. Вулканы постоянно извергались, наполняя небеса пеплом и смешивая лед, снег и пепел в одну грязную сероватую массу.