Главная              Рефераты - Экология

Природные и техногенные катастрофы - реферат

Балтийский Государственный Технический Университет


Курсовая работа

защищена с оценкой:


Курсовая работа


по курсу экологии на тему


"Природные и техногенные катастрофы "


Курсовая работа Выполнил студент гр. Р-184 допущена к защите: Дыдыкин И.И., № P-184-18


г. Санкт-Петербург, 2000г.


Оглавление


Введение 3

История Земли, как история катастроф 3

Большой взрыв и зарождения галактик 3

Образование Земли 5

Возникновение жизни 7

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

Ускорители и замедлители эволюции 8

Теория катастроф Ж. Кювье, как космическое вмешательство в процесс эволюции. 9

Теория Земного вмешательства в процесс эволюции 13

Современные геологические катастрофы 15

Вулканы 15

Землетрясения 18

Наводнения 22

Лавины и оползни 25

Тайфуны 27

Торнадо 27

Ураганы 28

Человек 29

Российские реалии 32

Планы и намерения. 34

Будущее Земли, как будущее катастроф 35

Можно ли предсказать катастрофу? 35

Пути развития Земли 37

Форсированный путь 37

Естественный путь 39

Заключение 41

Список использованной литературы 42

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.

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.

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.

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.

Н ачнем 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 в сто раз превышавшей скорость звука. Гигант­ский космический странник ударился о ска­лы в 250 километрах от нынешнего Сто­кгольма. Миллионы тонн поднявшейся в воздух пыли, расплавленные породы, окислы азота стали следствием этой чудовищ­ной катастрофы. Кислотные дожди и про­чие губительные спутники" этого столкнове­ния уничтожили живность не только на суше, но и в море — коралловые рифы, панцирных рыб и множество мелких мор­ских животных. Погибло около двух третей всех живых существ. Американские пале­онтологи считают, что и терапсиды, пред­шественники млекопитающих, были унич­тожены громадным метеоритом. Уцелели только самые жизнестойкие.

Гипотеза катастроф как движущей силы эволюции, выдвинутая когда-то Ж. Кювье, в наши дни получила поддержку американ­ского палеонтолога Д. Даула. Он насчитал до 40 массовых исчезновений животных, и всякий раз, по его мнению, гибель прихо­дила из космоса. Эта точка зрения вызвала, конечно, и критические замечания; Глав­ное, чего требуют несогласные с ней, — назвать, что же стало причиной исчезнове­ния того или иного сообщества живой при­роды. Но авторам гипотезы нужно время: ведь в систематику палеонтологии надо внедрить историю встреч Земли с метеори­тами.

Угроза может прийти из космоса не толь­ко в облике исполинского метеорита. Во Вселенной есть и другие барьеры, которые должна взять живая материя, чтобы уцелеть на нашей планете.

Жизнь появилась на Земле около 2500 миллионов лет назад. Вначале это были одноклеточные, затем животные, лишен­ные скелета, например, так называемые медузоидные. Но их возраст много меньше — они не старше 570 миллионов лет.

Как известно, Земля вместе с Солнечной системой вращается вокруг центра тяжести нашей Галактики. Период обращения равен примерно 230 миллионам лет. Это значит, что живое население планеты более десятка раз обернулось вокруг галактического цен­тра. Что могла встретить Земля на этом долгом пути?

Астрофизики убеждены, что сменам жи­вотного мира предшествовали вспышки так называемых сверхновых звезд. Такие собы­тия не столь редки в нашей Галактике — одно-два в столетие. А сколько веков несет на себе Земля живую материю! Если взрыв такой звезды произойдет близко, не только жизнь, но и вся планета может быть попросту испепелена. Если же расстояние от взрыва достаточно велико, особенно стой­кие организмы могут выжить, хотя большая масса живых существ погибает. Расширяю­щееся вещество взорвавшегося светила об­разует сферу из раскаленных газов, они в своем движении сжимают и нагревают рас­сеянную материю, присутствующую в меж­звездном пространстве. Эти обе нагретые сферы — тоже опасность для населенной планеты, хотя угроза жизни заметно умень­шается с удалением от «сверхновой».

Некоторые исследователи считают, что могут быть вредоносными и пылевые обла­ка, занимающие в космосе огромные про­странства. Если Солнечная система встре­тит их на своем пути, то пыль частично затенит свет, идущий от Солнца, на плане­тах может сильно понизиться температура — опять урон для жизни.

Беда, постигшая живые существа, не ог­раничивается только холодом. Дело в том, что с понижением температуры увеличива­ется растворимость в воде двуокиси углеро­да. Следовательно, в атмосфере его стано­вится меньше. В первую очередь от этого страдает растительный мир, для которого двуокись углерода — основной источник питания. За ним начинается голод у растительноядных, а затем вымирают и хищники.

К сожалению, астрономия не может ука­зать хоть один конкретный случай прохождения Солнечной системы через космиче­ские пылевые облака, хотя за 2,5 миллиарда лет странствий по Галактике нашей насе­ленной жизнью Земли случай этот весьма вероятен — как и его последствия.

Теория Земного вмешательства в процесс эволюции

Известный английский астроном А. Эддингтон в начале 20-х годов нашего века сравнил планету и ее биосферу с голо­вкой сыра, покрытой тонкой пленкой пле­сени. Ученый хотел сопоставить могущест­во и силу мертвой материи с хрупкой и почти беззащитной живой природой. (Правда, эта оценка вряд ли относится к нашему времени, когда человеческая дея­тельность, если ее не подчинить требовани­ям экологии, сама грозит омертвить плане­ту.)

Если обратиться к очень древним време­нам, то Эддингтон окажется прав. Не од­нажды природа создавала условия, которые умерщвляли почти все живое. Палеонтоло­ги установили, что в истории биосферы была трагедия грандиозных масштабов — 90 процентов живых организмов погибли по причинам, рожденным самой планетой.

До недавнего времени мы в самых общих чертах представляли лик планеты, каким он был 300 миллионов лет назад, то есть на карте полушарий могли представить Лавразию и Гондвану — гигантские материки, временами соединявшиеся в один конти­нент — Пангею. Сотрудники отдела плито-тектоники Института физики Земли, воз­главляемые О. Сирохтиным, выдвинули предположение, что до Лавразии и Гондваны на планете были другие сверхконтинен­ты. Временами — на протяжении миллио­нов лет — они распадались на более мелкие материки вроде теперешних и вновь спла­чивались в единый конгломерат.

Первым в истории Земли был единый континент Моногея; в течение миллионов лет он распался и вновь соединился в сверх­материк Мегогея. Затем таким же образом возникла Мезогея и лишь потом — Лавразия и Гондвана. Не вдаваясь в подробности этой гипотезы, скажем только, что основана она на исследовании конвекционных дви­жений магмы, которые определяют движе­ние тектонических плит на поверхности планеты.

Эти движения, в частности, помещали то один, то другой из материков в полярные области. Недаром палеомагнитологи насчи­тывают несколько бывших магнитных по­люсов, находящихся ныне далеко от южно­го и северного. Считалось, что причиной тому «кувыркание» земного шара. Не ло­гичнее ли было бы, однако, предположить, что это дрейф материков время от времени ставил их в полярные позиции.

К нашей теме это имеет непосредственное отношение. Представьте, что обе полярные области заняты крупными материками. Вместо одной, как теперь, антарктической ледяной шапки у Земли в какое-то время было их две. Есть данные, что тогда океан понизился на 150 метров, а на планете было гораздо холоднее. Все организмы, обитав­шие до того на шельфовых глубинах, погиб­ли, а они в ту пору составляли до 3/4 живого вещества на планете. Известно, что корал­лы — жители шельфа — несколько раз почти полностью гибли. Примечательно, что два величайших в истории Земли выми­рания живого не совпадают по времени с крупными метеоритными ударами, хотя в одном из случаев речь идет о гибели 90 процентов всех видов.

И еще возражение против того, что лишь космические факторы ответственны за формирование жизни на Земле. В позднем девоне отмечена массовая гибель морских животных, но в то же время на суше ничего подобного в тот период не наблюдалось.

Может быть, сходный удар биосфера су­ши получила в конце девона, когда домини­ровать стали лиственничные растения. Так называемый листьевой индекс появившей­ся наземной растительности увеличил эф­фективность поглощения солнечной энер­гии в сотни раз — с точки зрения произ­водства зеленой массы. Травоядные пол­учили изобилие корма, безмерно размножились, все съели, тогда пищи стало не хватать, и масса животных погибла от голода.

Сходную ситуацию пережили и наши предки. Когда первобытным людям охота в изобилии приносила мясо разнообразных животных, включая мамонтов, обилие пи­

щи сделало племена многолюдными, и вско­ре им уже не на кого стало охотиться. Страшный голод опустошил тогда землю, выжили лишь те, кто начал обрабатывать землю, приручать животных.

Академик Б. С. Соколов в речи на откры­тии палеонтологического конгресса сказал:

«Биосфера в целом подвергалась крупным перестройкам и сопровождалась катастро­фическими вымираниями». Но по мнению академика, «удары» по биосфере зарожда­лись в ней самой, то есть имели земное происхождение.

К сожалению, все, о чем шла речь, лишь гипотезы. Прямых доказательств вмеша­тельства в земные дела космических воз­действий у нас нет, как и нет убедительных фактов влияния внутрипланетарных сил на ход эволюции.

В этом смысле современные ученые не так далеко ушли от Жоржа Кювье, первым сказавшего о вмешательстве катастроф в историю жизни на Земле. Многие десяти­летия эти его выводы отрицались наукой, как, впрочем, отрицаем мы и сейчас его представления о многократных возникно­вениях животного мира, ничего общего с предшественниками не имеющего. Что де­лать? Видимо, последовать совету того же Гете: «Не надо застывать в сомнении, оно, напротив, должно двигать дух к дальнейше­му исследованию и испытанию, и, если они проходят на более совершенной и широкой базе, — истина одержит победу». Тогда нескончаемому спору будет положен ко­нец.

Современные геологические катастрофы

Вулканы

Если бы драматичность и зрелищность были сутью природных бедствий, то вулканические извержения стали бы их эталоном, так как нет, наверное, ничего более ужасающего и великолепного. Извержение вул­кана катастрофично и потрясающе и часто влечет за собой внезапные страшные последствия. Города, ци­вилизации, культуры были уничтожены или совер­шенно изменены, а в одном случае, когда лава Везу­вия герметично запечатала город Помпеи, сохрани­лись в веках.

Есть что-то примитивное и таинственное в этой бьющей вверх из недр Земли струе. На то время, пока длится извержение вулкана, мы переносимся назад, в доисторические времена, о которых сложены леген­ды, когда твердая почва, по которой мы ходим, была еще движущейся, аморфной массой. Да, возникнове­ние поверхности Земли происходило поистине теат­ральным путем.

Извержения вулканов до сегодняшних дней ос­таются какой-то загадкой. Вулканологи могут изу­чать только последствия вулканических взрывов. Причины и источники самого явления скрыты слишком глубоко в недрах Земли (возможно, в са­мом ее ядре), чтобы исследовать их научными спо­собами. И так, похоже, останется на все время су­ществования человечества на нашей планете.

И все же в данный момент мы знаем о 516 дей­ствующих вулканах больше, чем, скажем, Плиний, когда он описывал извержение Везувия в 79 году.

Во-первых, настоящий, истинный вулкан - это просто отверстие или ряд отверстий в земной коре, через которые в атмосферу выбрасывается, нередко мощно и яростно, внутренняя энергия Земли. Жер­ло отверстия называется кратером. Большие, с ди­аметром свыше 1,5 километра, более или менее ок­руглые по форме впадины, образованные изверже­нием вулкана или обрушением части вулканиче­ского сооружения, называются кальдерами. Иног­да в кальдерах появляются кратерные озера.

Отверстие подобно трубообразному каналу, со­единяющему атмосферу с резервуаром расплавлен­ного вещества, известного как магма. Дым, ко­торый клубится над этими отверстиями, представ­ляет собой конденсированный пар, часто смешан­ный с частицами пыли, что придает ему желтую окраску. Так называемое свечение вулкана - это отражение в облаках испарений раскаленной до­красна магмы. А наблюдаемые молнии, возника­ющие внутри и вокруг этих клубящихся масс, - в действительности огни святого Эльма, вызванные характерным избытком статического электричест­ва в атмосфере вблизи вулканического взрыва.

Вулканические горы, которые мы часто оши­бочно называем вулканами, формируются после серии взрывов, когда выброшенное из земной коры вещество застывает вокруг отверстия. Фактически самые высокие в мире горы были образованы более миллиона лет назад путем накопления лав и вулканообломочных продуктов.

Существует три различных состояния веществ, извергаемых вулканами: жидкие (лава), твердые обломочные (пиропластические, такие, как вулка­нический пепел, грязь и камни) и газообразные - обычно двуокись серы из земной коры, - которые в результате извержения образуют в атмосфере сме­шанные формы.

И, наконец, вулканические взрывы не всегда направлены из конуса вертикально вверх, как это изображали художники-романтики в XIX веке. На­оборот, самые губительные и катастрофические взрывы происходят на склонах вулканических гор.