Текст книги "Все обо всем. Том 1"

Почему облака имеют различную форму?

Вот как образуются облака: теплый воздух с водяными парами поднимается в небо. На определенной высоте теплый воздух охлаждается. При низких температурах влага не может больше находиться в виде водяных паров. Лишняя влага превращается в капельки воды, частички льда – вот так образуется облако.

Нет двух похожих облаков, они постоянно меняют свою форму. Различие формы облаков объясняется тем, что они образуются на различной высоте и при различной температуре. Кроме того, облака могут состоять из различных частичек, в зависимости от высоты и температуры.

Самые высокие облака называются «светящиеся». Они находятся на высоте 50-100 км! Затем идут «перламутровые». Они располагаются на высотах от 22 до 33 км. Это очень тонкие, красиво раскрашенные облака, состоящие из пыли или дождевых капелек. Их можно наблюдать только после захода Солнца или перед восходом.

На высоте 10 км и выше располагаются «перистые», «перисто-слоистые» и «перисто-кучевые» облака. Перистые облака похожи на перья и волокна, перисто-слоистые – на тонкие беловатые полосы, перисто-кучевые – это небольшие округлые облака, о них мы говорим «небо в барашках». Все эти облака состоят из тонких льдинок.

Низкие облака состоят из маленьких капелек воды. На высоте 3-5 км от поверхности Земли располагаются высококучевые облака, состоящие из больших масс паров и частиц, чем перисто-кучевые облака. На такой же высоте образуются высокослоистые облака, часто закрывающие все небо серой вуалью, сквозь которую Солнце и Луна просвечивают бледными пятнами.

Ниже, на высоте двух километров, формируются слоисто-кучевые облака – крупные и комковатые. На этой же высоте располагаются дождевые облака – плотные, темные, бесформенные. На высоте менее 610 метров находятся слоистые облака – поднявшийся вверх туман. Кучево-дождевые облака – высокие, плотные, похожие на цветную капусту облака, приносящие грозы и сильные ветры.

Что такое туманность?

Если ты видел изображение туманностей в книгах – в виде огромных спиралей, завихрений и облаков, не надейся увидеть подобное в небе. Большинство туманностей без телескопа не разглядеть. Слово «туманность» появилось оттого, что они напоминали туманные пятна наблюдавшим их сквозь слабенькие телескопы астрономам.

Существуют два основных класса туманностей – галактические и внегалактические. Галактические туманности можно обнаружить в нашей галактике (Млечный Путь). Они состоят из пыли и газа. Внегалактические туманности расположены за пределами нашей галактики. В основном они состоят из звезд.

Галактических туманностей насчитывается менее 2 тысяч. Значит, большинство туманностей, известных человеку, расположены вне нашей Галактики. Сколько их? Насколько нам известно, на огромном пространстве вне Млечного Пути их могут быть миллионы.

Внегалактические туманности еще называются «островными вселенными» или «галактиками». Это означает, что если бы кто-то наблюдал нашу Галактику оттуда, она бы выглядела как туманность.

Внегалактические туманности имеют различную форму. Некоторые – неправильной или эллиптической формы. Наиболее многочисленны спиральные туманности. Спиральные, наподобие нашей, галактики состоят из множества звезд, огромных газовых облаков и обширных областей, заполненных пылью. Туманность обычно имеет ядро, от которого по спирали расходятся отростки. Туманность Андромеды – самая близкая к Земле, самая обширная и самая яркая из всех известных. Она выделяет света в 1 500 000 000 раз больше, чем наше Солнце!

Почему вода в океане соленая?

Время от времени мы сталкиваемся с некоторыми вопросами, относящимися к нашей Земле, которые представляются нам таинственными и на которые еще не найдено ответов. Например, наличие соли в воде океанов. Как она туда попала?

Да мы просто не знаем, как соль попала в океан! Конечно, нам известно, что соль растворяется в воде и что она попадает в океаны с дождевой водой. Соль с поверхности Земли постоянно растворяется и попадает в океан.

Но мы не знаем, можем ли мы этим объяснить наличие огромного количества соли в океанах. Если высушить все океаны, из оставшейся соли можно было бы построить стену высотой 230 км и толщиной почти 2 км. Такая стена смогла бы обогнуть по экватору весь земной шар. Или другое сравнение. Соль всех высохших океанов по объему в 15 раз больше всего европейского континента!

Обычную соль, которой мы ежедневно пользуемся, получают из морской воды, солевых источников или при разработке залежей каменной соли. Морская вода содержит 3-3, 5% соли. Внутренние моря, такие, как Средиземное море, Красное море, содержат больше соли, чем открытые моря. Мертвое море, занимая всего 728 кв. км., содержит примерно 10 523 000 000 тонн соли.

В среднем в литре морской воды содержится около 30 г соли. Залежи каменной соли в различных частях земли образовались многие миллионы лет назад в результате испарения морской воды. Для образования каменной соли необходимо, чтобы испарилось девять десятых объема морской воды; полагают, что на месте современных залежей этой соли находились внутренние моря. Они испарялись быстрее, чем поступала новая морская вода – вот и появились залежи каменной соли.

Основное количество пищевой соли добывают из каменной соли. Обычно к залежам соли прокладывают шахты. По трубам закачивают чистую воду, которая растворяет соль. По второй трубе этот раствор поднимается на поверхность.

Какой океан самый глубокий?

Океаны во многом остаются для нас загадкой. Мы даже не знаем возраста океанов. Вполне возможно, что на первых этапах развития Земли океанов не существовало.

Сегодня человек исследует океанское дно, чтобы лучше их изучить. До глубины 3600 м дно океанов покрыто мягкими илистыми отложениями. Они состоят из известковых скелетов мельчайших морских животных. На глубинах, превышающих 6 км, дно покрыто мелким красноватым илом, называемым «красная глина». В его состав входят частички скелетов животных, остатки мелких растений и вулканический пепел.

В настоящее время глубину океанов измеряют, направляя вглубь звуковые волны и принимая отраженный сигнал. Для этого измеряют время, за которое звуковая волна достигает дна и после отражения возвращается; после этого величину времени делят пополам.

Основываясь на этих измерениях, мы довольно хорошо представляем себе среднюю глубину различных океанов, как и самые их глубокие точки. Самый глубокий – Тихий океан, его средняя глубина 4 281 м. Следом идет Индийский океан со средней глубиной 3 963 м. Затем следует Атлантический океан со средней глубиной 3 926 м. Для сравнения: Балтийское море имеет среднюю глубину всего 55 м!

На сегодняшний день известно самое глубокое место в океанах – в районе Гуамских островов – 10 790 м. Другое глубочайшее место расположено в Атлантическом океане недалеко от Гуамских островов – здесь глубина достигает 9 219 м. Гудзонов залив, по площади превосходящий многие моря, имеет среднюю глубину только 183 м.

Отчего появляются волны?

Если вы когда-либо проводили время на берегу водоема, то замечали, наверное, что в тихую погоду на воде почти нет волн, а в ветреный дождливый день – волн много.

Вот как можно объяснить появление волн на воде. Их создает ветер. Волна – это способ перемещения одной из форм энергии с одного места на другое. Для зарождения волны необходима какая-то сила или энергия, и ветер передает такую энергию воде.

Когда мы наблюдаем движение волн – последовательное, одна за другой – кажется, что вода тоже движется вперед. Но если на поверхности воды плавает кусок дерева, мы заметим, что он не двигается вперед вместе с волнами. Он только будет появляться и исчезать в волнах. Он будет двигаться только при наличии ветра или течения. Какое же движение происходит в волне? В основном это движение частиц воды вверх-вниз. Это движение передается по направлению к берегу. Например, если у тебя есть веревка, ты можешь создать подобие волны вдоль всей ее длины. Волнообразные движения проходят по всей длине веревки, но частички веревки вперед не движутся.

У самого берега основание волны ударяется о дно, и движение волны замедляется из-за трения. Гребень волны продолжает движение, обрушиваясь вниз и образуя прибой.

У берега волны теряют свою энергию. Постой в волнах у самого берега, и ты поймешь, какой энергией они обладают!

В волнах частицы воды движутся вверх и вперед, толкаемые ветром. Затем сила тяжести заставляет их опускаться и возвращаться в исходное положение. Эти движения воды и заставляют волны передвигаться. Расстояние между гребнями двух волн называется длиной волны, самое нижнее ее положение называется подошвой.

Что такое приливная волна?

27 августа 1883 года огромное извержение вулкана практически уничтожило остров Кракатау. Этот взрыв образовал волны высотой несколько десятков метров, которые стерли с лица Земли сотни деревень. Волны пронеслись по океану со скоростью до 1300 км/час, достигнув берегов Австралии и Калифорнии за многие тысячи километров от места катастрофы!

В 1946 году в районе Алеутских островов произошло подводное землетрясение. Образовавшаяся гигантская волна менее чем за пять часов, преодолев почти 4 тыс. км, обрушилась на Гавайи. Она разрушила дома и мосты на расстоянии сотен метров от берега. Погибло 170 человек.

Такие волны называются приливными. Они совершенно не похожи на обычные волны в море или у берега и не зависят ни от ветра, ни от течения. Ученые дали этим волнам японское название «цунами». Различные катаклизмы, происходящие на морском дне, создают приливные волны, или цунами. Как правило, это подводные землетрясения.

В результате подводного землетрясения образуется ударная волна, которая распространяется в воде наподобие того, как звук распространяется в воздухе. И действительно, такая ударная волна в воде имеет скорость звука.

Если в этом районе окажется корабль, он ощутит на себе силу ударной волны, а это примерно то же самое, что и столкновение корабля со скалой!

При подводном землетрясении происходит перемещение морского дна по вертикали и горизонтали. Вот эти перемещения дна и ударная волна вызывают приливные волны. На поверхности воды может внезапно образоваться огромная воронка или наоборот – возникает столб воды. Появляется приливная волна, которая с огромной скоростью движется по морской поверхности.

Когда приливная волна приближается к берегу, ее первым признаком, как ни странно, может быть незначительное повышение уровня моря. Затем на несколько минут море отступает, как при отливе. Может обнажиться обширный участок морского дна. И затем появляется всеразрушающая приливная волна!

Что такое водоворот?

Когда мы думаем о водоворотах, нам представляется огромная вращающаяся масса воды, которая затягивает людей и корабли, принося разрушение и смерть. Хотя водовороты и представляют опасность, они не в состоянии что-либо затягивать или поглощать.

Давайте посмотрим, что такое водоворот. Ты, вероятно, наблюдал маленькие водовороты в ручье. Они образуются там, где берег вдается в поток и придает вращательное движение потоку.

Вращаясь на небольшом пространстве, вода стремится к внешнему краю водоворота, создавая выемку в центре. Это результат центробежной силы. Именно эта сила держит воду в ведре, когда мы вращаем это ведро.

Какова природа больших водоворотов, которые якобы представляют опасность для судов и людей? Когда одна волна настигает предыдущую, океанические потоки получают вращательное движение. Это особенно часто происходит в узких проливах между островами и участками суши.

Если такой узкий пролив имеет достаточную глубину, при проходе по нему прилива мы наблюдаем образование воронок во вращающейся массе воды. Но, как мы уже говорили, этого не происходит в открытых океанах. Водоворот в океане – это всего лишь турбулентное движение воды в больших масштабах, то есть вращение воды.

Водовороты наблюдаются в различных частях света. Наиболее известны три из них – Мальстрём, Харибда и водоворот ниже по течению от Ниагарского водопада. Мальстрём расположен у берегов Норвегии, Харибда – в проливе между Италией и Сицилией.

Что такое Гольфстрим?

Гольфстрим – самое известное океанское течение, протекающее по морю, а не по суше. Но Гольфстрим настолько велик, что его масса больше всех рек, текущих по суше!

Гольфстрим перемещается в северном направлении вдоль восточного побережья Соединенных Штатов, через северную часть Атлантического океана, достигая северо-запада Европы. Цвет Гольфстрима – ярко-синий – контрастирует с зеленоватой и серой водой океана, сквозь который проходит его путь.

Он начинает свой путь в Атлантическом океане недалеко от экватора. Движение воды на поверхности или «дрейф» происходит в западном направлении, поэтому вначале Гольфстрим направляется к северу от Южной Америки в Карибское море. И только когда он поворачивает на север и движется вдоль восточного побережья США, он становится Гольфстримом.

Так как Гольфстрим зарождался в теплой части света, это поток теплой воды. Приток огромной массы теплой воды приносит значительные изменения в климат многих регионов!

Вот некоторые удивительные примеры: ветры, проходящие через Гольфстрим в Северную Европу (где его называют североатлантическим потоком) приносят тепло в Норвегию, Швецию, Данию, Голландию и Бельгию. В результате – здесь теплее зимой, чем в других районах, расположенных на такой же широте. По этой же причине морские порты на побережье Норвегии свободны ото льда круглый год.

Благодаря Гольфстриму, зима в Париже и Лондоне теплее, чем в южной части Лабрадора, где зимой очень холодно. Ветры, проходя над Гольфстримом, становятся теплыми и влажными. Когда такой ветер остывает, например при приближении к Ньюфаундленду, образуется густой туман. Вот почему бывают известные туманы на Большой Банке в районе Ньюфаундленда.

Гольфстрим не оказывает такого влияния на зимние температуры в Северной Америке, как в Европе, так как ветры дуют в сторону Европы.

Почему вода течет из родника?

Вода, которая вытекает из родников, когда-то выпала в виде дождя. Дождевая вода впитывается в землю и проникает в скальный грунт по трещинам. Конечно, часть воды остается у поверхности и испаряется в воздух, а также поглощается растениями через их корневую систему.

Остальная вода под воздействием силы тяжести опускается вниз настолько, насколько позволяет скальный грунт. Глубоко под землей на различной глубине имеются участки, где все пустоты скального грунта заполнены водой. Такие участки называют «зоной подземных вод». Верхний уровень таких вод называют «уровень воды» (граница водоносного слоя).

Родник образуется тогда, когда для воды находится естественное отверстие в земле, расположенное ниже уровня этого слоя воды. Вот почему многие родники расположены в долинах или в других низких местах. Грунтовые воды вытекают через родники по скальным пустотам по дну или по склонам подобных низин. Родник тоже подчиняется силе тяжести: вода течет сверху вниз.

Некоторые родники питаются водой из водоносного слоя. Они действуют круглый год и называются «постоянными». У других родников их канал, соединяющий поверхность с водоносным слоем, расположен в непосредственной близости от верхнего уровня воды этого слоя. Такие родники действуют только во время дождей, когда уровень воды повышается. Их называют «пульсирующими».

Родниковая вода проходит сквозь скальный грунт под землей, поэтому она содержит некоторые минералы, такие, как сера, известь. Источники, вода которых содержит значительные объемы минеральных солей, называются минеральными источниками.

В некоторых районах, особенно там, где была вулканическая деятельность, вода соприкасается с нагретыми подземными скальными породами. Подобные источники называют «термальными».

Артезианский колодец отличается от источника. В таком колодце дождевая вода просачивается вниз до тех пор, пока не достигнет слоя пористых пород, расположенного между двумя слоями монолитных скал. Эта вода находится под давлением со всех сторон, и когда в этом месте бурят скважину, вода с силой вырывается наружу. Скважину следует бурить в том месте, которое ниже той точки, где вода проникает в землю.

Как появились горы?

Из– за их гигантских размеров люди думали, что горы вечны и неизменны. Но геологи, ученые, которые изучают горы, могут доказать, что горы изменяются и что они не вечны.

Определенные изменения земной поверхности привели к возникновению гор, которые постоянно разрушаются и меняются. Склоны гор разрушаются замерзающей водой, почва и частицы скального грунта вымываются дождем и потоками воды. Со временем даже высочайшие вершины превращаются в холмы и равнины.

По способу образования геологи разделили горы на четыре типа. Вместе с тем горы образовались в результате резких изменений земной поверхности многие миллионы лет назад.

«Складочные» горы состоят из слоев горных пород, сжатых огромным давлением в гигантские складки. Во многих местах можно видеть слои горных пород, изгибающиеся наподобие арок и вогнутых линз. Это результат сжатия и давления земной поверхности. Примером таких гор могут служить Аппалачи и Альпы.

Для сводчатых гор характерны скальные породы, поднятые вверх в виде сводов. Расплавленная лава, поднимаясь под большим давлением на поверхность Земли, смогла поднять эти пласты горных пород. Примером таких гор могут служить Черные Холмы в штате Южная Дакота в США.

Целиковые горы возникли в результате разломов или провалов земной коры. Обширные участки земной коры, целые горные гряды за короткое время поднимались или опускались. Горная цепь Сьерра Невада, 740 км длиной и 150 км шириной, расположенная в Калифорнии, США, может служить примером этих гор.

Вулканические горы состоят из лавы, вулканического пепла и шлаков, попавших на поверхность Земли. Вулканы обычно имеют коническую форму с большим кратером на вершине. Наиболее известными вулканами являются Рейнер, Шаста и Худ в США, Фудзияма в Японии, Везувий в Италии.

Многие горные системы были образованы сочетанием вышеперечисленных способов. В горах Рокиз (США) можно наблюдать горные отроги, возникшие в результате сжатия, разломов и даже эрозии лавы!

Почему камни такие разные?

Найдется ли во всем мире мальчишка, который не собирал в свое время различной формы и окраски камешки? Различные по размерам и цвету, гладкие и шероховатые, напоминающие драгоценные камни – они просто заставляют нас собирать их!

Они выглядят такими привлекательными потому, что состоят из одного или нескольких минералов. Именно эти минералы придают различным камням прекрасные оттенки, заставляя некоторые из них сверкать наподобие драгоценных камней.

Все камни имеют различное происхождение. Некоторые камни, называемые «осадочными», состоят из осадочных пород. Это означает, что много лет назад образовались осадки в результате деятельности воды, ветра, льда, растений и животных. Отложение происходило по слоям, поэтому такие скалы и камни называют «слоистыми». Мельчайшие частицы, из которых состоят скалы, имеют округлую форму, так как их острые края сточились при их движении в потоках воды и под воздействием ветра. Песчаник и известняк являются типичными слоистыми скальными породами.

Другие скальные породы произошли из расплавленного вещества, находившегося глубоко под землей. Их вынесло на поверхность земли, часть попала в трещины других скальных пород. Такие скальные породы называют «пирогенными», или вулканического происхождения. К ним относятся гранит и базальт.

Третий тип скал имел раньше другую форму и структуру (вулканическую или слоистую), но изменился под воздействием температур или высокого давления. Их называют «метаморфными», к ним относятся мрамор и кварциты.

Некоторые скальные породы содержат наряду с другими примесями минералы металлов. Если таких минералов достаточно для производства металла, такая порода называется «руда».

Как появились пещеры?

Пещеры издавна связаны с историей развития человечества. Еще в каменную эпоху пещеры спасали людей от зимней стужи.

Но и после того, как древние люди перестали использовать пещеры в качестве жилищ, пещеры окружал ореол необычного и странного. Греки верили, что пещеры были храмами их богов – Зевса, Пана, Дионисия и Плутона. В древнем Риме считали, что в пещерах обитают нимфы и колдуньи. Древние персы и другие народы полагали, что в пещерах обитает царь всех земных духов Митрас.

В наши дни обширные и прекрасные пещеры привлекают туристов. Пещеры – это большие пустоты внутри холмов, гор и скал.

Пещеры образуются по-разному. Некоторые из них образовались в результате постоянного воздействия морских волн на скалы. Отдельные пещеры расположены под водой. Они являются обычно результатом деятельности подземных вод, вымывающих мягкие породы, например, известняк. Ряд пещер образовался в результате вулканической деятельности и подвижки скальных пород или в результате извержения горячей лавы.

Основная масса пещер в Соединенных Штатах появилась в результате разрушения значительных слоев известняка, особенно при воздействии на него воды, содержащей двуокись углерода. В штатах Индиана, Кентукки и Теннесси в слое известняка толщиной в среднем 53 метра образовалось множество пещер.

Некоторые пещеры имеют в потолке отверстия. Они образовались на том месте, где когда-то скопилась вода, которая затем прорвалась в пещеру. В пещерах можно встретить ряды галерей, идущих одна над другой. По отдельным пещерам протекают потоки воды, в других – после их образования вода уходит вниз, и пещера высыхает.

Во многих случаях каждая капелька воды, падающая с потолка пещеры, содержит частички известняка или других минералов. Вода испаряется, а некоторые из этих минералов остаются. Постепенно образуются сталактиты, похожие на сосульки, свисающие с потолка. Стекающая со сталактитов вода образует на полу сталагмиты.