Текст книги "Все обо всем. Том 1"

Что такое ископаемое?

Изучение ископаемых растений и животных помогает в изучении нашего прошлого и позволяет узнать, какие животные жили миллионы лет назад. Этим занимается наука «палеонтология».

Некоторые люди думают, что ископаемые – это остатки животных, живших очень давно. На самом деле существует три типа ископаемых. К первому типу принадлежат части организмов, избежавших разложения и сохранившихся до наших дней в своем первоначальном виде. Ископаемые могут быть в виде слепка или оттиска, повторяющего форму тела животного или растений после того, как само животное или растение исчезло. Ископаемыми могут быть и следы животных, оставленные ими на мягкой поверхности грязи или глины.

Если находят ископаемое, состоящее из какой-то части организма, то это в основном плотные части – скелет, раковина, дошедшие до наших дней. Мягкие ткани разлагаются. Но в отдельных случаях даже такие животные, как медузы, на 99% состоящие из воды, оставляют прекрасные отпечатки на скалах. Некоторые ископаемые, обнаруженные во льдах, сохранили не только скелет, но также и ткани на своих костных образованиях.

Качество ископаемого не зависит от его размера. Например, в кусочке янтаря прекрасно сохранился маленький муравей, живший многие миллионы лет назад. Степень сохранности животного или растения зависит от района их проживания. Самыми многочисленными являются ископаемые морских животных – после их смерти их тела быстро покрываются донными отложениями и таким образом предохраняются от разложения. Земные животные и растения подвержены разрушительному воздействию воздуха и окружающей среды.

В основном благодаря изучению ископаемых мы знаем, каким был животный мир сотни миллионов лет назад. Например, ископаемые, найденные в скальной породе, поведали нам о том, что миллионы лет назад был век пресмыкающихся, во времена которого существовали чудовища длиной 24 метра и весившие 56 тонн. Это были динозавры. О самой первой птице, названной «археоптерикс», мы также узнали по двум найденным слепкам.

Откуда берутся айсберги?

Для нас айсберги – это прекрасные объекты для изучения и наблюдения. Но для океанских кораблей они представляют огромную опасность.

Одна из самых ужасных морских катастроф произошла в ночь 14 апреля 1912 года, когда «Титаник» столкнулся с айсбергом, в результате чего погибло 1513 человек.

Айсберг – это отколовшаяся часть ледника. Это происходит тогда, когда ледник (который напоминает ледовую реку), двигаясь вниз по долине, достигает моря. Край ледника откалывается и образует плавающий айсберг.

Некоторые айсберги появляются в фиордах – узких с высокими отвесными стенами заливах, откуда они выходят в океаны. Края некоторых айсбергов разбиты или сглажены волнами. Под поверхностью воды остается значительная подводная часть их, которая изредка, отколовшись, неожиданно всплывает на поверхность в виде айсбергов.

Размеры айсбергов различны. Небольшие, размером 5-10 метров в диаметре, моряки называют «гроулерами». Но чаще встречаются айсберги диаметром более 100 метров. Отдельные ледяные горы достигают в поперечнике 1000 метров.

Плотность айсберга составляет около 90% от плотности воды, поэтому над поверхностью находится только одна девятая часть этой ледяной горы, а восемь девятых – скрыты под водой. Поэтому льдина высотой 45 метров над поверхностью воды уходит вглубь на 200 метров. Трудно себе представить, сколько льда содержит такая гора. Ведь некоторые из них весят 180 000 000 тонн.

Так как основная часть айсберга находится под водой, на его движение оказывают влияние не ветер, а морские течения. Айсберги постепенно достигают теплых широт, где и тают. Только некоторые из них достигают теплого течения Гольфстрим, к востоку от Ньюфаундленда в Канаде. Они и представляют наибольшую опасность дли кораблей. Поэтому береговая охрана в Соединенных Штатах постоянно следит за появлением айсбергов, предупреждая корабли о местоположении этих ледяных гор.

Когда завершился ледниковый период?

Многие из нас полагают, что ледниковый период закончился очень давно и никаких его следов не осталось. Но геологи заявляют, что мы только приближаемся к окончанию ледникового периода. А жители Гренландии все еще живут в ледниковом периоде.

Примерно 25 тысяч лет назад народы, населявшие центральную часть Северной Америки, видели лед и снег круглый год. Огромная стена льда простиралась от Тихого до Атлантического океана, а на север – до самого полюса. Это было на заключительной стадии ледникового периода, когда вся территория Канады, большая часть Соединенных Штатов и северо-западная часть Европы были покрыты слоем льда толщиной более одного километра.

Но это не значит, что было всегда очень холодно. В северной части США температура только на 5 градусов была ниже современной. Холодные летние месяцы вызвали ледниковый период. В это время тепла было недостаточно, чтобы растопить лед и снег. Он накапливался и в конце концов покрыл всю северную часть этих районов.

Ледниковый период состоял из четырех этапов. В начале каждого из них образовывался лед, продвигался на юг, затем таял и отступал к Северному полюсу. Это происходило, как считают, четыре раза. Холодные периоды называют «оледенением», теплые – «межледниковым» периодом.

Считается, что первый этап в Северной Америке начался около двух миллионов лет назад, второй – примерно 1 250 000 лет назад, третий – около 500 000 лет назад, а последний – примерно 100 000 лет назад.

Скорость таяния льда на последнем этапе ледникового периода в различных районах была неодинаковой. Например, в районе расположения современного штата Висконсин в США таяние льда началось примерно 40 000 лет назад. Лед, который покрывал район Новой Англии в США, исчез около 28 000 лет назад. А территорию современного штата Миннесота лед освободил только 15 000 лет назад!

В Европе Германия освободилась ото льда 17 000 лет назад, а Швеция – только 13 000 лет назад.

Почему ледники существуют и в наши дни?

Огромную массу льда, с образования которой начался ледниковый период в Северной Америке, назвали «континентальным ледником»: в самом центре его толщина достигала 4, 5 км. Возможно, этот ледник формировался и таял четыре раза за весь ледниковый период.

Ледник, который покрывал другие части света, в некоторых местах не растаял! Например, огромный остров Гренландия все еще покрыт континентальным ледником, за исключением узкой прибрежной полосы. В своей средней части ледник иногда достигает толщины более трех километров. Антарктида также покрыта обширным континентальным ледником толщиной льда в некоторых местах до 4 километров!

Поэтому причиной, почему в некоторых районах земного шара имеются ледники, является то, что они не растаяли с ледникового периода. Но основная часть ледников, встречающихся сейчас, образовалась недавно. В основном они расположены в горных долинах.

Они берут свое начало в широких, пологих, по форме напоминающих амфитеатры, долинах. Снег попадает сюда со склонов в результате обвалов и лавин. Такой снег не тает летом, с каждым годом становясь все глубже. Постепенно давление сверху, некоторое оттаивание, повторное замораживание удаляют воздух из донной части этой снежной массы, превращая ее в твердый лед. Воздействие веса всей массы льда и снега сдавливает всю массу и заставляет ее двигаться вниз по долине. Такой движущийся язык льда и есть горный ледник.

В Европе в Альпах известно более 1200 таких ледников! Они также существуют на Пиренеях, в Карпатах, на Кавказе, а также в горах южной части Азии. На юге Аляски находятся десятки тысяч подобных ледников, некоторые длиной от 50 до 100 км!

Почему вулканы расположены в определенных местах?

В районе таких городов, как Нью-Йорк, Лондон или Париж, нет вулканов, и вряд ли они там появятся в будущем. Однако в некоторых районах земного шара в одном месте расположено сразу несколько вулканов.

Тихоокеанское побережье Центральной Америки – одно из самых активных мест вулканической деятельности в мире. И на самом деле в этом месте расположено более двух третей действующих вулканов, а также множество таких, что прекратили свою деятельность сравнительно недавно.

А причина вот в чем: в этих местах земная кора очень слаба по сравнению с другими районами земного шара. Там, где есть слабый участок земной коры, там появляется вулкан.

Вот как он образуется. Как мы уже знаем, ядро Земли очень горячее. С увеличением глубины растет и температура. На глубине 25 км температура настолько высока, что все породы (здесь температура достигает 1000—1100° С) находятся в расплавленном состоянии.

Когда горная порода плавится, она увеличивается в объеме – ей требуется больше места. В отдельных районах Земли новые горные системы образовались не так давно (это значит несколько тысяч лет назад). Под ними в этом районе давление ниже, чем в других районах. Это своего рода слабый участок в земной коре.

Расплавленная порода, называемая «магмой», проникает в эти участки, создавая резервуары расплавленной породы. Магма поднимается по трещинам, образованным поднятием пород земли.

Когда давление в таком резервуаре превысит те силы, которые сдерживают магму под землей, расплавленная порода вырывается наружу, образуя вулкан. Извержение прекращается с окончанием выхода сопутствующего газа.

При извержении в основном выделяются газообразные вещества, а также большое количество расплавленной породы «лавы», твердые частицы в виде пепла. Извержение – это взрыв газов, но часть лавы превращается в пыль, и при извержении мы наблюдаем облако черного дыма.

Где происходит большинство землетрясений?

Если посмотреть на карту земного шара с указанием районов с наиболее частыми землетрясениями, мы обнаружим широкую ленту, поднимающуюся вверх и опускающуюся вниз по всей поверхности Земли. В некоторых районах землетрясений нет совершенно, в других они часты.

Япония – район Земного шара с частыми землетрясениями. Они там происходят почти ежедневно! Конечно, большинство из них слабы и не приносят никакого ущерба. Другим подобным районом является район Средиземного моря. И наоборот, возьмем район Новой Англии в США. Разрушительных землетрясений здесь не происходило со времени ледникового периода, многие тысячи лет!

Объясняется это тем, что земная кора неодинакова повсеместно. В отдельных районах кора недостаточно прочна, и в этом месте имеется разлом. Разлом – это разрыв в скальных породах коры. В месте разлома участки коры давят друг на друга с огромной силой. Эта энергия превращается в вибрацию скал.

Такая вибрация может распространяться на тысячи километров, землетрясение в этом случае бывает очень сильным, особенно по линии разлома, созданного подъемом участков земной коры. Участки разлома поднимаются и опускаются, они могут также двигаться в горизонтальном направлении.

После землетрясения на поверхности Земли вдоль разлома можно видеть определенные изменения. Та часть, где вибрация ощущалась сильнее всего, называется «эпицентром» землетрясения. Если рядом располагается город, могут быть значительные разрушения. Падающие здания и пожары в результате разрывов газопроводов приводят к жертвам среди населения.

Районы распространения землетрясений и извержений вулканов примерно одинаковы. Это связано с тем, что земная кора в этих районах не находится в состоянии покоя.

Как метеорологи предсказывают погоду?

Понятие «погода» включает в себя все состояния атмосферы. «Погода» включает в себя такие coстояния атмосферы, как холодное, теплое, сухое, влажное, солнечное, облачное, ветреное, тихое. Погода меняется каждый день, а все, что происходит в течение года называется «климатом».

На погоду влияют различные факторы, но самый основной – это Солнце. Солнечное тепло испаряет воду и согревает воздух, отчего восходящие потоки теплого воздуха поднимают водяные пары в небо. Там воздух остывает и пары конденсируются в дождь. Это может происходить постепенно или быстро. При резкой смене погоды бывают бури.

В Англии имеется около 200 пунктов, регистрирующих погоду, приблизительно столько же имеется на территории всей остальной Европы. Кроме этого, «корабли погоды», расположенные в Атлантике, а также специальные самолеты, несущие дежурство, следят за изменениями погоды. Прогноз погоды составляют на основании этих сообщений и других метеорологических данных.

Карты, которые изучают специалисты по погоде, могут сообщить им различную информацию: районы с одинаковым давлением, участки с равной температурой, направление ветра, облачность или чистое небо, дождь или снег, количество выпавшего дождя, районы с повышенным или пониженным давлением.

Метеорологи, изучая карту, могут предсказать, что можно ожидать при данных условиях атмосферы. Они знают, что низкое давление означает сильные ветры из-за перемещения холодного воздуха на смену теплому, поднимающемуся вверх воздуху, насыщенному влагой. Высокое давление означает хорошую погоду.

В Северном полушарии ветры в районах с высоким давлением дуют по часовой стрелке. При низком давлении – против часовой стрелки. То есть даже направление ветра можно предсказать. Метеорологи также знают скорость перемещения участков с различным давлением.

Зная все эти детали, а также имея сообщения о погоде из многих районов страны, метеоролог хорошо представляет, какая погода ожидается в твоем районе!

Почему существуют времена года?

С давних пор человек удивлялся смене времен года. Почему летом тепло, а зимой холодно? Почему зимой ночи длинные?

Мы знаем, что Земля вращается вокруг Солнца, и одновременно она вращается вокруг своей оси. Вращаясь вокруг Солнца, она еще крутится, как волчок. Если бы ось Земли (воображаемая линия от Северного к Южному полюсу) располагалась под прямым углом к орбите Земли вокруг Солнца, у нас не было бы времен года, а все дни были бы одинаковыми.

Но ось Земли наклонена. Дело в том, что на Землю действуют различные силы. Во-первых, это притяжение Солнца, во-вторых, притяжение Луны, в-третьих, вращение самой Земли. В результате Земля вращается вокруг Солнца в наклонном положении. Это положение сохраняется круглый год, поэтому ось Земли всегда направлена в одну точку – на Полярную звезду.

Это означает, что часть года Северный полюс повернут к Солнцу, а вторую часть скрыт от него. Из-за этого наклона прямые лучи Солнца иногда освещают участок поверхности Земли к северу от экватора, иногда – на экваторе, иногда – к югу от экватора. Это различное воздействие прямых солнечных лучей на участки земной поверхности и вызывает смену сезонов в различных районах земного шара.

Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, в странах к северу от экватора лето, к югу – зима. Когда прямые лучи Солнца падают на Южное полушарие – здесь наступает лето, а в Северном – зима. Самые длинные и самые короткие дни в году называются днями зимнего и летнего солнцестояния.

Во всем мире в каждом году имеются двое суток, когда день равен ночи. Это происходит весной и осенью, ровно между днями солнцестояния. Осенью это происходит около 23 сентября – это осеннее равноденствие, весной около 21 марта – весеннее равноденствие.

Что такое реактивные потоки?

Сегодня мы часто слышим слово «реактивный», и ты считаешь, что понятие «реактивные потоки» в данном случае связано с реактивными самолетами. Но это совершенно не так!

Реактивные потоки являются частью системы ветров вокруг Земли, поэтому начнем с понятия «ветер». Ветры – это потоки воздуха, движущиеся параллельно поверхности земли и на небольшом расстоянии от нее.

Перемещение ветров в основном связано с наличием районов с различными давлениями, поэтому ветры дуют из районов с высоким давлением в районы с низким.

В глобальном (а не местном) масштабе можно сказать, что, в целом, холодный воздух перемещается от полюсов к экватору, а теплый – от экватора к полюсам. Это не равномерные потоки, а турбулентные струи воздуха. Различные условия влияют на погоду в каждом районе. На величину давления может оказывать влияние местный источник тепла. На направление ветра в районе оказывает влияние расположение суши, водной поверхности, гор.

И, наконец, в некоторых районах существуют участки, где почти постоянно существует высокое давление. Эти участки называются «антициклоны», и они определяют направление ветров в данном регионе.

Итак, ты можешь себе представить в целом, отчего дует ветер и что воздействует на него. Но все это относится к ветрам, которые дуют в нижних слоях атмосферы. Как известно, вокруг Земли существует атмосфера, которая простирается до высоты 2800 км. В верхних слоях атмосферы существуют другие условия для ветра. Ветры здесь дуют с большей скоростью, чем у поверхности Земли. На высоте порядка 9 км скорость ветра достигает такой величины, что его называют «реактивным потоком». Скорость такого потока достигает 200—400 км в час.

Откуда берется ветер?

Причины появления ветра можно рассматривать по-разному. Во-первых, можно рассматривать ветер применительно к своему району и, во-вторых, применительно ко всей поверхности Земли.

В любой местности существует разница давления, поэтому в данном районе дует ветер. Если ты живешь на морском побережье, ты можешь наблюдать это каждый день. В течение дня суша нагревается, воздух, находящийся над землей, поднимается вверх, а холодный ветер с моря занимает его место. Ночью земля остывает, вода же остается теплой, теплый воздух, находящийся над водой, поднимается вверх, и бриз уже дует с берега, занимая место теплого поднимающегося воздуха.

То, что происходит в нашем районе, происходит с ветром и в больших масштабах на земном шаре. На Земле самым теплым местом является экватор. Поэтому в этой полосе теплый воздух постоянно поднимается вверх. Этот воздух направляется в сторону полюсов, на север и юг. Затем на определенных широтах, называемых «конские широты», он опускается вниз и продолжает свое движение, но уже в двух направлениях – к полюсам и экватору.

Если бы не было вращения Земли, существовали бы только северные и южные ветры. Но из-за вращения Земли все ветры в Северном полушарии сдвигаются вправо, в Южном полушарии – влево. Ветры, дующие с «конских широт» в сторону экватора, называются «пассаты», в сторону полюсов – «весты». Соединенные Штаты в основном находятся в зоне «вестов».

В других частях земного шара также существуют свои «доминирующие ветры». Как ты уже понял, ветры ниоткуда не берутся, причина их появления – в различной степени нагревания поверхности Земли в разных ее регионах.

Что такое влажность?

Что происходит, если поставить на стол графин с ледяной водой? Снаружи на графине собирается влага. Откуда она взялась? Из воздуха.

Дело в том, что в воздухе всегда есть влага в виде водяных паров. В случае с графином ледяной воды эти пары сконденсировались на холодной поверхности графина и стали заметными. А в воздухе водяные пары невидимы. Термин «влажность» означает присутствие водяных паров в воздухе. Они есть повсюду, даже над огромными пустынями.

Следовательно, влажность существует всегда, но ее величина различна. Есть много способов выражения влажности, и существуют два термина – «абсолютная влажность» и «относительная влажность». Давай посмотрим, что они обозначают.

«Абсолютная влажность» – это количество водяных паров на единицу объема воздуха, то есть это определенное количество частиц в кубическом метре воздуха. Но чисто практически это нам ни о чем не говорит. Если ты захочешь узнать, как ты будешь себя чувствовать в определенных условиях, понятие «четыре единицы на кубический метр» ничего нам не скажет о том, сухой или влажный воздух. Чем больше влаги твоего тела уходит в воздух, тем лучше ты себя чувствуешь. Интенсивность испарения воздуха зависит от температуры, а абсолютная влажность как раз ничего не говорит об этой характеристике воздуха.

Относительная влажность выражается в процентах. Относительная влажность в сто процентов означает состояние полного насыщения воздуха или полностью заполненного данного воздушного пространства водяным паром. Чем выше температура, тем больше водяных паров содержит воздух. Таким образом, в жаркий день относительная влажность в 90% означает, что в воздухе присутствует огромное количество влаги, и в такой день твое самочувствие будет неудовлетворительным.

Почему ржавеет железо?

Если оставить какой-то железный предмет в сыром и влажном месте на несколько дней, он покроется ржавчиной, как если бы его покрасили красноватой краской.

Что такое ржавчина? Почему она образуется на железных и стальных предметах? Ржавчина – это окись железа. Она образуется в результате «сгорания» железа при соединении с кислородом, растворенным в воде.

Это значит, что при отсутствии в воздухе влаги и воды вообще отсутствует растворенный в воде кислород и ржавчина не образуется.

Если капля дождя попадает на блестящую железную поверхность, она остается прозрачной в течение короткого периода времени. Железо и кислород, находящийся в воде, начинают взаимодействовать и образуют окись, то есть ржавчину, внутри капли. Вода становится красноватой, и ржавчина плавает в воде в виде мелких частиц. Когда капля испарится, остается ржавчина, образуя красноватый слой на поверхности железа.

Если уж ржавчина появилась, она будет расти и в сухом воздухе. Это происходит потому, что пористое пятно ржавчины поглощает влагу, содержащуюся в воздухе, – она притягивает и удерживает ее. Вот почему легче предупредить ржавчину, чем остановить ее, когда она появилась. Проблема предупреждения ржавчины очень важна, так как изделия из железа и стали должны долго храниться. Иногда их покрывают слоем краски или пластмассы. А что бы ты сделал, чтобы предохранить от ржавчины боевые корабли, когда они не используются? Эта проблема решена с помощью поглотителей влажности. Такие механизмы заменяют влажный воздух в отсеках на сухой. Ржавчина в таких условиях появиться не может!