Геовидеотека. Часть 5. Голая наука
Сегодня хотел вспомнить об одном цикле передач, который выходил на телеканале National Geographic. Я не поклонник этого канала, так как большинство их научно-популярных фильмов - это просто «поп» без науки. Но есть одно яркое исключение, и это - «Дело о планете Земля».
Документальный цикл «С точки зрения науки» (или «Голая наука», словом « Naked Science») выходил на NG с 2004 года. Фильмы там были на всевозможные темы, но нас интересует подраздел, который назывался «Дело о планете Земля» («Earth Investigated»).
В отличие от других фильмов канала, создатели этого цикла на пейзажи внимания не обращали вообще, поэтому если вы ждете от него красивых видов природы, то не дождетесь в принципе. Зато рассказов ученых было хоть отбавляй. Много интервью, много демонстраций процесса исследований. И это было очень интересно. Ниже я прилагаю список серий этого цикла, которые стоит посмотреть (не по сезонам, просто в алфавитном порядке).
Апокалипсис Земли / Apocalypse Earth
Цикл Уилсона (цикл раскрытия и закрытия океанов) занимает примерно 500 млн. лет, поэтому через 250 млн. лет мы ожидаем следующую Пангею. В ней предполагается наличие внутреннего моря - остатков Индийского океана, вокруг которого сгруппируется все остальное. Средиземное море закроется, а Альпийский пояс превратится в грандиозную горную цепь от Атлантики до Индонезии. Во времена прежней Пангеи (250 млн. лет назад) произошло великое пермо-триасовое вымирание. Ожидает ли жизнь в будущей Пангее такая же участь? Это не «страшилка», каких довольно много на ТВ, а подробный рассказ о том, что было характерно для Пангеи Вегенера и, следовательно, для всех суперконтинентов вообще.
Апокалипсис каменного века / Stone Age Apocalypse (2008)
Как проходили поиски вулкана, ответственного за эффект «бутылочного горлышка», через который человечество прошло 75 тысяч лет назад - когда численность человека современного типа упала с 1 млн. до нескольких тысяч. Виноватым оказался вулкан Тоба на Суматре (его кальдера - это озеро Тоба размерами 100х30 км).
В недрах Земли / Cracking the Earth's Crust
Отдельные истории, без общей темы (самая глубокая в мире золотая шахта в ЮАР, метеоритные кратеры, разлом сан-Андреас, образование алмазов).
Везувий. Бомба замедленного действия / Vesuvius Time Bomb (2009)
Извержения Везувия относятся к плинианскому типу. Сопровождаются пирокластической волной (когда колонна газа и пепла больше не может удерживаться в воздухе и обрушивается вниз). Предполагалось, что Неаполь, расположенный в 10 км от вулкана, находится вне зоны поражения. Но находки бронзового века говорят о том, что 4000 лет назад извержения затрагивали и эту территорию (найдены скелеты, засыпанные пемзой в 15 км от вулкана). Т.о., разрушительная сила Везувия больше, чем представлялось ранее.
Великие Озера / Great Lakes (2009)
Подробный рассказ о происхождении и эволюции Великих озер.
Великое оледенение / Big Freeze (2006)
Причина чередования ледниковых периодов и теплых межледниковий кроется в изменениях земной орбиты, в сочетании с изменениями наклона земной оси (циклы Миланковича). С периодичность примерно 100 тысяч лет орбита меняется с почти круговой на эллиптическую. На круге мы имеем межледниковье, а на эллипсе, когда Земля удаляется от Солнца - ледники.
Но, возможно, наш климат более неустойчивый процесс, чем мы предполагаем. Ледяные керны, добытые в Гренландии - отчет о более чем 100-тысячелетней истории климата. Из них видно, что крупные колебания в соответствии с циклами Миланковича - это только часть истории, это плавные изменения, растянутые во времени. Но климат может меняться и резко, по кренам видны резкие колебания продолжительностью даже до тысячи лет. Скучная однообразная погода последних 10 тысяч лет, фактически является капризом природы. Плохо, что мы к этому привыкли, и считаем, что так было и будет всегда. Но, похоже, что климатические скачки - это норма для Земли.
Вымирание человечества / Human Extinction / Wipepout (2006)
Рассматриваются великие вымирания прошлого (мел, пермь, ордовик). В среднем масштабные события на Земле происходят 1 раз в 62 млн. лет. Такой период говорит о галактических масштабах явления. Во время своего движения Галактика сталкивается с газо-пылевыми облаками. Это вызывает появление космических лучей высокой интенсивности, которые могут воздействовать на Землю. Другие причины (вулканизм, астероиды, гамма-лучи) накладываются на этот 62 млн.-летний цикл.
Гранд-Каньон / Grand-Canyon (2008)
Это самое глубокое ущелье на Земле - 445 км в длину, 29 км в ширину, 1,5 км в глубину. Скалы в основании возрастом 1,7 млрд. лет - часть древнего горного хребта, называемого горы Вишну, который возвышался на 11 км. Через 0,5 млрд. лет эрозия их разрушила. После этого над бывшими горами несколько раз (как минимум, восемь) формировались и исчезали моря. Потом началась субдукция Тихоокеанской плиты под западную часть Северо-Американской. Это привело к появлению горной цепи Магалон на западе и к общему поднятию всей западной части континента. Поднялось и плато Колорадо. Пока плато поднималось, через равнину текла река, которая размывала скалы. Какие реки прорезали каньон? Ученые пытаются разгадать тайну старых русел.
Земля без Луны / Earth without the Moon (2010)
Сейчас Луна удаляется со скоростью 3,8 см в год. Если Луна отойдет на 10% (40 тысяч км) дальше нынешнего расстояния (400 тысяч км) от Земли, то мы окажемся в точке невозврата. Луна своей массой стабилизирует угол наклона земной оси. Что ожидает Землю без Луны? Можно посмотреть на Марс. Наклон его оси сейчас 250 (что мало отличается от земных 23,50). Но это средние значения, а колебания наклона оси Марса составляют от 00 до 600. Хотя изменения и занимают миллионы лет, это не способствует развитию жизни.
Зловещий Близнец Земли / Earth's Evil Twin (2009)
Миллиарды лет назад Венера была во многом похожа на Землю, однако в последующем все сильно изменилось, и Венера превратилась в пустынную преисподнюю. Почему близнецы при рождении, в дальнейшем стали такими разными?
Извержение исландского вулкана / Icelandic Volcano (2010)
Эйяфьятлайокудль - один из самых маленьких среди 20 действующих вулканов Исландии. В марте он начал извергать фонтаны лавы из трещины между двумя ледниками. Второе извержение в апреле было более бурным, оно сопровождалось взрывами и выбросом большого количества пепла. Первое извержение выплескивало базальтовую лаву. Второе - андезитовую, в которой больше газа, она более взрывоопасна и продуцирует больше пепла.
Соседний вулкан Катла - гораздо более мощный. Считают, что оба вулкана связаны между собой. Катла раньше всегда извергался вслед за Эйяфьятлайокудлем. Взаимодействие этих вулканов называется «вулканический вальс». Станцуют ли они в этот раз?
Как начиналась жизнь / Finding the Origin of Life (2009)
Подушечные лавы Исуа, когда-то находившиеся на дне океана, имеют возраст 3,78 млрд. лет. Изучая слои, можно сказать, что падало в то время на дно океана, и была ли в нем жизнь. В тонких срезах под микроскопом видны крошечные черные гранулы - это углерод. Что свидетельствует о наличии миллиардов крошечных клеток. Мельчайшие одноклеточные организмы населяли океан. Они жили, питались, умирали и опускались на дно, разлагаясь до углерода - их нынешней формы. Т.о., как минимум 3,8 млрд. лет назад жизнь уже была. Но к этому времени она уже научилась использовать и фотосинтез, следовательно, появилась намного раньше. В каких условиях на Земле, или где-то еще, запустился механизм жизни?
Магнитное поле Земли (Невидимый щит Земли) / Earth's Invisible Shield (2008)
Из-за сложных процессов внутри ядра, магнитное поле с определенной периодичностью меняет полярность. До и после инверсии сила поля уменьшается. Область магнитосферы приближается к поверхности Земли. Полярные сияния видны на экваторе. Последняя инверсия поля была 780 тысяч лет назад. Поскольку в среднем они происходят раз в несколько сотен тысяч лет, время очередной инверсии давно наступило.
Морская бездна / The Deep Investigated (2006)
Мексиканский залив, глубина 600 метров. Здесь находится пруд с рябью на поверхности. Это странное подводное озеро - пластовые воды. Это соляной раствор, который сочится из-под ближайших камней и наполняет кратер. Раствор в 5 раз солонее окружающей воды, и этого достаточно, чтобы он оставался в кратере и образовал подводный пруд. По его поверхности бежит мелкая рябь, на берегах процветает жизнь.
Озера-убийцы / Killer Lakes (2007)
В мире существует более 100 кратерных озер. Самое известное - озеро Ниос в Камеруне, погубившее 1700 человек в 1986 году. Но подобные озера, несущие потенциальную угрозу, есть и в других частях света.
Оползни / Landslides (2005)
Оползни - абсолютно естественное природное явление, часть сложного процесса, который называют «горным циклом». Участвуют: камни, вода и сила тяжести. Магма, изливаясь на поверхность, создает горы и холмы. Выветриваясь, они уносятся водой рек в океаны. Там, в виде донных осадков, они погружаются вместе с субдуцирующей океанической корой в мантию. Расплавляясь в мантии, они возвращаются на поверхность в виде магматических пород. Так что невозможно избавиться от оползней. Просто не надо оказываться на их пути.
Предупреждение о цунами (Внимание, цунами) / Tsunami Warning (2005)
Существует кардинальное отличие между простыми волнами и цунами. Высота волны будет зависеть от того, сколько тонн воды набегает сзади. Количество воды определяется длиной волны - расстоянием между гребнями ближайших волн. Обычно расстояние между гребнями больших волн составляет от 90 до 180 метров. А гребни цунами могут разделять сотни километров. Это гигантское количество воды, которое давит на замедляющийся передний край.
Даже небольшое землетрясение, произошедшее вблизи нестабильных подводных склонов, может привести к крупному оползню. Такие цунами называют неожиданными, поскольку система оповещения настроена на мощные землетрясения более 6,0, и на менее слабых толчках не срабатывает.
Если землетрясение случится близко от берега, системы оповещения, основанные на получение данных с датчиков в океане, будут неэффективны. Например, в зоне Каскадии, где плита Хуан-де-Фука ныряет под Северо-Американскую, удар цунами будет сразу после окончания толчков, или даже во время толчков.
Предупреждение об извержении вулкана / Volcano Alert (2005)
При мониторинге используются следующие данные: изменение формы вулкана, прохождение электромагнитных волн через породы, сейсмические волны и вибрации, количество и состав газов.
Рождение Америки / Birth of America (2008)
Аппалачи - древнейшая горная цепь Америки. Она сформировалась около 270 млн. лет назад, в месте коллизии Северной Америки и Африки во время сбора Пангеи. Миллионы лет спустя, после раскола Пангеи, через Америку протянулось мелководное море (от Северного Ледовитого океана до Мексиканского залива) - Западное внутреннее открытое море. Потом произошел взброс, земная кора приподнялась. Море исчезло, оставив после себя множество морских отложений, на которых позже сформировались Великие Американские равнины.
Рождение Земли / Birth of the Earth (2005)
Около 4,6 млрд. лет назад в протопланетном диске, под действием электростатических сил, начали слипаться комки пыли. Когда диаметр комков достиг 800 метров, в действие вступили уже силы гравитации. Зародыши планет начали, как пылесосы, собирать все, попадающееся на их пути, и быстро расти. За 3 млн. лет на внутренних орбитах образовалось около 20 протопланет. Каждое из столкновений их между собой делало из двух протопланет одну покрупнее. Так осталось 4 внутренних планеты земной группы. Считается, что на это ушло еще 30 млн. лет.
Рождение океанов / Birth of the Oceans (2009)
По исследованиям цирконов, 4,38 млрд. лет назад вода на Земле уже была (они формировались в присутствии жидкой воды). Т.е., всего через 180 млн. лет после рождения самой Земли. Возможно, Земля изначально не формировалась сухой, как считали ранее?
Серия землетрясений / Earthquake Swarm (2009)
Городок Рино, штат Невада, 2008 год. В течение нескольких месяцев там продолжались землетрясения, а потом прекратились, также неожиданно, как и начались. Выявить непосредственного виновника не удалось.
Супералмазы / Super Diamonds (2009)
Условия образования алмазов: температура 15000С и давление 5 гигапаскалей (глубина 160 км и глубже). Карбонадо - черные алмазы. Они известны давно, но лишь недавно был раскрыт секрет их формирования. Карбонадо испещрены отверстиями, в них много пустот. Такого не могло быть при формировании в недрах Земли, пустоты обязательно бы заполнились. Обычные алмазы - это один монокристалл. Карбонадо - поликристаллы, миллионы мелких кристаллов, связанных вместе. Они формируются не при высоком давлении, а при низком. Сейчас наука считает, что карбонадо образуются в космосе, при взрывах сверхновых.
Супервулканы / SuperVolcano (2004)
Магматические камеры под супервулканами имеют огромные размеры, поэтому их после опорожнения всегда происходит обрушение кровли и формирование кальдеры. По силе взрыва (индексу эксплозивности): Этна - 2, Сент-Хеленс - 5, Кракатау - 6, супервулканы - 8. Извержения супервулканов всегда сопровождаются мощными взрывами, т.к. их магмы относятся к средним, или даже кислым.
Тайны Луны / Moon Mysteries
Во время лунного цикла меняется не только внешний вид Луны, но и сила гравитации. В новолуние совместная сила гравитации Солнца и Луны оказывает на Землю большее влияние. В полнолуние идет игра в «перетягивание каната». На пике усиления гравитации возрастает воздействие на земную кору. Некоторые ученые считают, что это может влиять на землетрясения и вулканизм. Например, для вулкана Ареналь (андезитовый стратовулкан в Коста-Рике) прогнозы по извержениям при прохождении Луны над вулканом, дают точность 85%. Но другие считают, что это просто совпадение.
Экспедиция «Апокалипсис»
Две группы ученых имеют разное мнение о причинах Тунгусского взрыва. Первая связывает его с излияниями сибирских траппов 250 млн. лет назад, предполагая, что в 1908 году произошел выброс по старым трещинам пермского периода. Эта теория носит название «Верн-взрыва» (Verneshot) по имени Жюля Верна. Другая группа ученых ищет следы падения астероида.
Эпоха таяния ледников / Ice Age Meltdown (2009)
20 тысяч лет назад еще был ледниковый период, но потом наступила эпоха глобального потепления, которая длилась 10 тысяч лет. В это время климат был очень неустойчивым. Общая температура повысилась на 60С, но это не был равномерный процесс. Климат совершил несколько резких скачков, переключаясь с потепления на похолодание и обратно. Тающие ледяные шапки нарушили один из природных регуляторов - океанические течения. Океанический конвейер нагревает холодные области и охлаждает теплые, стабилизируя климат. Но во время таяния ледников в океан вылились миллионы тонн холодной пресной воды, что нарушило работу конвейера.
Очень рекомендую ознакомиться с этими фильмами, не пожалеете.
Следующий обзор