Każda zmiana zawsze wymaga pewnego wysiłku. Żadna zmiana nie nastąpi bez pewnego wpływu. A oczywistym tego przykładem jest nasza rodzinna planeta, która przez miliardy lat powstawała pod wpływem różnych czynników. Ważne jest również to, że nieustanne procesy zmian na Ziemi są wynikiem nie tylko sił zewnętrznych, ale także wewnętrznych, tych, które są ukryte głęboko w trzewiach geosfery.
I jeśli za dwie lub trzy dekady wygląd naszej planety może się zmienić nie do poznania, to oczywiście nie będzie zbyteczne zrozumienie procesów, które do tego doprowadziły.
Zmień od wewnątrz
Wysokości i zagłębienia, nierówności i nierówności, a także wiele innych cech rzeźby terenu - wszystko to jest stale aktualizowane, zawala się i jest formowane przez potężne siły wewnętrzne. Najczęściej ich manifestacja pozostaje poza naszym polem widzenia. Jednak nawet w tej chwili Ziemia stopniowo przechodzi taką czy inną zmianę, która w dłuższej perspektywie stanie się znacznie ważniejsza.
Odkąd byłemStarożytni Rzymianie i Grecy zauważyli wypiętrzenie i opadanie różnych odcinków litosfery, powodując wszelkie zmiany w zarysach mórz, lądów i oceanów. Wieloletnie badania naukowe z wykorzystaniem różnych technologii i urządzeń w pełni to potwierdzają.
Wzrost pasm górskich
Powolny ruch poszczególnych części skorupy ziemskiej stopniowo prowadzi do ich nakładania się. Zderzając się w ruchu poziomym, ich grubości uginają się, gniotą i przekształcają w fałdy o różnej skali i nachyleniu. W sumie nauka rozróżnia dwa rodzaje ruchów górotwórczych (orogenii):
- Dmuchanie warstw - tworzy zarówno fałdy wypukłe (pasma górskie), jak i wklęsłe (zagłębienia w pasmach górskich). Stąd wzięła się nazwa gór fałdowych, które z czasem stopniowo zapadają się, pozostawiając po sobie jedynie podstawę. Powstają na nim równiny.
- Pękanie warstw - masy skalne mogą być nie tylko kruszone w fałdy, ale także ulegać uskokom. W ten sposób powstają złożone góry blokowe (lub po prostu blokowe): płozy, łapy, horst i inne ich elementy powstają, gdy sekcje skorupy ziemskiej są pionowo przesunięte (w górę/opuszczanie) względem siebie.
Ale wewnętrzna siła Ziemi jest w stanie nie tylko zmiażdżyć równiny w góry i zniszczyć dawne zarysy wzgórz. Ruchy płyt litosfery powodują również trzęsienia ziemi i erupcje wulkanów, którym często towarzyszą potworne zniszczenia i ludzkie zgony.
Oddychanie spod wnętrzności
Trudno sobie wyobrazić, że pojęcie „wulkanu” znane wszystkim w starożytności miało znacznie bardziej straszne konotacje. Początkowo prawdziwy powód takiego zjawiska, zgodnie ze zwyczajem, wiązał się z niełaską bogów. Strumienie magmy, które wytrysnęły z głębin, uznano za surową karę z góry za winy śmiertelników. Katastrofalne straty spowodowane erupcjami wulkanów znane są od zarania naszej ery. W ten sposób na przykład majestatyczne rzymskie miasto Pompeje zostało zmiecione z powierzchni Ziemi. Siła planety w tamtym momencie została zamanifestowana przez miażdżącą moc powszechnie znanego obecnie wulkanu Wezuwiusz. Nawiasem mówiąc, autorstwo tego terminu jest historycznie przypisane starożytnym Rzymianom. Nazwali więc swojego boga ognia.
Dla współczesnego człowieka wulkan to wzgórze w kształcie stożka ponad pęknięciami w skorupie. Przez nie magma wybucha na powierzchnię ziemi, na dno morskie lub oceaniczne, wraz z gazami i fragmentami skał. W centrum takiej formacji znajduje się krater (przetłumaczony z greckiego - „misa”), przez który następuje wyrzut. Po zestaleniu magma zamienia się w lawę i tworzy zarysy samego wulkanu. Jednak nawet na zboczach tego stożka często pojawiają się pęknięcia, tworząc w ten sposób pasożytnicze kratery.
Dość często erupcjom towarzyszą trzęsienia ziemi. Ale największym zagrożeniem dla wszystkich żywych istot są właśnie emisje z wnętrzności Ziemi. Uwalnianie gazów z magmy następuje niezwykle szybko, więc potężne eksplozje następują po nich -powszechne.
Ze względu na rodzaj działania wulkany dzielą się na kilka typów:
- Aktywne - te o ostatniej erupcji, o których są informacje dokumentalne. Najbardziej znane z nich: Wezuwiusz (Włochy), Popocatepetl (Meksyk), Etna (Hiszpania).
- Potencjalnie aktywne - wybuchają niezwykle rzadko (raz na kilka tysięcy lat).
- Extinct - ten status mają wulkany, których ostatnie erupcje nie zostały udokumentowane.
Wpływ trzęsień ziemi
Przemieszczenia skał często powodują szybkie i silne wahania skorupy ziemskiej. Najczęściej dzieje się to w rejonie wysokich gór – tereny te tworzą się nieprzerwanie do dziś.
Miejsce, w którym powstają przesunięcia w głębi skorupy ziemskiej, nazywane jest hipocentrum (centrum). Rozchodzą się z niego fale, które wytwarzają wibracje. Punkt na powierzchni ziemi, bezpośrednio pod którym znajduje się ognisko - epicentrum. To tam obserwuje się najsilniejsze wstrząsy. Gdy oddalają się od tego punktu, stopniowo zanikają.
Nauka sejsmologii, która bada zjawisko trzęsień ziemi, rozróżnia trzy główne typy trzęsień ziemi:
- Tektoniczny - główny czynnik górotwórczy. Występuje w wyniku zderzenia platform oceanicznych i kontynentalnych.
- Wulkaniczne - powstają w wyniku wypływu rozgrzanej lawy i gazów spod wnętrza ziemi. Zwykle są dość słabe, chociaż mogą wytrzymać kilka tygodni. Najczęściej są one zwiastunami erupcji wulkanicznych, które niosą ze sobą znacznie poważniejsze konsekwencje.
- osuwisko ziemi - powstają w wyniku zawalenia się górnych warstw ziemi, przykrywając puste przestrzenie.
Siła trzęsień ziemi jest określana w dziesięciostopniowej skali Richtera za pomocą instrumentów sejsmologicznych. A im większa amplituda fali, która pojawia się na powierzchni ziemi, tym bardziej namacalne będą szkody. Najsłabsze trzęsienia ziemi, mierzone w 1-4 punktach, można zignorować. Są rejestrowane tylko przez specjalne czułe instrumenty sejsmologiczne. Dla ludzi objawiają się one maksymalnie w postaci drżących okularów lub lekko poruszających się przedmiotów. W większości są całkowicie niewidoczne dla oka.
Z kolei wahania 5-7 punktów mogą prowadzić do różnych szkód, choć niewielkich. Silniejsze trzęsienia ziemi są już poważnym zagrożeniem, pozostawiając po sobie zniszczone budynki, prawie całkowicie zniszczoną infrastrukturę i straty ludzkie.
Co roku sejsmolodzy rejestrują około 500 tysięcy drgań skorupy ziemskiej. Na szczęście ludzie odczuwają tylko jedną piątą tej liczby, a tylko 1000 z nich powoduje realne szkody.
Więcej informacji o tym, co wpływa na nasz wspólny dom z zewnątrz
Ciągle zmieniając rzeźbę planety, wewnętrzna siła Ziemi nie pozostaje jedynym elementem kształtującym. Wiele czynników zewnętrznych jest również bezpośrednio zaangażowanych w ten proces.
Nisząc liczne nierówności i wypełniając zagłębienia podziemne, wnoszą wymierny wkład w proces ciągłych zmian powierzchni Ziemi. Warto zapłacićNależy pamiętać, że oprócz płynących wód, niszczycielskich wiatrów i działania grawitacji, wpływamy również bezpośrednio na naszą własną planetę.
Zmienione przez wiatr
Zniszczenie i przekształcenie skał następuje głównie pod wpływem wietrzenia. Nie tworzy nowych form reliefowych, ale rozkłada materiały stałe do stanu kruchego.
Na otwartych przestrzeniach, gdzie nie ma lasów i innych przeszkód, cząsteczki piasku i gliny mogą przemieszczać się na znaczne odległości za pomocą wiatru. Następnie ich nagromadzenia tworzą eoliczne formy terenu (termin pochodzi od imienia starożytnego greckiego boga Aeolusa, pana wiatrów).
Przykład - piaszczyste wzgórza. Barchany na pustyniach powstają wyłącznie dzięki działaniu wiatru. W niektórych przypadkach ich wysokość sięga setek metrów.
Osadowe osady górskie składające się z cząstek pyłu mogą gromadzić się w ten sam sposób. Są koloru szaro-żółtego i nazywane są lessem.
Należy pamiętać, że poruszając się z dużą prędkością, różne cząstki nie tylko gromadzą się w nowe formacje, ale także stopniowo niszczą relief napotkany na swojej drodze.
Istnieją cztery rodzaje wietrzenia skał:
- Chemiczny - polega na reakcjach chemicznych między minerałami a środowiskiem (woda, tlen, dwutlenek węgla). W efekcie skały ulegają destrukcji, ich skład chemiczny ulega zmianom wraz z dalszym powstawaniem nowych.minerały i związki.
- Fizyczne - powoduje mechaniczną dezintegrację skał pod wpływem szeregu czynników. Przede wszystkim wietrzenie fizyczne występuje ze znacznymi wahaniami temperatury w ciągu dnia. Wiatry, wraz z trzęsieniami ziemi, erupcjami wulkanów i błotem, są również czynnikami wpływającymi na fizyczne wietrzenie.
- Biologiczna - prowadzona jest z udziałem żywych organizmów, których działalność prowadzi do powstania jakościowo nowej formacji - gleby. Wpływ zwierząt i roślin przejawia się w procesach mechanicznych: kruszenie skał z korzeniami i kopytami, kopanie dziur itp. Szczególnie dużą rolę w wietrzeniu biologicznym odgrywają mikroorganizmy.
- Promieniowanie lub wietrzenie słoneczne. Charakterystycznym przykładem niszczenia skał pod takim uderzeniem jest regolit księżycowy. Wraz z tym wietrzenie radiacyjne wpływa również na wymienione wcześniej trzy gatunki.
Wszystkie te rodzaje wietrzenia często występują w połączeniu, w różnych wariantach. Jednak różne warunki klimatyczne również wpływają na dominację. Na przykład w miejscach o suchym klimacie i na obszarach wysokogórskich często występuje fizyczne wietrzenie. A dla obszarów o zimnym klimacie, gdzie temperatury często wahają się do 0 stopni Celsjusza, charakterystyczne jest nie tylko wietrzenie przymrozkowe, ale także organiczne, połączone z chemicznymi.
Efekt grawitacji
Żadna lista sił zewnętrznych naszej planety nie będzie kompletna bez wzmianki o fundamentalnej interakcji wszystkich materiałówciała to siła grawitacyjna Ziemi.
Zniszczone przez wiele naturalnych i sztucznych czynników, skały zawsze podlegają przemieszczeniu z wyższych obszarów gleby do niższych. W ten sposób powstają osuwiska i piargi, występują również spływy błotne i osuwiska. Siła grawitacyjna Ziemi na pierwszy rzut oka może wydawać się czymś niewidzialnym na tle potężnych i niebezpiecznych przejawów innych czynników zewnętrznych. Jednak cały ich wpływ na odciążenie naszej planety zostałby po prostu zniwelowany bez powszechnej grawitacji.
Przyjrzyjmy się bliżej skutkom grawitacji. W warunkach naszej planety ciężar każdego materialnego ciała jest równy sile grawitacji Ziemi. W mechanice klasycznej ta interakcja opisuje prawo powszechnego ciążenia Newtona, znane wszystkim ze szkoły. Według niego, F grawitacji jest równe iloczynowi m i g, gdzie m to masa obiektu, a g to przyspieszenie ziemskie (zawsze równe 10). Jednocześnie siła grawitacji powierzchni Ziemi oddziałuje na wszystkie ciała znajdujące się zarówno bezpośrednio na niej, jak i w jej pobliżu. Jeżeli na ciało działa wyłącznie przyciąganie grawitacyjne (a wszystkie inne siły wzajemnie się równoważą), podlega ono swobodnemu spadaniu. Ale mimo całej ich ideału, takie warunki, w których siły działające na ciało w pobliżu powierzchni Ziemi są w rzeczywistości wyrównane, są charakterystyczne dla próżni. W codziennej rzeczywistości musisz zmierzyć się z zupełnie inną sytuacją. Na przykład na spadający obiekt w powietrzu ma również wpływ wielkość oporu powietrza. I chociaż siła grawitacji Ziemibędzie znacznie silniejszy, ten lot nie będzie już z definicji naprawdę wolny.
Ciekawe, że efekt grawitacji istnieje nie tylko w warunkach naszej planety, ale także na poziomie naszego Układu Słonecznego jako całości. Na przykład, co bardziej przyciąga księżyc? Ziemia czy Słońce? Bez dyplomu z astronomii wielu prawdopodobnie będzie zaskoczonych odpowiedzią.
Ponieważ siła przyciągania satelity przez Ziemię jest około 2,5 razy mniejsza niż Słońca! Rozsądnie byłoby pomyśleć o tym, jak ciało niebieskie nie odrywa Księżyca od naszej planety z tak silnym uderzeniem? Rzeczywiście, pod tym względem wartość, która jest równa sile grawitacji Ziemi w stosunku do satelity, jest znacznie gorsza od Słońca. Na szczęście nauka również może odpowiedzieć na to pytanie.
Teoretyczna kosmonautyka wykorzystuje w takich przypadkach kilka koncepcji:
- Zasięg ciała M1 - otaczająca przestrzeń wokół obiektu M1, w obrębie której porusza się obiekt m;
- Ciało m to obiekt poruszający się swobodnie w zasięgu obiektu M1;
- Ciało M2 jest obiektem, który zakłóca ten ruch.
Wydawałoby się, że siła grawitacji powinna być decydująca. Ziemia przyciąga Księżyc znacznie słabiej niż Słońce, ale jest jeszcze jeden aspekt, który ma ostateczny efekt.
Sedno sprawy polega na tym, że M2 ma tendencję do przerywania grawitacyjnego połączenia między obiektami m i M1 poprzez nadawanie im różnych przyspieszeń. Wartość tego parametru bezpośrednio zależy od odległości obiektów do M2. Jednak różnica między przyspieszeniami podanymi przez ciało M2 na m i M1 będzie mniejsza niż różnica między przyspieszeniami m i M1 bezpośrednio w polu grawitacyjnym tego ostatniego. Ten niuans jest powodem, dla którego M2 nie jest w stanie oddzielić m od M1.
Wyobraźmy sobie podobną sytuację z Ziemią (M1), Słońcem (M2) i Księżycem (m). Różnica między przyspieszeniami jakie tworzy Słońce w stosunku do Księżyca i Ziemi jest 90 razy mniejsza niż średnie przyspieszenie charakterystyczne dla Księżyca w stosunku do sfery działania Ziemi (jego średnica wynosi 1 mln km, odległość między Księżyc i Ziemia to 0,38 miliona kilometrów). Decydującą rolę odgrywa nie siła, z jaką Ziemia przyciąga Księżyc, ale duża różnica przyspieszeń między nimi. Dzięki temu Słońce jest w stanie jedynie zdeformować orbitę Księżyca, ale nie oderwać jej od naszej planety.
Pójdźmy jeszcze dalej: efekt grawitacji jest w różnym stopniu charakterystyczny dla innych obiektów w naszym Układzie Słonecznym. Jaki ma to wpływ, biorąc pod uwagę, że grawitacja na Ziemi znacznie różni się od grawitacji na innych planetach?
Wpłynie to nie tylko na ruch skał i tworzenie nowych form terenu, ale także na ich wagę. Pamiętaj, że ten parametr zależy od wielkości siły przyciągania. Jest wprost proporcjonalna do masy danej planety i odwrotnie proporcjonalna do kwadratu jej własnego promienia.
Gdyby nasza Ziemia nie była spłaszczona na biegunach i nie wydłużona w pobliżu równika, ciężar każdego ciała na całej powierzchni planety byłby taki sam. Ale nie żyjemy na idealnej kuli, a promień równikowy jest dłuższypolarny około 21 km. Dlatego waga tego samego obiektu będzie cięższa na biegunach i najlżejsza na równiku. Ale nawet w tych dwóch punktach siła grawitacji na Ziemi nieznacznie się różni. Niewielką różnicę w wadze tego samego przedmiotu można zmierzyć tylko wagą sprężynową.
I zupełnie inna sytuacja rozwinie się w warunkach innych planet. Dla jasności spójrzmy na Marsa. Masa czerwonej planety jest 9,31 razy mniejsza niż Ziemi, a promień 1,88 razy mniejszy. Pierwszy czynnik, odpowiednio, powinien zmniejszyć siłę grawitacji na Marsie w porównaniu z naszą planetą o 9,31 razy. Jednocześnie drugi czynnik zwiększa go 3,53 razy (1,88 do kwadratu). W rezultacie siła grawitacji na Marsie wynosi około jednej trzeciej siły grawitacji na Ziemi (3,53: 9,31=0,38). W związku z tym skała o masie 100 kg na Ziemi będzie ważyć dokładnie 38 kg na Marsie.
Biorąc pod uwagę, jaką grawitację tkwi w Ziemi, można ją porównać w jednym rzędzie między Uranem i Wenus (której grawitacja jest 0,9 razy mniejsza niż Ziemi) oraz Neptunem i Jowiszem (ich grawitacja jest większa od naszej o 1,14 i 2,3 razy). Odnotowano, że Pluton ma najmniejszy wpływ grawitacji - 15,5 razy mniej niż warunki ziemskie. Ale najsilniejsze przyciąganie skupia się na Słońcu. Przewyższa nasze 28 razy. Innymi słowy, ciało ważące 70 kg na Ziemi ważyłoby tam do około 2 ton.
Woda przepłynie pod leżącą warstwą
Innym ważnym twórcą i jednocześnie niszczycielem płaskorzeźb jest poruszająca się woda. Jej przepływy tworzą wraz z ruchem szerokie doliny rzeczne, kaniony i wąwozy. Jednak nawet niewielkie kwotykiedy powoli się poruszają, są w stanie utworzyć płaskorzeźbę wąwozu w miejscu równin.
Przebijanie się przez przeszkody to nie jedyna strona wpływu prądów. Ta siła zewnętrzna działa również jako transporter fragmentów skał. W ten sposób powstają różne formacje reliefowe (na przykład płaskie równiny i zarośla wzdłuż rzek).
W szczególności wpływ płynącej wody wpływa na łatwo rozpuszczalne skały (wapień, kreda, gips, sól kamienna) położone blisko lądu. Rzeki stopniowo usuwają ich z drogi, wpadając w głąb wnętrza ziemi. Zjawisko to nazywane jest krasem, w wyniku którego powstają nowe ukształtowania terenu. Jaskinie i lejki, stalaktyty i stalagmity, przepaści i podziemne zbiorniki – wszystko to jest efektem długiej i potężnej aktywności mas wodnych.
Czynnik lodu
Wraz z wodami płynącymi, lodowce są nie mniej zaangażowane w niszczenie, transport i osadzanie skał. Tworząc w ten sposób nowe ukształtowania terenu, wygładzają skały, tworzą poplamione wzgórza, grzbiety i niecki. Te ostatnie są często wypełnione wodą, zamieniając się w jeziora polodowcowe.
Zniszczenie skał za pomocą lodowców nazywa się eksaracją (erozją lodowcową). Lód przedostając się do dolin rzecznych naraża ich koryta i ściany na silny nacisk. Luźne cząstki są odrywane, część z nich zamarza i tym samym przyczynia się do rozszerzania ścianek głębokości dna. W efekcie doliny rzeczne przybierają postaćnajmniejszym oporem dla przemieszczania się lodu jest profil w kształcie koryta. Lub, zgodnie z ich naukową nazwą, rynny polodowcowe.
Topienie się lodowców przyczynia się do powstania sandra - płaskich formacji składających się z drobinek piasku nagromadzonych w zamarzniętej wodzie.
Jesteśmy zewnętrzną siłą Ziemi
Biorąc pod uwagę wewnętrzne siły działające na Ziemię i czynniki zewnętrzne, nadszedł czas, aby wspomnieć o Tobie io mnie – tych, którzy wprowadzają ogromne zmiany w życiu planety przez ponad dekadę.
Wszystkie formy terenu stworzone przez człowieka nazywane są antropogenicznymi (od greckiego anthropos – człowiek, genesisum – pochodzenie i łac. czynnik – biznes). Dziś lwia część tego typu działalności prowadzona jest z wykorzystaniem nowoczesnych technologii. Co więcej, nowe osiągnięcia, badania i imponujące wsparcie finansowe ze źródeł prywatnych/publicznych zapewniają jego szybki rozwój. A to z kolei stale stymuluje wzrost tempa antropogenicznego wpływu człowieka.
Równiny są szczególnie dotknięte zmianami. Ten obszar zawsze był priorytetem dla osadnictwa, budowy domów i infrastruktury. Co więcej, praktyka budowania nasypów i sztucznego niwelowania terenu stała się całkowicie powszechna.
Środowisko zmienia się również w celu wydobycia. Z pomocą technologii ludzie kopią ogromne kamieniołomy, drążą kopalnie i budują nasypy w miejscach zwałowisk skały płonnej.
Często skala działalnościczłowieka są porównywalne z wpływem procesów naturalnych. Na przykład nowoczesne postępy technologiczne dają nam możliwość tworzenia ogromnych kanałów. Ponadto w znacznie krótszym czasie w porównaniu z podobnym formowaniem dolin rzecznych przez przepływ wody.
Procesy niszczenia rzeźby, zwane erozją, są mocno nasilane przez działalność człowieka. Przede wszystkim negatywnie wpływa to na glebę. Sprzyja temu oranie zboczy, masowe wylesianie, nieumiarkowany wypas bydła i układanie nawierzchni dróg. Erozja jest dodatkowo pogłębiana przez rosnące tempo budowy (zwłaszcza w przypadku budowy budynków mieszkalnych, które wymagają dodatkowych prac, takich jak uziemienie, które mierzy rezystancję gruntu).
Ostatni wiek był naznaczony erozją około jednej trzeciej ziemi uprawnej na świecie. Procesy te na największą skalę miały miejsce na dużych obszarach rolniczych Rosji, USA, Chin i Indii. Na szczęście problem erozji gruntów jest aktywnie rozwiązywany na szczeblu międzynarodowym. Jednak główny wkład w ograniczenie destrukcyjnego wpływu na glebę i odtworzenie wcześniej zniszczonych terenów będą miały badania naukowe, nowe technologie i kompetentne metody ich stosowania przez człowieka.
