Как сейсмограф измеряет землетрясения?
Когда мы думаем о землетрясении, мы представляем обрушивающиеся здания, открывающиеся в земле гигантские трещины и тому подобное. Что здесь можно «измерить»? Землетрясение — это дрожание или колебания земной поверхности. И измеряются именно эти колебания. Причиной землетрясения обычно является «сдвиг» в скальных породах земной коры, разлом, вдоль которого один скальный массив трется о другой с огромной силой. Большая часть этой гигантской энергии вызывает колебания в скальных породах. Эти колебания могут распространяться на тысячи миль, и поэтому землетрясение в Токио может быть обнаружено и измерено в Англии. Колебания при землетрясении состоят из трех или больше типов волновых колебаний, которые передаются с различной скоростью по скальным породам земной коры.
Первичные волны колеблются продольно; вторичные — поперечно; и длинные волны передаются по поверхности земли. Длинные волны перемещаются медленнее, но они имеют больший размах и являются причиной всех видимых разрушений. В разных местах по всему миру располагаются приборы, которые называются сейсмографами, чтобы ежедневно фиксировать колебания земной коры, потому что она никогда не бывает в спокойном состоянии. Записи с двух или больше сейсмографов помогают сейсмологам обнаружить место, где произошло землетрясение.
Сейсмограф представляет из себя аккуратно подвешенный груз, который остается неподвижным, когда под воздействием землетрясения колеблются остальные части прибора. Другими словами, этот груз, свисающий с зафиксированной стойки, во время землетрясения остается неподвижным. Но стойка, на которой он закреплен, двигается, а к стойке, под грузом, прикреплена бумажная лента. По мере движения ленты груз оставляет на ней запись. Запись на ленте фиксирует время прихода волны, силу колебания и может даже указать направление, откуда пришла волна.
Какое извержение было величайшим в истории?
Отвечая на этот вопрос, мы должны подчеркнуть, что речь идет об истории известной, то есть о той, о которой есть сведения в источниках. В доисторические времена и во времена формирования поверхности Земли наверняка были извержения и землетрясения страшной силы. Но, насколько мы знаем из источников, самое крупное извержение было в 1883 году на вулканическом острове Кракатау в Голландской Индии (Республика Индонезия). Мощнейшая серия вулканических взрывов произошла 27 августа того года.
Давайте посмотрим, каковы были некоторые последствия этого невероятного взрыва. Прежде всего, просто исчезла вся северная часть острова и его более низкие участки! До взрыва площадь острова составляла 18 квадратных миль, а его высота над уровнем моря колебалась от 91 до 4250 метров. После взрыва на дне океана образовалась дыра, которая была на 300 метров ниже уровня воды! В воздух на высоту до 17 миль поднялись столбы камней, пыли и пепла, и когда все это стало рассеиваться, все в радиусе 150 миль погрузилось во тьму среди бела дня! Звук этих вулканических взрывов был слышен на огромной территории. Это было действительно самое большое расстояние, когда-либо пройденное звуком, — 3000 миль!
Самые сильные разрушения были, вероятно, связаны с волнами в океане, поднявшимися в результате этого чудовищного взрыва. Самая большая волна достигала в высоту 15 метров, она сносила целые деревни и стала виновницей гибели 36 000 людей. Вдобавок эти волны прошли огромные расстояния и достигли, возможно, даже Ла-Манша, расположенного в 11000 миль. Между прочим, вулкан Кракатау оживал еще и в 1927 году, но, к счастью, на этот раз обошлось без большого вулканического взрыва.
Почему вода в гейзере горячая?
Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы. Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник — это уже само по себе удивительно. Вот отверстие в земле, наполненное горячей водой. Откуда появляется эта вода? Почему она горячая? И что заставляет ее выстреливать фонтаном в воздух, образуя гейзер? У всех гейзеров отверстие, которое называется трубкой, ведет с поверхности земли в подземные резервуары, которые служат хранилищами воды. Источником основного количества воды являются дожди и снега.
В недрах Земли горные породы очень горячие. Скорее всего, это не остывшая лава, которая называется магмой. Газы от этих раскаленных пород, в основном пар, поднимаются по трещинам в скальных породах и достигают подземных резервуаров. Здесь они нагревают воду до температуры кипения, а то и выше. Так получается горячий источник.
А что делает его гейзером? Трубка или проход, идущий от воды до горячих пород вниз (туда, откуда исходит тепло), имеет изогнутую, неправильную форму, что мешает пару просто подниматься на поверхность. Если бы пар и вода свободно выходили снизу, то получился бы просто постоянно кипящий источник. Гейзер извергается, потому что вода в каменных ловушках подземной водоносной системы нагревается до кипения и сразу превращается в пар. Пару требуется большее пространство, чем той воде, из которой он образовался, и поэтому он выталкивает находящийся над ним водяной столб. По мере того, как пар перемещается наверх, давление внизу снижается, и в пар превращается еще большее количество воды. Вместо того, чтобы спокойно вытекать на поверхность, вода мощно вырывается наружу из-за выталкивающего ее пара — и мы видим гейзер!
Почему не все облака дождевые?
Вы когда-нибудь летели на самолете сквозь облака или, может быть, забирались высоко на гору и наблюдали, как вокруг вас клубятся облака? Тогда вы должны хорошо представлять, что такое облако: просто скопление тумана. Как вы знаете, в воздухе всегда содержатся водяные пары. В летнее время в воздухе больше пара, потому что температура выше. Когда пара в воздухе очень много, достаточно небольшого понижения температуры, чтобы он начал конденсироваться (то есть образуются капельки воды). В этом случае мы говорим, что воздух насыщается. Достаточно лишь небольшого понижения температуры, чтобы водяные пары в насыщенном воздухе стали конденсироваться. Поэтому, когда насыщенный теплый воздух поднимается на высоту, где температура ниже, происходит конденсация, и получаются облака. Молекулы воды соединяются и образуют бесчисленные маленькие капельки.
Что происходит, когда все эти водяные капельки в облаке встречаются с массой теплого воздуха? Они испаряются — и облако исчезает! Поэтому облака постоянно меняют свою форму. Содержащаяся в них вода постоянно превращается то вводу, то в пар. Капли воды, содержащиеся в облаке, имеют вес, поэтому тяготение тянет их вниз, и они опускаются все ниже и ниже. Когда большая их часть упадет, они достигают более теплых воздушных слоев, и этот теплый воздух заставляет их испаряться. Поэтому получаются облака, из которых не льется дождь. Они испаряются, и капли не успевают достичь земной поверхности.
Но если предположить, что воздух под тучей не является более теплым? Что это очень сырой воздух? Тогда капли будут все увеличиваться и увеличиваться в размерах, и конденсация будет все сильнее. Довольно скоро все маленькие капельки превратятся в большие капли, достигающие земли, и пойдет дождь!
Как измеряются дождевые осадки?
Во многих странах количество дождевых осадков измеряется прибором, который называется дождемером. Дождемер, используемый метеорологами Соединенных Штатов, имеет вид полой трубки, закрытой снизу и имеющей раструб в верхней части. Этот прибор помещается на открытом месте, и градуированная шкала на нем показывает, сколько в него попало дождевой воды. Метеорологи говорят, что выпал дюйм дождевых осадков, если в данной местности воды выпало столько, чтобы образовать на поверхности этого места слой воды толщиной в один дюйм.
Место, где выпадает меньше 10 дюймов (25 сантиметров) в год, называется пустыней. От десяти до двадцати дюймов достаточно для того, чтобы росла трава, но для сельского хозяйства требуется больше 20 дюймов. Если в течение теплого времени года выпадает больше 250 сантиметров осадков, дикая растительность становится такой густой, что заглушает культивируемые растения. Так происходит в джунглях Бразилии, в Центральной Африке и в Индии. В Индии есть место, которое называется Черрапунджи, где в год выпадает около 1140 сантиметров дождя!
И напротив, Египту достается лишь 4 сантиметра дождя в год. В Соединенных Штатах наибольшее количество осадков выпадает на побережье штата Вашингтон и в Орегоне — 200–250 сантиметров. В некоторых местностях Аризоны выпадает меньше 8 сантиметров в год. Самый большой уровень осадков, зарегистрированный в Великобритании, составляет 257 дюймов (653 сантиметра) в Камберленде в 1954 году.
