Разговор с Землей (презентация)

Государственный геологический музей им. В.И.
Вернадского
Разговор с Землей
О ЧЕМ ВЫ ХОТИТЕ СПРОСИТЬ МЕНЯ ?
О МОЕЙ БИОГРАФИИ
О ВНЕШНЕМ ВИДЕ И
ВНУТРЕННЕМ
СТРОЕНИИ
О МОЕМ ОРГАНИЗМЕ
И ХАРАКТЕРЕ
О НАШИХ С ВАМИ
ВЗАИМООТНОШЕНИ
ЯХ
БИОГРАФИЯ ЗЕМЛИ
Сколько Вам лет,
Земля?
Возраст людей
определяют по
количеству
морщин на лице. А
можно ли по
Вашему внешнему
облику определить
Ваш возраст?
Как ученые
определили Ваш
возраст?
Каково Ваше
происхождение?
Как прошло Ваше
детство?
Испытываете ли
Вы сейчас удары
космических тел?
Есть ли у Вас
"родственники" в
Солнечной
системе?
Сколько Вам лет, Земля?
В геологическом зале музея имеются образцы
горных пород, возраст которых превышает 3
млрд. лет. На этом снимке - именно такая,
очень древняя порода, называемая ГНЕЙС.
Далеко не каждому удалось увидеть
столь древних посланцев из моего
детства. Внешне,
малопривлекательные и "серые" - эти
породы относятся к наиболее
древним. В разных частях земного
шара геологи обнаружили породы, чей
возраст достигает 3,6-3,8 млрд. лет.
Я гораздо их старше, мой возраст составляет
4,5-4,6 млрд. лет.
Возраст людей определяют по количеству морщин на лице.
А можно ли по Вашему внешнему облику определить Ваш возраст?
Если взглянуть на мой лик из космоса,
то можно видеть много морщин - гор и
впадин, но среди гор имеются и очень
молодые - островерхие и высокие, как
Кавказ, так и древние - сглаженные и
невысокие, как Урал. Если судить о
моем возрасте по этому признаку, то
можно сильно ошибиться. Долгое время
я скрывала свой возраст, но ученым всетаки удалось определить его.
Островерхие молодые горы
Снимок из космоса древней
горной системы
Как ученые определили Ваш возраст?
Мой возраст - 4,5-4,6 млрд. лет стал
известен ученым только после того,
как они выяснили, что во многих
горных породах и минералах
действует природный часовой
механизм - непрерывный распад
радиоактивных элементов.
В ряде минералов (как например в
ЦИРКОНЕ, кристаллы которого
изображены на снимке) присутствуют
изотопы урана, тория, свинца и других
элементов. По времени распада этих
изотопов и был определен возраст
многих горных пород - и мой возраст.
Каково Ваше происхождение?
Это большая загадка.
Споры о моем происхождении идут и по сей день.
Однако, большинство ученых считают, что мое
рождение происходило в гигантском облаке пыли
и газа, которое вначале было шарообразным, а
затем приняло форму вращающегося диска.
Постепенно, частицы этого облака, образовывали
кольцевые рои, слипались в сгустки, из которых
образовывались отдельные крупные тела, а затем
и планеты. Слева, на схеме, Вы можете наблюдать
стадии этого процесса: шарообразное облако диск - кольцевой рой - планеты.
Как прошло Ваше детство?
Детство (оно продолжалось от 4,5 до 4,0-3,9 млрд. лет назад) у
меня было трудным из-за многочисленных ударов падавших
космических тел.
Среди них были очень крупные (до 1000 км в поперечнике). Удар
такой гигантской глыбы сопровождался выбросом огромного
числа обломков, а также приводил к повышению температуры
моего тела на многие сотни градусов.
В те давние времена моя поверхность была похожа на
современную поверхность Луны - вся покрыта оспинамикратерами от ударов космических тел.
Испытываете ли Вы сейчас удары космических тел?
Кратер - след от удара
крупного метеорита.
В разделе музея, посвященном моему
космическому дому, Вы можете увидеть
пришельцев из космоса - метеориты, а также
макет одного из огромных метеоритных
кратеров. Этот кратер - след от удара крупного
метеорита.
Да, конечно, хотя они и не столь часты,
как в те времена, когда я была совсем
молодой планетой.
Каждый день на мою поверхность
падает около 100 т космического
вещества.
Если вес одного автомобиля "Жигули"
приблизительно 1 т, то ежедневно меня
"бомбардируют" около ста "Жигулей".
Метеорит из собрания
музея
Есть ли у Вас "родственники" в Солнечной системе?
Моими ближайшими "родственниками" в
Солнечной системе являются мой спутник - Луна
и планеты, которые ближе других расположены к
Солнцу: Венера, Марс и Меркурий.
Вместе со мной они образуют группу планет
земного типа. Однако при значительном сходстве
внутреннего строения наши жизненные пути
были очень различны. Эти различия привели к
тому, что на моей поверхности создались условия,
благоприятные для жизни, а на поверхности моих
"братьев" и "сестер" такие условия отсутствуют.
Но кроме близких "родственников" у меня есть и
дальние.
Поверхность Венеры и Марса
Есть ли у Вас "родственники" в Солнечной системе?
Это пять планет, расположенных на большом
удалении от Солнца, их спутники, более
100000 малых планет, огромное количество
комет и бесчисленное множество метеорных
тел размером от 100 метров до ничтожно
малых пылинок.
Малые планеты (астероиды)
ВНЕШНИЙ ВИД И ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ
Когда и как ученые
определили Вашу внешнюю
форму?
Ваш внешний облик меняется
или остается постоянным?
Можно ли по Вашему
фотопортрету определить, что
Вы - живая планета?
Большая часть Вашей
поверхности покрыта водой.
А если удалить ее, что бы мы
там увидели?
Каким образом можно узнать,
как Вы устроены внутри?
Если бы нам удалось
заглянуть в Ваши недра, что
бы мы там увидели?
Как можно узнать о том,
какие горные породы
слагают Ваши недра?
Когда и как ученые определили Вашу внешнюю форму?
Первым человеком, предположившим более
2000 лет назад, что моя форма - шар, был
великий греческий ученый Пифагор.
Другой ученый - Эратосфен, тоже грек,
впервые рассчитал мой диаметр.
Кругосветное путешествие Магеллана в
начале 16 века явилось прямым доказательством
того, что я имею форму шара.
С началом эры космических полетов во второй
половине 20-го века космонавты смогли
сфотографировать меня с большого расстояния.
Глядя на это изображение, никто не усомнится в
том, что я шар.
Ваш внешний облик меняется или остается постоянным?
Меняется и очень значительно.
Во-первых, моя поверхность изменяется под
действием внутренних сил. К ним относятся
действия вулканов, землетрясения, медленные,
незаметные для глаз движения земной коры. А
внешние силы - это ветер, вода, снег, лед.
В одной из витрин первого зала Вы, может
быть, видели образцы горных пород,
причудливая форма которых связана с
действием воды и ветра. Кроме того, живой
мир также преобразует (и очень сильно!) мой
облик.
Например, толщи
известняков, из которых
состоят многие горы,
образовались из раковин
морских организмов.
Причудливая форма скалы
результат выветривания
Можно ли по Вашему фотопортрету определить, что Вы - живая планета?
Когда Вы держите перед собой фотоснимок когонибудь из близких Вам людей, он не оставляет
Вас равнодушным. Точно так же, когда первые
космонавты увидели меня извне - из космоса,
они были взволнованы до глубины души. При
взгляде со стороны оказалось, что на моей
поверхности преобладает голубой цвет - цвет
морей, океанов и атмосферного воздуха.
С космической орбиты можно рассмотреть и
растительность, и следы жизнедеятельности
человека, и признаки других процессов,
преобразующих мой облик: извержения
вулканов, пыльные бури, ураганы, ледники. А
очень точные измерения расстояния между
географическим пунктами, расположенными
на разных континентах, также сделанные из
космоса, показали, что континенты постоянно
перемещаются. Так что многое в моем
внешнем облике указывает на то, что я - живая
планета.
Следы жизнедеятельности человека
Перспективный
аэрофотоснимок
современного
мегаполиса
Космический снимок
предгорных районов,
освоенных
человеком.
Извержения вулканов
На снимках Вы можете наблюдать стадии
извержения вулкана:
начало извержения,
кульминация,
несколько лет спустя
начало извержения
несколько лет
спустя
кульминация
Ледники
Различные виды
ледникового покрова:
долинные ледники
на Аляске
ледниковые
шапки в Исландии
На суше мое лицо изборождено морщинами - горами
и впадинами, а под водами Мирового океана
протягиваются гигантские разломы. Они рассекают
грандиозные подводные хребты, протягивающиеся
посредине между континентами.
Эти хребты своими размерами поражают
воображение: их общая длина превышает 60000 км,
высота 3-4 км. Осевая зона этих хребтов
представляет собой горные пики, а между ними
протягивается глубокая трещина - еще один шрам на
моей поверхности.
Вдоль центральной
зоны хребтов
происходят
землетрясения,
подводные излияния
расплавленной магмы,
здесь рождается новая
земная кора, где тоже
существует жизнь.
Удивительные подводные организмы
Вдоль центральной зоны
хребтов происходят
землетрясения,
подводные излияния
расплавленной магмы,
здесь рождается новая
земная кора, где тоже
существует жизнь.
Каким образом можно узнать, как Вы устроены внутри?
Заглянуть в мои глубины помогает
землетрясение. Это очень опасное стихийное
бедствие, но для "просвечивания" моих глубин
оно оказывается полезным.
При землетрясениях возникают колебания
горных пород. Эти колебания распространяются
вглубь на большие расстояния так, как будто по
каменному океану бегут волны.
Если внутри имеются какие-либо слои, то
волны отражаются от них и возвращаются
обратно к поверхности, где их можно
зарегистрировать с помощью специального
прибора - сейсмографа.
Зная время распространения колебаний,
определяют глубину слоя. Приходящее из
глубин колебание можно наблюдать на
экране данного прибора.
Если бы нам удалось заглянуть в Ваши недра, что бы мы там увидели?
Обычно мое внутренне строение сравнивают со
строением луковицы. Это потому, что луковица
состоит из многих слоев, как бы вложенных один
в другой. Такую же структуру имеют и мои недра.
Центральную мою часть занимает ядро, его
радиус достигает 3500 км. Вещество, из
которого оно состоит, очень плотное и тяжелое.
Внешняя часть ядра находится в
расплавленном состоянии. Вокруг ядра
располагается мантия, которая делится на два
слоя: верхний и нижний. Верхняя мантия имеет
сложное строение, а над ней располагается
земная кора, которая бывает двух типов:
континентальная и океаническая.
Как можно узнать о том, какие горные породы слагают Ваши недра?
Для того, чтобы проникнуть в мои глубины,
бурятся скважины, как на континентах, так и в
океанах.
Самая глубокая из них пробурена в России - на
Кольском полуострове. Эта скважина
представляет собой целый завод. Скважина
проникла на глубину более 12 км от
поверхности и встретила там горные породы
светло-серого цвета, которые называются
гнейсы.
В океане скважины бурятся с помощью специальных буровых судов, но глубины
океанских скважин (от поверхности дна) как правило не превышают одного километра.
Что касается состава более глубоких слоев, то здесь возможны лишь предположения.
Считается, например, что состав мантии близок к составу метеоритов - пришельцев из
космоса.
ОРГАНИЗМ И ХАРАКТЕР ЗЕМЛИ
Как Вы считаете, какой
у Вас характер?
Вещество Ваших
глубоких недр находится
в движении или оно
неподвижно?
Землетрясения,
извержения вулканов
происходят только в
некоторых районах
Вашей поверхности. В
чем здесь причина?
Большую часть Вашей поверхности занимают горы. Может быть так, что при
воздымании гор морской пляж поднимется выше линии снегов?
С чем можно сравнить Вас, Земля, с машиной или с живым организмом?
Основные части Вашего организма - оболочки существуют сами по себе или влияют
друг на друга?
Землетрясения и вулканы происходят в результате действия Ваших внутренних сил.
Какие еще стихийные бедствия вызываются этими силами?
Какие стихийные бедствия вызываются движением Ваших внешних оболочек водной и воздушной?
Как Вы считаете, какой у Вас характер?
Очень неровный. Например, жителей Японии
часто беспокоят землетрясения.
Среди них бывают не очень сильные, когда
"оживает" мебель в квартирах. Реже, но
случаются катастрофические, которые
сопровождаются значительными
разрушениями. Поэтому японцы считают, что
мой характер очень беспокойный.
А вот жителям Русской равнины такие стихийные бедствия, как землетрясения, почти не угрожают
и они придерживаются мнения, что характер у меня мирный и спокойный.
А все потому, что энергия моих недр поступает к поверхности очень неравномерно: в Японии
земная кора очень подвижна, а в центре России, наоборот, стабильна.
Вещество Ваших глубоких недр находится
в движении или оно неподвижно?
В моих глубинах - в мантии и во внешнем ядре текут
своеобразные реки, как это показано на данном рисунке
белыми стрелками.
Необычность этих рек в том, что они состоят из твердого
вещества. Такое возможно потому, что при очень высоких
температурах (а в моих глубинах температура превышает
10000С!) все твердые кристаллические вещества способны
течь даже при небольшой нагрузке.
Потоки поднимаются из нижней мантии к
поверхности, растекаются и вновь
погружаются вплоть до ядра.
Таким образом, вещество моих глубинных
оболочек находится в постоянном движении.
Но в движении находятся не только мои
глубинные оболочки, но и внешние воздушная и водная, а о живой оболочке и
говорит не приходится. Я - очень динамичная
планета!
Землетрясения, извержения вулканов происходят только в некоторых
районах Вашей поверхности. В чем здесь причина?
Эти грандиозные явления: землетрясения,
извержения вулканов происходят там, где
одна литосферная плита как бы
подныривает под другую.
При погружении одной плиты под другую
они трутся друг об друга, что вызывает
большие напряжения. Кроме того, за счет
трения температура плит повышается и их
вещество плавится, образуя магму,
стремящуюся вырваться на поверхность.
Так в зонах сближения литосферных плит
возникают землетрясения, извергаются
вулканы. В России такое пододвигание плит
происходит под Курильскими островами,
поэтому там столь часты землетрясения и
извержения вулканов.
Большую часть Вашей поверхности занимают горы. Может быть так, что при
воздымании гор морской пляж поднимется выше линии снегов?
Да, так вполне может быть. Горные породы, из
которых состоят многие горы, например
Кавказские, образовались при выпадении
осадков на дно древних морей и океанов.
Потом слои осадков, которые сначала залегали
горизонтально, сминались в складки, подобно
тому, как мнется бумага. Вы можете видеть, как
это происходит. Такое смятие слоев есть
результат сдавливания их при сближении и
столкновении плит литосферы. В результате на
месте моря или даже океана образуются
высокие складчатые горы и при этом вполне
может оказаться, что участок морского пляжа
поднимется на высоту Гималаев.
Кстати эти горы и образовались из-за того,
что Индия c юга давила на Азию и сдавила
осадки, отлагавшиеся в древнем океане
Тетис.
С чем можно сравнить Вас, Земля, с машиной или с живым организмом?
Для сравнения с машиной есть основания:
внутри меня как бы постоянно работает
мощный двигатель. Этот двигатель - потоки
вещества мантии, которые на своих "плечах"
увлекают континенты.
Вы можете наблюдать, как двигались
континенты в течение последних 750
миллионов лет (конечно в ускоренном
темпе).
Но мне самой больше нравится сравнение с
живым организмом. Я в самом деле веду себя,
как живой организм.
Несмотря на все изменения, происходящие и
за короткое, и за длительное время, я остаюсь
очень устойчивой. А ведь устойчивость - одно
из важнейших свойств всего живого.
Основные части Вашего организма - оболочки существуют сами по себе
или влияют друг на друга?
Влияют и очень сильно. Об этом взаимном влиянии говорят и многие экспонаты этого музея.
Так, в первом зале Вы можете видеть каменные отпечатки капель дождя (1), прошедшего многие
миллионы лет назад, донную рябь древнего моря (2), запечатленную в камне, следы донных
организмов (3), которые жили и в древних океанах и даже следы древних четвероногих (4). Эти
примеры - ничто иное, как свидетельство влияния водной и живой среды на мою твердую оболочку.
Интенсивный обмен между моими оболочками идет на дне океанов - на гребнях срединноокеанических хребтов. Там из трещин поднимается горячая магма, быстро охлаждается океанской
водой, которая, в свою очередь, нагревается и образует своеобразные подводные "фонтаны". Здесь
поселяются удивительные подводные организмы.
Как у живого существа происходит постоянный обмен веществ между различными частями тела, так и
составляющие меня оболочки постоянно обмениваются веществом и энергией.
1. Отпечатки капель
дождя
2. Донная рябь древнего
моря
3. Следы донных
организмов
4. Следы древних
четвероногих
Землетрясения и вулканы происходят в результате действия Ваших
внутренних сил. Какие еще стихийные бедствия вызываются этими силами?
Многие явления могут явиться следствием землетрясения:
цунами
сели
горные обвалы
лесные пожары
Если землетрясение происходит под дном океана, то на его
поверхности образуется гигантская волна, которая, приближаясь
к берегу, обрушивается на него с огромной силой, сметая все
прибрежные строения. Эта волна называется цунами.
Цунами
Сели
Горные обвалы
Лесные пожары
Какие стихийные бедствия вызываются движением Ваших
внешних оболочек - водной и воздушной?
Они очень многочисленны.
Одно из самых распространенных наводнение.
Легкий снежок зимой даже приятен, а вот
сильный снегопад, сопровождаемый ураганным
ветром, может парализовать жизнь в городах и
поселках.
Молния, представляющая собой разряд атмосферного электричества, тоже может
явиться стихийным бедствием, если ударит в высоко стоящий одиночный предмет,
например, в здание. Кроме этого, с особенностями моей воздушной оболочки связаны
и другие стихийные бедствия: тайфуны, смерчи, ураганы, градобития, туманы,
заморозки. Они служат напоминанием вам о тесной связи с окружающей природой, и
вы не должны забывать об этой связи.
Мы потребляем много Ваших ресурсов. Если
наступит их нехватка, сможете Вы их снова
предоставить?
Мы - люди потребляем все больше природных
ресурсов. Это может сказаться на Вашем здоровье?
Какой конкретно вред наносят Вам люди при
неумеренном потреблении природных ресурсов?
Что конкретно мы должны делать, чтобы наносить
Вам наименьший вред при использовании
природных ресурсов?
Автомобили потребляют очень много бензина,
который расходуется ими очень быстро. Сколько
лет Вам понадобилось для того, чтобы возникла
нефть, из которой изготовляют бензин?
Мы потребляем много Ваших ресурсов.
Если наступит их нехватка, сможете Вы их снова предоставить?
Некоторые смогу - те, которые относятся к
возобновляемым ресурсам. Они называются
так потому, что постоянно пополняются либо за
счет солнечной энергии, достигающей
поверхности, либо за счет моего внутреннего
тепла.
Солнце и ветер могут служить источником
электричества, если использовать для этой
цели солнечные и ветровые электростанции,
подобные тем, что показаны на фотографиях.
На основе подземного тепла работают
геотермальные электрические станции в
Исландии, где много вулканов, а также в
других вулканических регионах. А вот
минеральные ресурсы: уголь, железная руда,
медь и другие металлы - все они являются
невозобновляемыми.
Их запасы, вообще говоря, ограничены и я не
смогу Вам их предоставить, если они будут
исчерпаны. Об этом Вам следует помнить.
Мы - люди потребляем все больше природных ресурсов.
Это может сказаться на Вашем здоровье?
Да, разумеется. Вы - люди стали геологической силой, способной изменить мой облик.
Сравните например рукотворный
котлован, который образуется при
взрывах, производимых при добыче
руды с кратером, возникшем в
результате падения метеорита. Они
вполне сходны по размерам. Леса в
долине Амазонки в Южной Америке
являются своеобразными "легкими
планеты", т.к. они выделяют огромное
количество кислорода.
Неумеренная вырубка лесов, как
видно на этих фотографиях,
приводит не только к
"облысению" поверхности, но и
к тому, что я начинаю задыхаться.
Конечно это сказывается и Вашем
здоровье.
Какой конкретно вред наносят Вам люди при неумеренном
потреблении природных ресурсов?
К сожалению, перечень вредных дел, которые ведут к загрязнению и
ухудшению природной среды очень велик.
Прежде всего, это накопление мусора и образование огромных
свалок. Все Вы цените автомобили, но их выхлопные газы
отравляют атмосферу, а автомобильные кладбища во многих
странах превратились в крупную проблему. Вы не можете
существовать без природного газа и нефти, но пожары на
нефтяных и газовых промыслах приводят к тому, что в воздух
выбрасывается огромное количество сажи и других вредных
продуктов сгорания.
Непомерный рост городов и сельскохозяйственных угодий привели
к тому, что в Красную книгу попадает все большее количество
животных со всех континентов мира.
Увы, я могла бы продолжить этот список. Вы, люди, должны
принять меры, чтобы остановить неконтролируемое потребление
моих ресурсов.
Что конкретно мы должны делать, чтобы наносить Вам наименьший
вред при использовании природных ресурсов?
В 1992 г. в бразильском городе Рио-де-Жанейро собрались главы
большинства государств мира, чтобы обсудить вопрос о
первоочередных мерах по охране природной среды.
Один из важнейших шагов - сокращение разрыва между бедными
и богатыми странами. В то время как крупнейшие города
наиболее развитых стран потребляют огромное количество
энергии и залиты электрическими очнями, в беднейших
странах люди и животные гибнут от голода.
Разработка специальных ресурсосберегающих технологий,
уменьшение вредных выбросов в атмосферу из фабричных труб все это тоже первоочередные меры по сбережению среды Вашего
обитания.
В этом мире все взаимосвязано и простые дела: не оставлять в
лесах и парках мусора, экономить электричество, газ и воду служат решению экологических проблем.
Нефть, газ и другие горючие полезные
ископаемые представляют собой природные
аккумуляторы солнечной энергии. Поэтому
можно сказать, что автомобили на бензине это автомобили на аккумуляторах, только
природных. Все горючие полезные
ископаемые образовались из органического
вещества.
Например из растительного вещества сначала
возникает торф, затем бурый и каменный
уголь, а уже на конечной стадии высококачественный антрацит. На этот
процесс, как и на образование нефти, уходят
многие миллионы лет, а весь автомобильный
парк мира за очень короткое время сжигает
громадное количество бензина - основного
нефтепродукта. Отсюда вытекает важная
задача - ограничить потребление природных
ресурсов с целью их сохранения для будущих
поколений.