О.Е. Акимов
Каменные струи и горные плато (КП 23)
Струя, каменная. Мы продолжаем называть ее космической струей. Почему? Потому что изначально ее причиной явилось эфирное возбуждение, космическая струя. Вот такой вид она имеет сейчас, а когда-то она была мягкой как тесто. Похоже, она вылезала из земли как вылезает мясной фарш из мясорубки. Давайте, внимательно рассмотрим строение этого природного сооружения.
Его называют "Башней дьявола". Она находится в Соединенных Штатах Америки, в штате Вайоминг. Высота ее от основания до вершины 386 метров, а если отсчет вести от уровня моря, то 1556 метров, т.е. она возвышается над небольшим горным плато. Башня представляет собой монолит вулканического происхождения.
Густая масса выдавливалась из земли, как паста из тюбика, вертикально вверх и, постепенно застывая, образовывала вот этот каменный столб. Мы видели в предыдущем фильме, как жидкая лава вытекает из жерла вулкана. А тут пастообразная магма постепенно выдавливалась вертикально вверх, а, застывая, образовала каменную башню. Именно такой механизм здесь когда-то действовал.
Мы сравнили выдавливания магмы, как если бы прокрученное через мясорубку мясо выходило из решетки с множеством отверстий. Только почему эти отверстия шестиугольной формы? Отверстия решетки похожи на пчелиные соты. Откуда на поверхности земли взялась бы решетка с гексагональными отверстиями?
*
* *В одном развивающем мультике рассказывалось о собрании пчел, перед которыми стоял вопрос: "Как сохранить максимум меда, потратив при этом минимум воска? Какая форма ячейки подходит лучше всего?
Я попытался вставить фрагмент из этого мультика в свой фильм, но был предупрежден соответствующей интернетовской службой о нарушении авторских прав создателей мультфильма. А жаль... Не думаю, чтобы они сильно возражали против того, что я пытаюсь сделать. Теперь мне приходится как-то выкручиваться, чтобы донести вам идею этого мультика.
Голос за кадром сообщает детишкам, что с вопросом о форме сотовых ячеек пчелы полетели на лекцию по математике. Преподаватель сказал им, что сотам удобно придать форму окружности. Пчелы вернулись в улей и построили ячейки круглой формы. Но потом до них дошло, что круглые соты не оптимальны: между кругами осталось много пустого места. В эти дырки треугольной формы пчела не залезет и мед туда не нальет. Сотам нужно придать такую форму, чтобы пустых отверстий не возникало.
Значит, надо использовать либо равносторонние треугольники, либо квадраты. Квадрат лучше, чем треугольник, он шире, хотя и он не слишком удобен. Ведь тело пчелы круглое. Хорошо бы использовать пятиугольники, но ими не покроишь поверхность. А вот следующей фигурой — шестиугольником — поверхность покрыть можно и она ближе к форме окружности, чем треугольник и квадрат. Фигуры с большим числом сторон еще больше подходят к окружности, но они, к сожалению, как и пятиугольники, не покрывают поверхность целиком.
Далее голос за кадром разъясняет, что пчелы не летали на лекцию по математике, не устраивали совещания по поводу оптимальной формы сотовой ячейки. Всё происходило на уровне их инстинктивной деятельности на протяжении длительной эволюции.
С точки зрения математики объяснение дается правильное. Только гексагональная форма пчелиных ячеек возникла с первого раза, естественным образом, а не в результате длительного эволюционного процесса, путем долгого и беспорядочного опыта проб и ошибок. Тут задействована не геометрия, а скорее физика. Чтобы разъяснить нашим сегодняшним зрителем, что происходило на месте Башни дьявола много миллионов лет назад, прокрутим им начало 5-й части фильма "Эфир", которая называлась "Космические вихри".
*
* *Цитата из 5-й части "Эфир":
В предыдущей части была проанализирована физика Рене Декарта и Исаака Ньютона. Кто из двух названных ученых оказался ближе к истине? Наши симпатии однозначно на стороне Декарта. Особенно поражает угаданная им общая картина Вселенной, которую мы наблюдаем на примере ячеек Бенара.
Ячейки БенараПосмотрите, перед нами обыкновенная сковородка с налитым в нее парафином, подкрашенным алюминиевой пудрой. Сковорода стоит на плите, подогревается снизу. Сверху парафин, естественно, имеет более низкую температуру, чем снизу. Он охлаждается за счет окружающего воздуха. При определенных условиях гладкая и непрерывная поверхность густой жидкости разбивается на отдельные ячейки довольно регулярной формы и определенного размера.
КонвекцияПричиной появления ячеечной структуры выступает конвекция – вихревое движение, вызванное разностью температур парафинового слоя. В центре ячейки разогретый парафин поднимается вверх и течет к периферии ячейки. По боковым сторонам ячейки он, слегка охлажденный, стекает вниз на дно сковородки. При определенной разности температур, высоте слоя, физико-химических свойств жидкости, в частности, ее массы, вязкости, сил поверхностного натяжения, силы тяжести в данной местности и т.д., коллективный вихревой процесс приобретает устойчивый характер.
Поверхность СолнцаПри искусственном разрушении ячеек, по прошествии какого-то времени, они снова восстанавливаются. Это указывает на саморегуляцию данного конвекционного процесса. Когда тепловой обмен осуществляется ламинарным, т.е. сравнительно медленным и плавным, течением жидкости, восстановление регулярной структуры густой жидкости возможно. Но если ламинарный поток переходит в турбулентный, хаотический, саморегуляция уже затруднена или вовсе невозможна. В таком случае жидкость просто начинает кипеть, как это мы видим на поверхности Солнце.
Конвекционные слои на СолнцеТем не менее, некоторые теоретики считают, что под хромосферой и фотосферой Солнца имеется зона конвекции, разбитая на более или менее регулярные ячейки. Другие исследователи говорят о двух конвекционных слоях или даже большем числе слоев, которые имеют увеличенные размеры. Какой-то общепринятой теории на этот счет не существует.
Бенар
РэлейАнри Бенар, французский физик, именем которого названы ячейки, на рубеже веков – XIX и XX – изучал вихревое поведение в различных вязких средах эмпирически, экспериментальным путем. Открытое им явление изучалось, конечно, и теоретиками, например, лордом Рэлеем. Ячейки Бенара часто называются ячейками Бенара – Рэлея, поскольку последний вывел формулу для так называемого числа Рэлея. Увы, эта формула не слишком нам помогает, когда мы имеем дело с природными явлениями, происходящими у нас на кухне или в космосе. Между тем, природа происходящих и там и там процессов, практически, одна и та же. Разумеется, к ясным и однозначным конвекционным процессам, часто примешиваются сложные вихревые и скрытые резонансные формы движения материи.
Конец цитаты.
*
* *Итак, на земле могут происходить быстрые вулканические процессы, которые носят взрывной характер. Типичным примером такого геологического явления служит появление Патомского кратера
Цитата из 13-й части "Эфир":
Процесс образования конуса Патомского кратера много сотен лет назад, практически точно воспроизвел процесс образования гористого конуса вулкана Сант-Хеленс (по-русски сказать, Святой Елены). Кратер — сложный; состоит из первичного кратера, внутри которого вырос скалистый конус, заканчивающийся несколькими вершинами. Рост конуса до сих пор не прекратился. Очевидно, космическая струя создает постоянное давление в данной точке Земли.
Уникальным достоинством этого случая проявления земного вулканизма является то, что с самого начала американцам удалось снять на кинопленку все стадии развития данного геологического процесса.
Конец цитаты.
*
* *Об этом рассказывалось в 13-й части фильма "Эфир", которая называлась "Космические струи". Это первый фильм, где более или менее подробно рассказывается о разнообразной природе космических струй.
В предыдущей 22-й части рассматривались быстрые процесса, связанные с грязевыми и магматическими вулканами. В этой, 23-й части фильма, которую вы сейчас смотрите, мы затрагиваем медленные геологические процессы, в результате которых формируются вязанки каменных столбов или каменных столбов или каменных блоков, в которых сохранилась первоначальная геометрическая форма с гладкими гранями.
Есть места на земле, где строго гексагональная структура блоков сохранилась до наших дней. Обычно эта морфология связана с началом роста каменных струй, которая остановилась из-за внезапного прекращения давления снизу. На этих фотографиях запечатлены шестиугольники правильной формы.
Фотографии представляют собой кадры фильма ВВС под названием "Код жизни". Я мог бы взять из него небольшой фрагмент и показать вам для ознакомления, но не делаю этого, так как знаю, что буду тут же обвинен в воровстве контента. Слава богу, представлять содержание фильма путем демонстрации отдельных кадров, кажется, еще не запрещено. В качестве критического замечания отмечу, что автор данного фильма много говорит о геометрии природных форм, но почти не затрагивает физические механизмы, стоящие за этими гексагональными формами, а ведь они больше всего нас интересуют сейчас.
В фильме вспоминают о пчелиных сотах и мыльных пузырях, форма которых тесно связана с минимальным распределением напряжений на пузырящейся поверхности. Всякая другая форма пузырей приведет к перекосу сил и разрыву пленки при достижении критической величины. Где это происходит, пузырь схлопывается и исчезает; обычно, его место пустым не остается.
Там, где появляется правильный шестиугольник, непременно вспоминают о снежинках, форма которых тоже объясняется через минимальную энергию ледяной конструкции. В отличие от пузырящейся пены, где царствуют механические напряжения на границах пузырей, в снежинках действуют электростатические силы на поверхностях крошечных кристалликов, входящих в структуру снежинки.
Профессор Маркус построил свой рассказ вокруг небольшого участка Атлантического побережья, расположенного на Северной оконечности Ирландии. Именно здесь находится поле из 40 тысяч каменных колонн преимущественно шестиугольной формы. Не все они имеют строго гексагональную форму, нередко попадаются призмы с 7-ю, 5-ю, 4-я или 3-я гранями. Это понятно из показанных ранее отрывков. Поскольку сейчас нас особенно заинтересовала динамика жидкой лавы, давайте еще раз посмотрим на ячейки Бернара.
(Так произносится фамилия ученого на английский манер; но поскольку этот ученый был французом, то правильнее произносить его фамилию не Бернар, а Бенар, без раскатистого "р" в середине слова)
Ирландские колонны появились на поверхности земли примерно 50 млн. лет назад. Маркус утверждает, что на этом месте образовалась озеро из жидкой магматической лавы. По мере остывания лава сжималась и трескалась. Трещины прокладывали себе путь в лаве максимально экономическим образом. Таким экономичным путем и оказался шестиугольник.
С точки зрения механизма образования каменных струй он допустил серьезную ошибку. В фильме ВВС хорошо видно, что каменные столбики возникли на косогоре. Ни о каком озере, наполненном жидкой лавой здесь говорить нельзя. Мы видим, что некоторые столбики довольно высоко возвышаются над другими. Как это могло произойти — непонятно. Поэтому мы должны представлять себе лаву не в виде жидкости, а виде загустевшей пасты, а лучше сырой глины, которая была показана в предыдущей части фильма, где рассказывалось о грязевых и магматических вулканах.
*
* *Цитата из фильма КП 22 "Грязевые и магматические вулканы"
Как и предыдущий фильм "Топология Марса", этот фильм учебный, предназначен для школьников и студентов первых курсов университетов. Он дает первичные, самые предварительные и очень конкретные представления о всеобщем прямо-таки космическом явлении, которое связано с понятием струи.
Космическая струя — понятие достаточно сложное, в двух словах объяснить невозможно. Единственное, что о ней можно сейчас сказать, она инициируется возбужденным эфиром — невидимой мировой средой, обладающей неограниченным количеством энергии. Причины возникновения струи в том или ином месте космоса скрыты от нас. Но ее появление в нашем реальном мире всегда связано с конкретной вещественной формой в виде газообразного, жидкого или твердого субстрата самого разнообразного химического состава, обладающего соответствующими физическими характеристиками: температурой, плотностью, вязкостью и прочими параметрами.
Грязевые вулканы — это наиболее простые формы космической струи. В силу этой простоты и повседневности никому из нынешних испытателей природы не придет в голову искать в них какую-то космическую сущность, основу строения Вселенной. Он, скорее всего, постарается найти 2-3 причины локального характера, обуславливающих выделение газов (водорода, сероводорода, метана, углекислого газа), создающих давление в небольших подземных камерах, и однажды по достижении критического давления, вырвавшихся наружу.
Того, кто в этой связи попытается обратить внимание на космос, он сочтет за мистика или просто за сумасшедшего. Никогда не признает, что за крохотными зловонными пузырьками газа, поднимающимися со дна грязной лужи, стоит всеобщий закон природы, охватывающий не только всю нашу землю, но и все материальные объекты, летающие по необъятной Вселенной.
Что ж, такая реакция вполне естественна и предсказуема. Поэтому больше мы не скажем ни слова в защиту указанного взгляда на мир. Наша ближайшая задача проста и выполнима. Она состоит в том, чтобы предоставить зрителю видеоматериал по грязевым вулканам и пусть он сам сравнит их внешний вид с традиционными вулканами, из жерла которых извергается раскаленная магма. В общем, сходство любых кратеров на Земле с кратерами на Луне, Марсе, Плутоне, Цереры очевидно, в силу сходства вулканического механизма.
Все внутри планетные процессы имеют одну и ту же направленность — идут снизу вверх, из центра к периферии. Кратеров, возникших в результате какого-то хаотического падения астероидов или вовсе нет, или их ничтожно мало. Беря за основу этот экспериментальный факт, мы должны будем переосмыслить историю Солнечной системы и всей Вселенной в целом. В итоге, нам придется отказаться от так называемого начального периода формирования Солнечной системы, когда она представляла собой вращающееся газово-пылевое облако.
Конец цитаты.
*
* *Сейчас мы заставили вас еще раз прослушать вводный текст к этой 22-й части фильма, который вы, дорогой наш зритель, считаете, наверное, каким-то недоразумением. Я же, как преподаватель со стажем, как никто другой верю в дидактический принцип: повторение — мать учения. Поэтому как можно чаще произношу слова "эфир", "космическая струя" и прочие термины, которые учителя школ и профессора университетов считают абсурдными, а мое учение принимают за какую-то дикость. Но, как я много раз говорил, что мои лекции предназначены непосредственно школьникам и студентам. Чем моложе будет посетитель сайта "Скетик-Рацио", тем лучше. Мне не нужны посредники, как правило, искажающие мои — пусть несколько нетрадиционные подходы к тому или излагаемому предмету.
Впрочем, ближайшая цель очень конкретная: хочу обратить ваше внимание на форму трещин в глинистой почве. При испарении влаги, глина растрескивается случайным образом. Она не образует шестиугольников, которые можно было бы ожидать в данном случае, если бы здесь действовал принцип минимальной энергии натяжения поверхностного слоя высыхающей грязи.
Аналогичная ситуация, как видите, возникает с расплавленной магматической лавой. Она застывает без образования столбиков в виде гексагональных или прямоугольных призм, которые вы видели на берегу Ирландского моря, разделяющего Ирландию и Шотландию. Профессор Маркус ошибся, когда назвал нам причину их появления. Мы же поясняем данный геологический феномен через ячейки Бенара или Бенара-Рэлея, о которых подробно рассказывалось в 5-й части фильма об эфире, да и сейчас мы повторили, собственно, главные моменты.
Таким образом, здесь мы фиксируем важный физический факт: космические струи тесным образом связаны с космическими вихрями.
*
* *Наша новая серия называется «Конструктивное познание», т.е. познание, в итоге которого должна рождаться истина или нечто, что близко к истине. Сейчас мы столкнулись с ошибкой, которая возникла не в результате релятивистских спекуляций, или космологических фантазий. Профессор Маркус вполне рационально мыслящий исследователь, которому не чужд конструктивный подход. Создатели фильма ВВС преследуют те же благородные цели, что и мы: воспитание будущих здравомыслящих исследователей, которые смогут вытащить физику из того схоластического болота, в которое ее загнали релятивисты прошлого столетия.
Здесь мы увидели, как рационалист-конструктивист ошибся, неправильно объяснил появление шестигранных колонн на берегу Ирландского моря. Что ж поспешим на помощь нашему близкому по духу ученому, постараемся понять, в чем он ошибся, и поправим товарища.
Смотрите, он, как и мы подробно описал свойства шестиугольника. Рассказывая о пчелиных сотах с гексагональными ячейками из воска, произвел нужный числовой расчет, который мы видели в мультипликационном фильме. Потом Маркус дэ Сэтэ переключился на мыльные пузыри. (Прошу прощение, я сомневаюсь, что верно произношу его фамилию, поэтому часто зову его просто по имени).
В фильме показано, как слипаются 2, 3, 4 и т.д. пузыря и сообщается, что совместное слияние пузырей всегда дает конструкцию с минимальной энергией натяжения на пузырящейся поверхности. Это соответствует и минимальной поверхности самой по себе, не только энергии.
Если сливается 4 пузыря вместе, то внутри образуется пустота в форме тетраэдра; 6 пузырей образуют куб, 12 — додекаэдр. Дальше по пути увеличения пузырей, идти нельзя — а, собственно, почему? Увы, объяснений не последовало. Профессор переключился на Платоновы тела, которых насчитал пять. Платон, Архимед и все последующие геометры называли это количество. Но преподавателям 21 века нужно делать важную оговорку, имея в виду заблуждение физиков 20-го столетия о дуализме волны-частицы.
Этой проблеме было отведено немало места в последних фильмах, вышедших в серии "Эфир". Однако преподавателям-конструктивистам, заботящимся об исправлении ошибок схоластов 20 века, рекомендуется говорить о шести правильных многогранниках, разбитых на две группы.
Многим известно, что куб двойственен октаэдру и наоборот, а икосаэдр двойственен додекаэдру и наоборот. Но не многие знают, что существуют два взаимно ортогональных тетраэдра — левый (красный) и правый (синий) — которые удобно вычерчивать внутри куба (черный). В этом случае хорошо видно, что их ребра образуют взаимно перпендикулярные диагонали квадратных граней куба.
Слитые вместе мыльные пузыри образуют пустоты трех видов, отвечающих трем фигурам прямого пространства. Три фигуры обратного пространства здесь не возникает.
*
* *К теме Платоновых тел Маркус дэ Сэтэ (вот еще раз попытался произнести фамилию профессора) непосредственно присоединил рассказ о каменных телах правильной формы, обнаруженных в Шотландии. Они выточены и отшлифованы в эпоху неолита (примерно 4 тысяч лет назад). Нам демонстрируют тела, которые удобно держать в ладони. Одно из них имеет 4 круглых бугра на гранях тетраэдра; другое тело имеет 6 бугорков как у куба. На этом, собственно, сходство с платоновыми телами заканчивается. Остальные тела не имеют правильной формы, хотя и близки к сфере. Маркус показал зрителям тело с максимальным числом бугорков — 160 штук.
Видно, что тела использовали не как оружие, например, для метания, во время игры, охоты или во время нападения на врага; и не как орудие труда, например, для очистки шкур и костей от мяса. Похоже, к ним, вообще, не применима категория полезности, как не применима она платоновым телам. Скорее, это предметы науки или искусства.
Все пять платоновых тел можно использовать в качестве игральных костей, но всё же только один кубик предназначен для игры. Остальные четыре тела предназначены для изучения геометрических свойств, наряду с плоскими фигурами: равносторонним треугольником, квадратом, 5-, 6-, 7-, 8- угольники и т.д.
Тема каменных геометрических тел, созданных искусственным путем стараниями неолитического человека, как и тема платоновых тел, созданных математичками и философами Древней Греции не имеет касательства к каменным колоннам, возникших естественным образом как проявление особой формы вулканизма. Эта тема любопытна, конечно, сама по себе, но для нас она интересна вдвойне и вот в связи с чем.
Уже говорилось об удивительных вспышках гениальности, когда вдруг в какой-то изолированной общности древних людей вспыхивает яркий культурный феномен. Хорошо, если этот цивилизационный всплеск тесно переплетается с какими-то важными функциями, существенно облегчающими жизнь человека. Например, земледелие, гончарное ремесло, приготовление пищи, строительство жилья, изготовление орудия труда и военного оружия — сотни, тысячи направлений, по которым развивалась человеческая культура. Но искусство и наука непосредственно не относятся к необходимым факторам выживания человека. Поэтом в трудные периоды жизни общества они легко утрачиваются и уже не передаются новым культурным очагам, возникшим на развалинах старой цивилизации.
*
* *Тема фракталов, которую Маркус тоже затронул в своем фильме, отстоит от проблемы каменных колонн еще дальше, чем геометрически правильные тела. Фракталам на нашем сайте отведено много места — как в виде фото и видеоконтента, так и с точки зрения абстрактной математики, применяющейся для описания этих графических объектов.
Покрытие любой поверхности шестиугольниками, навело мысль исследователей на треугольники. Отсюда они шагнули к фракталам. Тема для нас не новая, но мы вынуждены отказаться от этого направления движения мысли, поскольку в данный момент нас не интересует математика и даже не физика, а строение земной поверхности в двух геометрически противоположных формах: в виде застывших каменных струй, и в виде обширных горных плато.
Как было сказано, на земле существует несколько мест, где каменные струи более или менее правильной геометрической формы выходят наружу.Еще дальше, чем фракталы, находится тема абстрактного искусства, также упомянутая в фильме ВВС.
Таким образом, ошибочное объяснение появления на берегу Ирландского моря 40 тысяч граненых колонн возникла из-за ложных направлений поиска ответа на вопрос, поставленный в начале фильма, а также недостатка информации. Во-первых, Маркус, очевидно, ничего не слышал о ячейках Бенара. Во-вторых, он, видимо, не знал о существовании башни Дьявола, находящейся в США, и об извержении каменных колонн в других частях света. Иначе он не стал бы объяснять гексагональную форму выхода вулканической магмы путем появление трещин на поверхности озера, образованного во время извержения.
Маркус опирался на физические свойства сетки с шестиугольными ячейками. Во время съемок фильма, он и другие создатели фильма, очевидно, ничего не знали об удивительных свойствах графена. Для описания чрезвычайной прочности этого материала, часто вспоминают слона, который не порвал бы ее, если бы его переносили в мешке, сшитом из графеновой сетки толщиной в один атом углерода.
О свойствах графена сегодня говорят много, но непосредственного отношения к нашей проблеме он всё же не имеет. Напомним, что профессор исследовал проблему шестиугольников преимущественно рационально-конструктивными методами, что нами горячо поддерживается.
*
* *Эзотерики, отличающиеся мистическим образом мыслей, в шестиугольниках усматривают фигуры, связанные с трансцендентным понятием "древа жизни". Они рисуют геометрические модификации древа, основанные на свойствах окружности при делении ее на равное число дуг. Красота узоров, получающихся при работе с циркулем, доставляет им высшее душевное (или даже духовно-религиозное наслаждения). Сев в позу "лотоса" и монотонно бормоча священный слог "ом... ом... ом..." или даже просто, созерцая свои арабески, они погружаются в психологический транс на 2-3 часа или даже на 2-3 дня — кто как, в зависимости от степени религиозного помешательства. Автор или авторы фильма ВВС, о котором шла речь только что в эзотерические сферы сильно не углублялись.
Помимо побережья Атлантического побережья, показанного в фильме ВВС "Код жизни", и "Башни дьявола", о чем говорилось в начале нашего фильма, есть еще один примечательный объект, находящийся на территории нашей страны. Мы имеем в виду обширное плоскогорье под названием "Плато Путорана".
(Приводится фрагмент фильма)
В этом фрагменте, показано несколько кадров, с гранёными каменными струями. И до этого мы показывали несколько фотографий с упавшими, изломанными, искривленными или перекрученными магматическими струями, которые свидетельствуют, что их поступательному движению вверх определенно что-то помешало, и мы видим что именно.
Гладкость земной коры сфероидальной формы во многих местах нарушена геологическими турбулентностями, возникающими в результате поднятия вверх более обширных площадей поверхностного слоя. Помимо вязких магматических струй, похожих на сырую глину, мясной фарш или круто замешанное тесто, идет сравнительно низкоскоростной процесс поднятия обширного плато. Таким образом, возникает плоскогорье и "Плато Путорана" — это всего лишь один из многочисленных примеров огромного плоского купола, своеобразного каменного пузыря, который раздулся под влиянием внутреннего давления.
Оно идет, кажется, из раскаленного ядра, но в том-то и дело, что это только кажется. В действительности, энергия всех геологических процессов черпается из эфира. Считать, что геологические процессы питаются от первоначально запасенной тепловой энергии, который возник в момент возникновения Солнечной системы или, тем более, от мифического Большого взрыва, значит, впадать в заблуждение. Так думают люди с очень примитивными, сильно искаженными представлениями о возможных физических процессах, которые могли бы реально протекать в действительном мире. К ним как раз и относятся релятивисты-формалисты и романтически настроенные космологи, изобретатели черных дыр и пространственно-временных червоточин.
(Приводится фрагмент фильма "Загадка Башня Дьявола", в котором приняли участие Вадим Чернобров и Николай Непомнящий)
Итак, еще раз внимательно осмотрели Башню Дьявола со всех сторон — издали, вблизи, сбоку, сверху, снизу, ее подножие, а теперь так же внимательно постараемся изучить Плато Путорана, для чего воспользуемся вот этим фильмом.
*
* *Плато Путорана — одно из самых малопосещаемых и плохо изученных мест не только в России, но и в мире. Здесь есть места, где не ступала нога человека, как обычно говорят. Площадь плато составляет более 250 кв. км. Это сопоставимо по площади с Великобританией. Около 300 млн. лет назад на северо-западе Сибирской платформы в земной коре образовались трещины, через которые стала изливаться лава и растекаться по очень большой территории. Каждый вновь застывший слой заливался следующей порцией, следующей и т.д. Таких циклов насчитывается свыше двух десятков. Застывшая лава образовала слоеный пирог триасовых базальтов. Этот пирог впоследствии вспучился внутренними силами земли над окружающей поверхностью и поднялся до уровня 1700 метров. Это соответствует самой высокой столовой горы под названием Камень.
По трещинам раскола образовались гигантские каньоны. Чередование трудно выветривающихся диабазов и легко разрушающихся туфов, включенных в песчаники, создало ступенчатый профиль склонов и долин, которые называются "Сибирскими трапами". Пожалуй, нигде более слово "трап" в переводе со шведского "лестница" так не соответствует своему названию, как на плато Путорана. В мире нет другой столь возвышенной области, которая могла бы сравниться по количеству и глубине с путоранской.
Здесь сосредоточено значительное число самых глубоких и длинных озер Сибири, если не считать Байкала и Телецкого озера. Озера занимают около 10 % всей площади плато. Их более 25 тысяч. Самые длинные до 150 км и глубиной до 400 метров. Озера возникли в крупных базальтовых трещинах. Глубина большинства озер в западной части Путорана на 50 – 300 метров ниже уровня моря. Вместе взятые путоранские озера образуют второй по объему резервуар пресной воды после Байкала. Все озера на плато проточные с быстрым водообменом. Это одна из причин малой минерализации вод — от 10 до 40 миллиграммов на литр. По сути, это дождевая вода — как по чистоте, так и по вкусу. Для сравнения вода в Байкале имеет минерализацию около 130 миллиграммов на литр. Однако цвет воды путоранских озер, в отличие от байкальского озера, желтовато-буроватый из-за почвы, куда включены химические соединения, содержащие железо, титан, алюминий прочие металлы. Температура воды около 10 градусов (прогревается до 11 градусов в летний период, но в зимний и в другие времена — 3-4 градуса выше нуля)
*
* *Далее переключимся с фильма "Плато Путарана", куда мы включили подходящие нам фотографии, скаченные в Интернете, и воспользуемся любительскими съемками, которые полнее раскроют нашу тему, объявленную в заглавии "Каменные струи и плоскогорья".
Ролики, которые я нашел в Интернете, а также многочисленные фотографии каменных струй, послужат нам фоном для рассказа о геологических явлениях, произошедших не только в районе плато Путарана, но и повсюду на земле, где космические струи дали о себе знать.
Начнем же мы с замечания к нашему тексту, прочитанному в середине 9-й части фильма о Древнем Египте, который назывался "Гибель Нефертити, Эхнатона и Амарны". Там мы коснулись геологических процессов, протекающих внутри Земли и на ее поверхности. Тогда говорилось, что мы ничего не знаем, что происходило с Землей первые 4 млрд. лет. Сегодня с трудом удается восстановить события, которые происходили 500-600 млн. лет назад, когда началось освобождение Земли от сплошного многокилометрового обледенения, по-видимому, самого долгого, длительного ледникового периода.
Мы излагали теорию горизонтального скольжения литосферных плит по поверхности нашей планеты, и ничего не сказали о вертикальном движении земной массы в виде вулканического извержения.
Традиционно считается, что горизонтальные перемещения преобладают над вертикальными, т.е. переносят большее количество вещества. Однако здравый смысл подсказывает нам, что должно существовать равенство между двумя разнонаправленными процессами. В самом деле, если принять, что поверхность Земли остается неизменной, что автоматически означает неизменность ее радиуса, объема и массы, то непрерывная раздвижка океанического дна должна сопровождаться эквивалентным движением огромных масс внутрь Земли, что, видимо, и происходит по линиям субдукции.
*
* *(Вставка из фильма "Гибель Нефертити, Эхнатона и Амарны")
Общепринятая картина еще не выработана из-за отсутствия геологических, сейсмических и прочих данных. Но в целом, тектоническая динамика земной поверхности сегодня понятна.
В частности, известно, что акватория Индийского океана расширяется намного быстрее, чем Атлантического. Австралия удаляется от Южной Америки со скоростью примерно 20 см в год, а Европа от Северной Америки — со скоростью 2 см в год. На этой карте длина стрелки пропорциональна скорости. Максимальная скорость движения литосферной платформы равна около 10 см в год. Вдоль океанических разломов (желтые линии) направления движения земной коры противоположные. Так что скорости 20 см в год или 2 см в год складываются из двух компонентов, векторы которых направлены на запад и восток, соответственно.
* * *
Внутреннее строение земли определялось из пространственной картины распространения сейсмических волн во время землетрясений. На этих графиках отчетливо видно зону тени (она слева внизу, начиная где-то от 100° до 180°), образовалась жидким внешним ядром; зону рефракции волн, прошедших через толщу твердого внутреннего ядра и части внешнего ядра (см. внизу от 180° до 143°), наконец, вторую теневую зону (от 143° до 103°). Так будут распространяться сейсмические волны внутри земного шара, если эпицентр землетрясения находится в самом верху диаграммы, с координатой 0°.
Вот, собственно, и весь фактический материал, всё прочее, сказанное о внутренностях нашей планеты, в частности, о химическом составе внутреннего и внешнего ядра, составе мантии и большей части земной коры — всё это лежит уже в области предположений. Красочные рисунки конвекционного процесса, наглядно демонстрирующие теорию движения тектонических плит, во многом являются плодом научных фантазий. На самом деле, мы не знаем, как перемещаются гигантские массы земли, что заставляет их перемещаться так, а не иначе, почему на поверхности земли — то там, то сям — возникают горячие точки.
Кто-то думает, что они возникают под действием магматических струй, идущих с поверхности жидкого внешнего ядра. Но поскольку они неподвижны, существуют в одном и том же месте земли миллионы лет, то непонятно, почему магматические струи не участвуют в общем конвекционном процессе; почему эти поднимающиеся с самого низу струи не разрушаются циклическим движением толстого пластичного мантийного слоя. Значит, говорят сторонники теории горизонтального перемещения литосферных плит, магматические очаги располагаются не глубже 50-100 км, т.е. непосредственно под литосферой планеты.
Нам известно три слоя земной коры, образующих, собственно, литосферу: осадочный слой (на суше он толще, до 100 км, на дне океанов меньше, около 50 км), затем, идет гранитный слой, из которого сделаны горы; и, наконец, третий базальтовый слой, который, как мы знаем, может вылезать из земли как мясной фарш из мясорубки — в виде прямоугольных призм, преимущественно шестиугольной формы.
Иногда, преподаватели усложняют жизнь учащимся и студентам, добавляя к словам "осадочный слой", "гранитный" и "базальтовый", множество других слов, как на этой "онаученной" схеме. Так же они часто стремятся "онаучить" материал, связанный с запутанными проходами магматической лавы сквозь толщу земной коры. Здесь они взяты из скучных учебников; аналогичные картинки в Интернете выглядят повеселей. Потом, на экзаменах, преподаватели требуют от несчастных учеников перечислить все эти многочисленные наукообразные термины, хотя, по правде сказать, науки здесь очень мало.
Бывает, что лава не выходит наружу, не изливается на поверхность — так, конечно, случается. Классическим примером здесь служит Медведь-гора, которая находится в Крыму. Об этом, возможно, полезно знать детям.
Как получаются горы, в общем, понятно, хотя выучить их полную классификацию, дело не простое.
Горы нас сейчас не интересуют. О граните мы вспоминали в связи с гранитной скульптурой Нефертити, а вот о базальте и осадочной породе мы поговорим подробно сейчас. Давайте, еще раз бросим взгляд на плато Путорана, чтобы затем перенестись в другие части света и посмотреть, как эти материалы выглядят там.
(демонстрируются фрагменты из любительских фильмов, снятых туристами на плато Путорана)
*
* *Выход базальта в виде шестиугольных призм находят во всех частях света в большем или меньшем количестве. Плато Путарана является, наверное, самое обширное их месторождение, хотя там большая часть находится под слоем осадочных, осколочных, бесформенных камней, т.е. когда они не представляют никакой достопримечательности для туристов. Но если в каком-нибудь месте эти столбы выходят наружу в большом количестве, это место становится настоящим местом паломничества.
Таких крупных туристических мест на земле насчитывается с десяток – полтора; Башня Дьявола и побережье Ирландии, которое называют "Тропой великанов" или "Дорогой гигантов" относятся к ним. Туристические достопримечательности часто связаны с мифами и легендами, сочиненными давным-давно живущими поблизости народами. Например, есть такое популярное туристическое место в Мексике. Сохранились зарисовки водопада, сделанные в период, когда не существовало фотоаппаратов.
Кроме плато Путарана, российские туристы облюбовали Столбчатый мыс на Курилах. Он находится на острове Куношир. В Армении большой популярностью пользуется ущелье Гарни. Недалеко от "Тропы великанов" на севере Ирландии, находится Фингалова пещера, расположенная на острове Стаффа, лежащего уже у берегов Шотландии Соединенного Королевства. Еще севернее, на черных пляжах Исландии, виднеется еще одна пещера, которую облепили базальтовые карандаши. Мы видим также подобные базальтовые карандаши в Чехии, Калифорнии, на Украине, в Африке и т.д. и т.д.
Шестигранная конфигурация базальтовых столбов объясняется, как было сказано выше, теплообменом, на который впервые указал французский исследователь Бенар. Их непрерывный рост вызван неравновесным температурным режимом. При этом действует простой и очень понятный механизм. Давайте его разберем поподробнее.
Можно заметить, что часто рядом с выходом базальта в виде шестигранных столбов, находятся водные источники (родники, гейзеры). Это означает, что стекающая по боковым сторонам гексагона раскаленная лава быстро охлаждается и застывает. Если даже рядом никакого подземного источника воды нет, то вода может поступать сверху, в виде осадков (дождя и снега). Она образует лужи, озера, которые ручьями проливаются в щели между столбами.
Далее, снизу по уже сформировавшимся трубчатым каналам, поступает очередная порция раскаленной лавы, которая, однако, не разрушает внешнюю шестиугольную форму. Базальтовый столб может расти отдельно от других, в принципе, на любую высоту, если бы этот процесс был строго последовательным, равномерным и непрерывным. Но так как лава в проводящий канал внутри призмы поступает неравномерно, объем поступающей воды тоже не непрерывный, не одинаковый, то, таким образом, происходит закупорка проточного канала, откуда поступает лава. Внешняя сторона призмы трескается и рост столба прекращается.
В итоге, высота отдельно сформировавшегося столба, может достигать несколько метров — 1, 2 3, редко 5-10 метров. Чемпионом является отдельно стоящий столб высотой около 28 метров. Да и то рост его происходил вместе с другими столбами, которые впоследствии разрушились, а он остался один. Если происходит рост целого плато из огромного числа базальтовых столбов, то их высота легко преодолевает планку в 5, 10, 20, 30 метров. Чемпионы в командном зачете, неизвестны, они где-то скрываются под слоем осадочных пород.
Нужно различать условия образования кристаллического вещества, например, германия, кремния, арсенида галлия и прочих промышленно получаемых полупроводников, от природных процессов формирования базальтовых призм. Механика роста последних в чём-то напоминает рост черных и белых курильщиков, вырастающих вдоль океанических разломов, на большой глубине. В тихой, спокойной воде высота труб, выбрасывающих в океан миллионы тонн нагретой до 300 градусов подземных вод вместе с темными и светлыми вулканическими примесями, может достигать нескольких десятков и даже сотен метров.
В Интернете я нашел сообщение, что исследователи Горинг и Моррис из Торонто получили искусственным путем гексагональную структуру на основе крахмала. "Меняя режимы нагревания смеси крахмала с водой, — говорится в этом сообщении, — ученые заставили засыхать его с разной скоростью. И в результате получили почти такие же колонны и плиты, что и в природе, только из кукурузного крахмала, меньшего, конечно, масштаба. Как пишут исследователи в своем отчете, чем медленнее идет остывание смеси, тем крупнее получаются столбы. Наряду с шестигранными столбами они получали восьмигранники и другие формы. То есть количество граней в столбе может меняться в зависимости от скорости остывания".
*
* *Скажем немного о химическом составе базальта.
Он колеблется не в слишком широких пределах. В нём от 45 до 53 % оксида кремния (SiO2), от 15 до 18 % оксида алюминия (Al2O3), от 9 до 10% оксида кальция, 7-9 % — оксида магния, 7-8% — оксида железа в виде FeO и 3-5% в виде Fe2O3, остальные проценты составляют другие оксидов. Напомним, оксидом называют, напомним, соединение какого-либо элемента с кислородом. В базальте больше всего оксида кремния, т.е. кремнезема.
На втором месте стоит оксид алюминия. В природе можно встретить только тригональную α-модификацию оксида алюминия в виде минерала, называемого корундом, и его редких драгоценных разновидностей (рубин, сапфир и прочие разновидности).
Обыкновенный корунд — это непрозрачный, крупно- или мелкозернистый минерал, сероватого цвета. Иногда он встречается в крупных непрозрачных кристаллах. Благодаря высокой твёрдости его используют как абразивный материал, из-за высокой температуры плавления используется как огнеупорный материал, а также используется для изготовления эмалированных покрытий.
Большие прозрачные кристаллы правильной формы имеют различные цветовые оттенки: рубин бывает ярко красным и бледно розовым, сапфир имеет все оттенки синего цвета, начиная от бледно голубого, почти прозрачного, алмазоподобного вида, до тёмно-синего цвета. Существуют прозрачные корунды с фиолетовым, коричневым, серым, зеленым, желтым оттенками. Цвет зависит от микро примесей — оксидов титана, хрома и прочих элементов.
На третьем месте в составе базальта стоит оксид кальция. Это кристаллическое или поликристаллическое вещество белого, слега сероватого или желтоватого цвета известного как негашеная известь. Так как в воздухе много влаги, то при взаимодействии негашеной извести с водой происходит ее гашение. В результате получаем пушонку — Ca(OH)2. Основные объёмы ее используются в строительстве при производстве силикатного кирпича. При смешивании с водой оксид кальция переходит в гидроксид, который далее, поглощая из воздуха углекислый газ, сильно твердеет, превращаясь в карбонат кальция. В природе он встречается в виде минералов — кальцита, арагонита и витерита. Они образуют главную составляющую известняка, мрамора, мела, входит в состав яичный скорлупы.
На четвертом месте стоит оксид железа, которого в базальте содержится 7-8 % в виде FeO плюс 3-5% в виде Fe2O3. Оксид железа в виде FeO (его называют еще закисью железа) встречается в природе в виде минерала вюстита, который характеризуется дефектной гранецентрированной кубической решеткой. Назван в честь немецкого профессора Вюста, исследовавшего состав и свойства этой формы оксида, куда входят кристаллы простой кубической решетки черного цвета по типу каменной соли. Магниевый вюстит является вторым по распространённости глубинным минералом. Но из-за неустойчивости в поверхностных земных условиях вюстит крайне редок. Помимо оксида магния, сода входят оксиды кальция и марганца.
В отличие от вюстита магния черного цвета, оксид железа в виде Fe2O3 имеет красно-коричневый цвет — цвет ржавчины. Он термически устойчив до высоких температур; образуется при окислении (или, говорят, горении) железа на воздухе. Он не реагирует с водой (ржавчина не растворяется), медленно реагирует с кислотами и щелочами. Железо восстанавливается монооксидом углерода или расплавленным железом. Он сплавляется с оксидами других металлов, образуя двойные оксиды, которые называются шпинелями.
Далее, идут оксид титана с двумя процентами в базальтовом слое, оксид фосфор с полупроцентом и т.д. Здесь из процентного состава земной коры мы исключаем воду, так как вода тоже оксид. Масса коры оценивается как 2,8·1019 тонн (1/5 — этого количества приходится на океаническую кору, а 4/5 — на континентальную). В общей сложности земная кора вместе с океанической водой составляет менее половины одного процента от общей массы Земли, включающей мантию, жидкое и твердое ядро, о которых мы вообще ничего не знаем. Другими словами, мы не знаем ничего о внутренностях Земли.
Смотрите фильм с этим текстом:
http://youtu.be/EA4CcgOuDYg
|
|