Природные и техногенные катастрофы

Балтийский Государственный Технический Университет

Курсовая работа

защищена с оценкой:

Курсовая работа

по курсу экологии на тему

"Природные и техногенные катастрофы "

Курсовая работа Выполнил студент гр. Р-184 допущена к защите: Дыдыкин И.И., № P-184-18

г. Санкт-Петербург, 2000г.

Оглавление

Введение

Наша планета существует уже 4,5 млрд. лет. Весь этот ог­ромный интервал времени на ее поверхности постоянно происходили сложные физико-химические процессы, воз­никла жизнь, сформировалась атмосфера, содержащая кислород, развились сложно организованные животные и растения. Все эти изменения происходили очень медлен­но, растягиваясь па сотни миллионов лет.

Но на фоне постепенных (эволюционных) процессов случались и явления катастрофического характера, вы­званные силами, таившимися в глубинах Земли или действовавшими из космоса. Игнорировать сам факт суще­ствования и роль таких событий в истории Земли было бы в наше время величайшей ошибкой. Следы катастроф тем труднее установить, чем они древнее. С течением времени «залечиваются» раны па теле Земли, появлявшиеся в результате гигантских землетрясений, стираются следы упавших метеоритов. Поэтому большинство ката­строф в истории Земли, в частности гибель Атлантиды, остаются гипотетическими.

Изучение катастрофических явлений позволяет объяс­нить некоторые особенности эволюции нашей планеты. В настоящее время наука и техника достигли такого вы­сокого уровня, что мы уже можем предугадывать многие природные катастрофы, а в скором времени, несомненно, научимся и предупреждать их.

Однако, тот же самый технический прогресс породил много, и в том числе такой новый термин как “техногенная катастрофа”. Это относительно новое понятие, просто существование которого, характеризует тенденцию развития всего человечества, как биологической единицы.

Целью этой работы является нахождение и отражение тех причинно-следственных связей, которые существуют между природными процессами и деятельностью человека и попытка оценить их значимость для Земли.

История Земли, как история катастроф

Большой взрыв и зарождения галактик

Учёные утверждают, что большой взрыв являлся непосредственной причиной рождения множества галактик. Возможно, это была самая большая природная катастрофа, в истории вселенной. Но кто знает, что было до большого взрыва, и что ещё будет? Но важно то, что зарождению жизни, предшествовал ряд глобальных катастроф. Итак, попытаемся, проследить этот ряд:

Согласно модели возникновения га­лактик, которую выдвинул немецкий ас­троном Хазингер и которая уже получи­ла немало подтверждений, после Боль­шого космического взрыва, положивше­го начало развитию вселенной, из газо­вых облаков сначала возникли гигантс­кие суперзвезды объемом несколько миллионов Солнц. Однако многие из них оказались нестабильны и со временем преобразовались в "черные дыры". Т.е., “черные дыры” – являлись, одним из первичных “продуктов” большого взрыва, и как будет показано далее, они окажутся одними из последних.

О существовании "черных дыр" науке известно давно, но немногие представ­ляют, что это такое и почему астрономы сравнивают их с вампирами. Дело в том, что "черная дыра" — это последняя ста­дия эволюции больших звезд. Как пра­вило, их масса превосходит массу Сол­нца в 2-2,5 раза, но благодаря огром­ной силе гравитации их объем сравни­тельно небольшой. Колоссальная плот­ность вещества и сила гравитации не позволяют покинуть поверхность "чер­ной дыры" даже электромагнитному из­лучению в виде света, рентгеновских лучей или радиоволн. Так что о существовании таких космических вампиров, с гигантской силой всасывающих в себя материю извне, можно догадываться опосредованно. Например, по движению звезд можно определить — оказывает ли влияние на их траекторию какая-либо "черная дыра". Можно распознать вам­пира и по состоянию материи вокруг него. Обычно вещество перед затягива­нием в "черную дыру" приобретает спиралевидную форму и на пути в чрево вампира излучает рентгеновское излу­чение. Это, как говорят ученые, после­дний крик материи, неспособной сопро­тивляться смертельному объятию "космического вампира"...

Но это ещё не все. Оказывается, вампир вампиру рознь. Есть вампиры ма­ленькие и вампиры большие. Помимо "черных дыр" обычного размера, как счи­тают ученые, существуют гигантские "черные дыры", содержащие материю в объеме миллионов и даже миллиардов масс Солнца. Их объемы даже трудно себе представить. Такие вампиры-гиган­ты способны влиять на целые галактики.

По гипотезе Хазмнгера притяжение гигант­ских "космических вампиров", собствен­но, и создает галактики. А в ходе их об­разования "черные дыры" играют главную роль. Они как бы дирижируют всем процессом. В пользу такого предполо­жения говорит то, что материя большин­ства галактик выстраивается в спиралевидном порядке и находится в постоян­ном вращении.

Галактическую модель и предположе­ния Хазингера подкрепляет многое, в том числе и тот уже общепризнанный факт, что в центре многих галактик, как прави­ло, таится гигантская "черная дыра". Со­всем недавно, кстати, подтвердилось предположение ученых о том, что и в цен­тре галактики Млечного Пути тоже при­таился гигантский вампир. Как пишет журнал "Шпигель", начиная с 1992 года немецкие астрономы несколько лет на­блюдали движение звезд, изменение их траекторий в центре нашей Галактики, в том числе и с помощью датчиков инфра­красного излучения. В итоге недавно уче­ные пришли к выводу, что в самом цент­ре Млечного Пути на расстоянии 26 100 световых лет от Земли скопилась неви­димая и невиданная масса вещества, равная по объему 2,6 миллиона Солнц! Это и есть наш собственный "космичес­кий вампир".

Образование Земли

Согласно современной теории происхождения планет, раз­работанной академиком О. Ю. Шмидтом, Земля образова­лась путем аккумуляции твердого рассеянного вещества в виде частиц и тел различных размеров. Постепенно мельчайшие частицы и метеориты различных размеров объединялись в более крупные тела — астероиды, которые затем падали на образующуюся Землю. Советский астро­ном В. С. Сафронов рассчитал возможные размеры и мас­сы тел, падавших па Землю. Оказалось, что значительная часть нашей планеты образовалась за счет крупных тел.

Массы наибольших тел, падавших на Землю, были оценены по наблюдаемому сейчас наклону оси вращения Земли. Как известно, вращение планет состоит из двух компонентов разной природы: регулярного прямого вра­щения, связанного с вращением всей системы, и нерегуляр­ного, случайного, возникшего в результате падения на планету крупных тел. Последнее определяет наклон оси ее вращения. В. С. Сафронов показал, что при сущест­вующем сейчас угле наклона земной оси 23,5° массы (наибольших тел, падавших па Землю при ее образовании, достигали 1/1000 массы Земли. Следовательно, попереч­ник их мог быть до 1000 км. Трудно вообразить масшта­бы катастрофы, если тело весом 1 000 000 000 млрд. т, падающее со скоростью 11 км/с, столкнется с Землей. Очень отдаленное представление о масштабе этого явле­ния дают лунные кратеры и моря. Заметим, что лунные моря образовались в результате падения тел с попереч­ником всего несколько десятков километров, т. е. по мас­се в десятки тысяч раз меньше тех, которые падали на Землю. Выделившейся при ударе энергии достаточно, чтобы нагреть на сотни градусов слой толщиной больше поперечника упавшего тела. Следовательно, при диаметре астероида 1000 км глубина разогрева достигала 1000 км. В. С. Сафропов полагает, что заметная часть энергии па­дения больших тел оставалась внутри Земли и могла на­греть верхние ее слои более чем на 1000° С.

Случайные явления сыграли огромную роль в жизни нашей планеты. Будь у крупнейших астероидов, падавших на Землю, другие размеры, скорость или угол падения, наша планета имела бы иной наклон оси, а значит, ширина тропического и умеренных поясов и полярных кругов была бы иной.

Формирование Земли как планеты, сопровождавшееся падением астероидов и метеоритов, продолжалось около 100 млн. лет. По сравнению с длительностью жизни че­ловека срок этот огромен. Но если мы вспомним, что воз­раст Земли равен 4,5—5 млрд. лет, то получается, что образование ее из астероидов и метеоритов заняло лишь 2% времени от всей жизни пашей планеты.

Рой астероидов, окружавших Землю, за 100 млн. лот рассеялся. Падения метеоритов стали реже. Масса плане­ты достигла примерно тех размеров, какие она имеет сейчас. Первая фаза ее развития закончилась, наступила следующая, о которой мы знаем еще очень мало. По тео­рии О. Ю. Шмидта, Земля образовалась в результате па­дения холодных частиц и метеоритов. Следовательно, в этот начальный период развития она не была раскаленной. Но вот новейшие результаты изучения Луны заставили усомниться в таком выводе. Исследование лунных пород показало, что в начальный период своего развития Луна прошла через состояние общего плавления. Если сравни­тельно небольшое по размерам небесное тело — Луна — было сильно разогрето 5—4 млрд. лет назад, то есть ос­нования считать, что и планета Земля, которая значи­тельно больше Луны по размерам и потому медленнее отдает тепло, также была разогретой. Это подтверждают исследования древнейших пород с возрастом 4—3 млрд. лет, обнажающихся на земной поверхности в Гренландии, Южной Сибири и в ряде других мест. И хотя они сильно изменены более поздними геологическими процессами, все же до некоторой степени удается восстановить их химический состав и условия образования. Оказывается, что первоначально это были вулканические породы, воз­никшие в результате излияния на земную поверхность базальтовых лав.

Сейчас все больше специалистов склоняются к мнению, что первоначально недра Земли были разогреты. На глубине нескольких десятков километров существовал слой, где породы были в расплавленном состоянии. Эти расплавы изливались на земную поверхность. Таким обра­зом, стадия «бомбардировки» Земли сменилась более про­должительной