Гарольд Дубах - 1001 вопрос об океане и 1001 ответ

• Название: 1001 вопрос об океане и 1001 ответ
• Автор: Гарольд Дубах
• Издательство: Гидрометеоиздат
• Жанр: Научпоп
• Год: 1978

Как образуются атоллы? Может ли искусственный спутник Земли помочь рыбакам? Что такое «ледяной плуг»? Как дельфины сражаются с акулами? Где находится «кладбище Атлантики»? Почему у берегов Перу много рыбы? Чем грозит загрязнение океана? Ответы на эти и многие другие вопросы можно найти в новой научно-популярной книге известных американских океанографов, имена которых знакомы нашему читателю по небольшой книжке «100 вопросов об океане», выпущенной в русском переводе Гидрометеоиздатом в 1972 г. Авторы вновь вернулись к своей первоначальной задаче — дать информацию о различных аспектах современной науки об океане, — но уже на гораздо более широкой основе.

Рассчитана на широкий круг читателей.

---

Идея заключается в том, что континенты не дрейфуют сквозь мантию, а просто плавают на ней, в то время как сама мантия «растекается» от зон поднятий и хребтов. Такую концепцию принять значительно легче, чем первоначальную гипотезу Вегенера о дрейфе материков.

165. Как образовалось Красное море?

Если конвекция возникает под срединно-океаническим хребтом, то это приводит к расширению океанского дна. Однако если она возникает под материком, то его расширение может повлечь за собой разломы материковой коры. Это, по-видимому, и произошло в районах Красного моря и Калифорнийского залива.

166. Чем вызываются изменения силы тяжести?

Различия в силе тяжести определяются различиями в мощности и плотности коренных пород. Точные измерения силы тяжести на уровне моря и на глубинах дают ценные сведения о современном и прошлом состоянии земной коры. Данные, собранные в разных местах Земли, как на суше, так и на море, свидетельствуют о том, что коренные породы, слагающие дно океана, имеют большую плотность, чем материковые коренные породы.

167. Где впервые были проведены морские гравитационные измерения?

В 1929 г. голландский геофизик Ф. А. Венинг Мейнец изобрел маятниковый гравиметр, употребляемый и поныне. Свои измерения он проводил с подводной лодки, находившейся в погруженном состоянии и служившей тем самым стабильной платформой.

168. Когда начали проводить гравитационные измерения в море американские ученые?

В 1931 г. Морис Юинг и Гарри X. Хесс провели точные гравитационные измерения с борта подводной лодки «Барракуда».

169. Когда впервые были проведены гравитационные измерения с надводного судна?

Первое успешное гравитационное измерение с надводного судна провел в ноябре 1957 г. Дж. Ламар Ворцель из Ламонтской Геологической обсерватории (ныне Ламот-Догерти).

170. Ведутся ли морские гравитационные съемки в США сейчас?

С июля 1967 г. по июль 1968 г. 5 кораблей Океанографического управления ВМС США провели гравитационные измерения вдоль маршрута протяженностью 18 000 миль.

171. Для чего нужны морские гравитационные измерения?

Они необходимы для усовершенствования инерциальных навигационных систем.

172. В чем разница между землетрясениями и моретрясениями?

Большая часть землетрясений происходит под океанским дном. Эти землетрясения и называют моретрясениями. Механизм их тот же самый, что и у землетрясений, происходящих под материками.

173. Можно ли почувствовать моретрясение на судне?

Часто первые волны, достигающие поверхности моря, недостаточно сильны, чтобы их можно было заметить с судна, находящегося в открытом море. Однако волновой фронт вызывает сильные вибрации корпуса судна. Кроме того, идущие из глубин волны можно уловить по акустическим колебаниям, которые они создают, взаимодействуя с атмосферой. Когда их частота находится в звуковом диапазоне, слышен низкий звук, напоминающий взрыв.

174. Могут ли моретрясения повредить судно?

Вибрации, вызванные моретрясением, редко повреждают суда, так как их корпуса рассчитаны на значительные внешние нагрузки. Однако 15 апреля 1947 г. на одном судне, шедшем вблизи мексиканского мыса Сан-Тельмо, из-за вибраций, вызванных подводным землетрясением, тяжелые стальные сборные. секции, находившиеся на борту в качестве палубного груза, разошлись на 15 см.

175. Можно ли считать землетрясения основной причиной разрывов подводных кабелей?

Когда М. Ф. Мори писал в 1855 г. об условиях на дне океана, а делал он это на основе имевшихся в то время знаний, он заключил, что кабели, проложенные на океанском дне, «будут лежать в холодной недвижности, не подверженные какому-либо движению, возмущению и изнашиванию, в полной безопасности от зубов времени». Эти выводы основывались на представлении, что «все агенты, возмущающие равновесие в море, находятся вблизи поверхности или над ней; ни один из них не имеет прибежища в глубинах». В начале XX в. стали накапливаться данные, свидетельствующие о том, что Мори располагал неполной информацией и что его заключение о стойкости подводных кабелей ошибочно.

Лаборатории телефонной компании Белла провели многочисленные исследования разрывов подводных кабелей. Позднее Брюс Хизен, проанализировав исследования Геологической обсерватории Ламонт-Догерти за 20-летний период, пришел к выводу, что подавляющее большинство разрывов кабелей происходит на глубине менее 400 м, причем большая часть этих разрывов вызывается перетиранием и коррозией. Когда подводные кабели прокладывают на крутых склонах или вблизи источников неустойчивых осадков, таких, как устья рек, то вероятность разрыва увеличивается на порядок. Там, где кабели пересекают районы интенсивного рыболовства, такие, как Большая Ньюфаундлендская банка, основными виновниками разрывов кабелей становятся тралы. Обрастание донными организмами, по-видимому, не сказывается на исправности кабеля сколько-нибудь существенно, за исключением глубин менее 20 м. Разрывы кабелей могут вызывать также подводные землетрясения, вулканическая деятельность на дне океана и погружающиеся в поисках пищи на большие глубины морские животные, но на эти факторы приходится весьма незначительная доля отмеченных и проанализированных разрывов.

176. Что такое слой Мохо?

Так называют «поверхность Мохоровичича». то есть границу раздела между земной корой и мантией. Свое название эта граница получила по имени обнаружившего ее югославского сейсмолога. На поверхности Мохоровичича резко меняется скорость распространения сейсмических волн, вызванных землетрясениями, что указывает на различие в плотности между породами коры и мантии. Кора представляет собой верхний слой Земли, состоящий из скальных пород. Средняя мощность материковой коры составляет 38 км, а океанической — всего 4,5–6 км.

В 60-х годах появился проект «Мохол», целью которого было пробурить слой Мохо насквозь и получить образцы пород, слагающих мантию. Среди вопросов, на которые ученые хотели получить ответы, были такие: как дифференцировались коренные породы океанического типа и коренные породы материкового типа; как дифференцировалась кора; как образовались слои океанической коры?

Хотя ныне работы по проекту «Мохол» приостановлены, они успели принести полезные результаты. Так, удалось получить более полное представление о геофизических особенностях некоторых районов океана и усовершенствовать технические средства и методику бурения, а также методы взятия проб с больших глубин.

177. Когда начались морские магнитные съемки?

В 1698–1700 гг. британский астроном Эдмунд Галлей провел наблюдения за магнитными вариациями в Атлантике. Он составил карту, которая, как он надеялся, должна была помочь мореплавателям определять долготу места по данным судовых наблюдений.

178. Когда начался сбор морских магнитных данных в США?

В небольшом количестве эти данные были собраны во время Исследовательской экспедиции военно-морского флота США, проводившейся в 1838–1842 гг. под командованием лейтенанта Ч. Уилкса. В 1881 г. был предпринят глобальный сбор данных. Все деревянные корабли ВМС США должны были сообщить данные наблюдений за магнитным склонением во всех океанах.

179. Как измеряется интенсивность магнитного поля?

За судном буксируется магнитометр на таком расстоянии, чтобы стальной корпус не влиял на показания прибора. В океанографических съемках обычно применяются ядерные прецессионные магнитометры. Принцип их действия состоит в измерении частоты прецессии (вращения) протонов, возникающей в магнитном поле. Частота вращения пропорциональна интенсивности полного вектора магнитного поля.

180. Как проводятся самолетные магнитные съемки?

С 1953 г. Океанографическое управление ВМС США проводит геомагнитные аэросъемки в океане. Самолеты обычно летают параллельными широтными курсами с интервалами около 200 миль. Ежегодно выполняется более 200 тыс. миль магнитных съемок. Аэросъемка позволила провести сбор данных в ранее недоступных полярных районах. Эти данные используются для создания надежных навигационных карт и мировых магнитных карт.

Физические свойства морской воды

181. Какое физическое свойство присуще только воде?

Вода — самое удивительное из всех веществ. Она встречается в естественных условиях на поверхности Земли во всех трех своих физических состояниях: твердом, жидком и газообразном (в виде льда, воды и водяного пара). Есть вещества, которые могут существовать при типичных для земной поверхности температурах в твердом и жидком или в жидком и газообразном состояниях, но, по-видимому, не существует другого химического вещества, которое встречалось бы в природных условиях во всех трех физических состояниях.