21. Антропный принцип

Вселенная постоянно развивается и её стр-ра усложняется. На определённом этапе такого развития появляется «наблюдатель», способный обнаружить существование «тонкой подстройки» и задуматься о породивших её причинах.

У наблюдателя, обладающего нашей системой восприятия мира и нашей логикой, неизбежно возникает вопрос: случайна ли «тонкая подстройка» Вселенной или она предопределена каким-то глобальным процессом самоорганизации? В ответ на этот вопрос был выдвинут и в настоящее время широко обсуждается антропный принцип. В современном виде он был сформулирован в 70-е годы в двух вариантах. Первый из них получил наименование слабого антропного принципа: то, что мы предполагаем наблюдать, должно удовлетворять условиям, необходимым для присутствия человека в качестве наблюдателя. Второй вариант назван сильным антропным принципом: Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некот стадии эволюции мог существовать наблюдатель. Слабый антропный принцип истолковывается так, что в ходе эволюции Вселенной могли существовать самые различные условия, но человек-наблюдатель видит мир только на том этапе, на котором реализовались условия, необходимые для его существования. В частности, для появления человека понадобилось, чтобы в ходе расширения в-ва образовалась водородно-гелиевая Вселенная, чтобы в ней возникли и развились сначала крупномасштабные, а затем и мелкомасштабные стр-ры, чтобы появились звёзды, чтобы они образовали тяжёлые эл-ты, и т.д. Понятно, что человек не мог наблюдать перечисленные стадии развития Вселенной, так как физические условия в ней тогда не обеспечивали его появления. С другой стороны, все предшествовавшие появлению человека стадии могли протекать только в мире, где существовала «тонкая подстройка». Поэтому сам факт появления человека уже предопределяет то, что он увидит: современную Вселенную, и наличие в ней «тонкой подстройки.

В трактовках сильного антропного принципа проявляются две противостоящие линии. С одной стороны, этот принцип рассматривается с позиции стохастичности природных процессов, что вынуждает вводить предположение о множественном рождении вселен, в каждой из кот случайным образом реализуется произвольный набор физических постоянных и физических законов. Случайный перебор всевозможных вариантов создаёт в одной (или нескольких) из них ситуацию «тонкой подстройки» со всеми вытекающими отсюда следствиями.

22. Строение Земли

Земля – самая большая планета в своей группе. Но, как показывают оценки, даже такие размеры и масса оказываются минимальными, при кот планета способна удерживать свою газовую атмосферу. Земля интенсивно теряет водород и некот другие лёгкие газы, что подтверждают наблюдения за так называемым шлейфом Земли.

Атмосфера Земли кардинально отличается от атмосфер других планет: в ней низкое содержание углекислого газа, высоко содержание молекулярного кислорода и относительно велико содержание паров воды. Две причины создают выделенность атмосферы Земли: вода океанов и морей хорошо поглощает углекислый газ, а биосфера насыщает атмосферу молекулярным кислородом, образующимся в процессе растительного фотосинтеза. В атмосфере Земли насыщенные водяные пары создают облачный слой, охватывающий значительную часть планеты. Облака Земли входят важнейшим элементом в круговорот воды, происходящий на нашей планете в системе гидросфера – атмосфера - суша.

Тектонические процессы активно протекают на Земле и в наши дни, её геологическая история далека от завершения. Время от времени отголоски планетной деятельности проявляются с такой силой, что вызывают локальные катастрофические потрясения, отражающиеся на природе и человеческой цивилизации. Палеонтологи утверждают, что в эпоху ранней молодости Земли её тектоническая активность была ещё выше. Современный рельеф планеты сложился и продолжает видоизменятся под влиянием совместного действия на её поверхности тектонических, гидросферных, атмосферных и биологических процессов.

Рельеф земной поверхности в целом характеризуется глобальной асимметрией двух полушарий: одно из них представляет собой гигантское пр-во, заполненное водой. Это – океаны, занимающие более 70% всей поверхности. В другом полушарии сосредоточены поднятия коры, образующие континенты. Океаническая и континентальная разновидности коры различаются и по возрасту, и по химико-геологическому составу. Понятно, что рельеф океанического дна отличен от континентального рельефа. Рельеф земной поверхности в целом характеризуется глобальной асимметрией двух полушарий: одно из них представляет собой гигантское пр-во, заполненное водой. Это – океаны, занимающие более 70% всей поверхности. В другом полушарии сосредоточены поднятия коры, образующие континенты. Океаническая и континентальная разновидности коры различаются и по возрасту, и по химико-геологическому составу. Понятно, что рельеф океанического дна отличен от континентального рельефа. Средняя глубина мирового океана близка к 4 км, отдельные впадины достигают в три раза большей глубины, а отдельные конусы значительно возвышаются над поверхностью воды. Главная достопримечательность океанического рельефа – глобальная сис-ма срединных хребтов, тянущаяся на десятки тысяч км. Вдоль их центральных частей протянулись разломы, так называемые рифтовые зоны, через кот из мантии на поверхность выходят свежие массы в-ва. Они раздвигают океаническую кору, формируя её в процессе непрерывного обновления.

Рельеф континентальной части планеты более разнообразен: равнины, возвышенности, плато, горные хребты и огромные горные сис-мы. Отдельные участки суши лежат ниже уровня океана, отдельные горные вершины подняты над его уровнем на 8-9 км. Согласно современным воззрениям, континентальная кора вместе с подстилающими слоями мантии образует сис-му литосферных континентальных плит. В отличие от литосферы океанов континентальные плиты имеют очень древнее происхождение, их возратс оценивается в 2,5-3,8 млрд. лет. Толщина центральной части некот континентальных плит достигает 250 км. На границах литосферных плит, называемых геосинклиналиями, происходит либо сжатие, либо растяжение коры, что зависит от направления местного горизонтального смещения плит.

Зондирование недр Земли сейсмическими волнами позволило установить их оболочное строение и дифференцированность химич состава. Различают три главные концентрически расположенные области: ядро, мантия и кора. Ядро и мантия в свою очередь подразделяются на дополнительные оболочки, различающиеся физико-химическими свойствами. Ядро занимает центральную область земного геоида и разделяется на две части. Внутреннее ядро находится в твёрдом состоянии, оно окружено внешним ядром, прибывающем в жидкой фазе. Между внутренним и внешним ядрами нет чёткой границы, их разделяет переходная зона. О химическом составе ядра судят по плотности в-ва в нём и на основании предположения, что состав ядра идентичен составу железных метеоритов. Чтобы внутреннее ядро оставалось твёрдым, а внешнее жидким, темп-ра в центре Земли не должна превышать 4500 С, но и не быть ниже 3200 С. с жидким состоянием внешнего ядра связывают представления о природе земного магнетизма. Масса жидкого ядра перемещается при вращении Земли вокруг своей оси, а сис-ма возбуждения образуется токами, создающими замкнутые петли внутри сферы ядра.

Плотность и химич состав мантии, по данным сейсмических волн, резко отличаются от соответствующих характеристик ядра. Мантию образуют различные силикаты (соединения в основе кот кремний). Предполагается, что состав нижней мантии подобен составу каменных метеоритов. Верхняя мантия непосредственно связана с самым внешнем слоем – корой. Полагают, что внешняя мантия состоит из оливина, пироксена, полевого шпата. Хрупкая кора, обладающая высокой степенью жесткости, вместе с частью подстилающей мантии образует собой слой толщиной порядка 100 км, называемый литосферой.

Земная кора, образующая верхнюю часть литосферы, в основном слагается из 8 хим эл-тов: кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий и калий. Геологические особенности коры определяются совместными действиями на неё атмосферы, гидросферы и биосферы – этих трёх самых внешних оболочек планеты.

Самые верхние оболочки Земли – гидросфера и атмосфера – заметно отличаются от других оболочек, образующих твёрдое тело планеты. По массе это совсем незначительная часть земного шара, не более 0,025% всей его массы. Но значение этих оболочек в жизни планеты огромно. Гидросфера и атмосфера возникли на ранней стадии формирования планеты.

Среди сообщества оболочек Земли особое место занимает биосфера. Она захватывает верхний слой литосферы, почти всю гидросферу и нижние слои атмосферы. Под биосферой понималась совокупность заселяющей поверхность планеты живой материи вместе со средой обитания. Значимость этой сис-мы выходит за пределы чисто земного мира, она представляет собой звено космического масштаба.

Геологическое время

Концепции развития геосферных оболочек

Становление химии