ПОСОБИЕ-ЧАСТЬ 1,2 2014 июнь

А.Д. Московченко (1991) предлагает свою классификацию видов движения материи, где вводит галактическую, планетную и кибернетическую форму

(рис.1).

Треугольник схематически отображает идею о закономерном ряде основных форм движения материи. Стороны треугольника (aб, вб) несут идею о главных фундаментальных и специфических, локальных формах движения. Сторона треугольника (ав) изображает естественноисторическое развитие форм движения материи от галактической (звездной) до социальной. Односторонние скобки внутри треугольника показывают, какие именно формы «пронизывают» данную совокупность форм движения материи. При этом простейшей и наиболее общей формой движения выступает механическая форма движения, затем идут физико-химические, которые «пронизывают» собой все локальные формы движения. И, наконец, кибернетическая форма «пронизывает» собой биологическую и социальную формы. Это «пронизывание» изображают стороны треугольника (аб, вб).

Рис.1. Основные формы движения материи:

Га – галактическая (звезды и звездные ассоциации); П – планетная (планетные системы, планеты); Ге – геологическая (литосфера планет); Б – биосферная (жизнь); С – социальная; К – кибернетическая; Ф – физическая; Х – химическая;

М – механическая.

Согласно классификации А.Д. Московченко (1991) форм движения материи, техника будет классифицироваться следующим образом:

1. механическая;

11

2.физическая;

3.химическая;

4.кибернетическая;

5.космическая (межпланетная, галактическая);

6.геотехника;

7.биотехника.

Общие сведения о Земле, ее внутреннем строении и агрегатном состоянии. Многие геологические процессы, непосредственно наблюдаемые на

земной поверхности имеют явное глубинное происхождение.

Чтобы правильно понять их, нужно выяснить, чем сложена и как устроена Земля. Однако точных, однозначных сведений по этим вопросам еще нет. О внутреннем строении Земли имеются лишь отдельные гипотетические умозаключения, достоверность которых пока не может полностью гарантироваться. Более детально изучены внешние оболочки Земли: атмосфера и пояса частиц полей (рис. 2).

Рис. 2. Галактика в поперечном разрезе (а) и в плане (б). Большая часть материи сосредоточена в центре и в спиральных рукавах, но, кроме того, имеются шарообразные звездные скопления, состоящие из многих звезд, которые образуют сферическое "гало". Приблизительное положение Солнца в Галактике показано крестиком. (Из работ Д. Брауна, А. Массет, 1984). Галактика наша представляет спиралеобразное образование.

Возраст Земли

Минимальное значение возраста Земли, определенное радиометрическими методами по древнейшим горным породам, составляет примерно 3,5 млрд. лет. Максимальные величины по соотношению урана в породах Земли составляют 6,0 млрд. лет.

По отношению изотопов рубидия и стронция, содержащихся в каменных метеоритах – 4,45 млрд. лет.

По отношению изотопов свинца в каменных метеоритах – 4,5 млрд. лет, а в земных породах – 5,5 млрд. лет.

Принято считать, что метеориты и Земля стали существовать как обособленные тела примерно – 4,5-5,0 млрд. лет (рис. 3,4).

Рис. 3. Относительные размеры Солнца, планет и их спутников. Показаны только семь самых крупных спутников, остальные выглядели бы на этой схеме просто точками. Показана ориентировка осей вращения планет (если она известна). Расстояние между телами - не в масштабе. (Плоскости орбит планет приблизительно перпендикулярны плоскости чертежа. – Перев.). (Из работы Д. Брауна, А. Массет, 1984)

13

Рис.4. Концентрические зоны Земли. Земная кора имеет толщину 5 - 40 км, мантия - 2900 км, внешнее ядро - 2220 км; радиус внутреннего ядра равен 1255 км. (Д. Браун, А. Массет, 1984)

Солнце – всего лишь одна из примерно 1011 звезд, относящихся к нашей галактике.

Оболочки Земли.

1.Атмосфера.

2.Гидросфера.

3.Литосфера.

4.Техносфера.

5.Биосфера.

Атмосфера (от греч. аtmos – пар и sphaira – шар) – газовая (воздушная) среда вокруг Земли, вращающаяся вместе с нею.

Гидросфера (от греч. hydor – вода и сфера) – совокупность всех водных объектов Земли (океанов, морей, озёр, рек, водохранилищ, болот, подземных вод, ледяного и снежного покрова, водных частиц и т.п.).

Литосфера – верхняя твердая оболочка Земли. Мощность литосферы неопределена и колеблется, вероятно, от 50 до 200 км. Мощность верхней её части – земной коры – достигает 30-60 км под континентами и 5-10 км под океанами. На суше – это область развития экосистемы суши.

Биосфера (от греч. bios – жизнь и сфера) – всё живое вещество, динамически охватывающее верхнюю часть литосферы, гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

Техносфера – это то, что человек создал на Земле: жилье, производства, техника, информация.

14

Происхождение Земли

По современным данным, наша Галактика образовалась 8-15 млрд. лет назад.

Звезды, подобные Солнцу, продолжают возникать и в настоящее время из холодных газопылевых межзвездных облаков, когда плотность последних возрастает настолько, что они становятся гравитационно неустойчивыми.

Предполагается, что из такого газопылевого, преимущественно водородногелиевого облака примерно 4,6-4,5 млрд. лет назад образовалось Солнце.

Планеты возникали путем конденсации вещества того же облака и одновременно с Солнцем.

Земля и другие планеты первоначально были холодные и однородные, затем произошел разогрев под воздействием:

А) гравитационного уплотнения; Б) ударов крупных метеоритов;

В) распада радиоактивных элементов.

Разогрелись породы до нескольких тысяч градусов.

Произошло плавление вещества планеты, расслоение по удельному весу с образованием основных геосфер: ядра, мантии, земной коры, гидросферы и атмосферы.

Эти процессы относятся, в основном, к интервалу 4,5-3,5 млрд. лет, но частично осуществляются и в наше время: вулканическая деятельность,

истечение глубинных растворов и газов.

Рис.5. Земляэлепсоид вращения, который не имеет идеальной формы. Ее действительная форма показана жирной линией. На широте бермудского треугольника радиус Земли меньше, чем он должен был бы быть в соответствии с формой геоида. (Из работ З. Кукала,1989).

Химический состав Земли

Мантия и ядро, составляющие 99% объема Земли, недоступны для непосредственного изучения.

15

Общее представление о составе Земли, благодаря исследованиям В.И.Вернадского, А.Е.Ферсмана и В.М.Гольдшмидта было сформировано уже в начале ХХ-го века.

Слои Земли

Рис. 6. Сектор земного шара

Первоначально было открыто ядро Земли. Р.Д. Ольдгем в 1906 году обратил внимание на то, что продольные сейсмические волны (волны Р) пересекают Землю по диаметру и приходят в точку с эпицентральным расстоянием 1800 позднее, чем можно было ожидать, считая вещество планеты однородным.

Поперечные сейсмические волны (волны S) дальше эпицентрального расстояния 103° вообще не проходят. То есть пересечь Землю в диаметральном и субдиаметральном направлениях они не способны.

Из этого следует, что внутри планеты, начиная с глубины 2900 км, располагается жидкое ядро. Внутреннее ядро твердое. Граница между ядром и мантией носит имя Б.Гутенберга – исследователя, впервые определившего глубину ее положения.

Вторая отчетливая поверхность раздела внутри Земли располагается на глубинах 10-15 км под океаном и 40-70 км под континентами.

Она открыта югославским геофизиком А. Мохоровичичем в 1909 году и называется «границей Мохоровичича» или сокращенно «Мохо», или «границей М.».

16

Граница разделяет высокоскоростную мантию Земли и сравнительно низкоскоростную верхнюю гипергенную оболочку планеты или земную кору.

Таблица 1

Химический состав земной коры (по Ф.Кларку, 1920)

Гораздо труднее решить вопрос о химическом составе земного шара.

Таблица 2

Средний химический состав метеоритов (по А.Е.Ферсману, 1932)

1.Средняя плотность Земли в целом – 5,517 г/см3 2.Плотность ядра Земли – 10 г/см3 3.Венеры – 4,86 г/см3 4.Марса- 3,96 г/см3 5.Меркурий – 3,80 г/см3

6.Луны – 3,30 г/см3

17

Эти цифры говорят о некоторых различиях в строении планет.

Таблица 3

Химический состав земного шара (по Ф.Кларку, 1924)

Ни одного элемента, ни одного минерала не обнаружено в метеоритах такого, которого бы не было на Земле.

Химическое родство, химическое единство небесных тел – вывод, имеющий большое методологическое значение.

На первые 8 элементов приходится около 98% массы Земли; остальные 84101 элемента обладают всего 2% массы Земли.

Таблица 4

Содержание радиоактивных элементов в магматических породах и выделение ими тепла

(из работы Г.П. Горшкова, А.Ф. Якушовой, 1962)

Приток тепла способствует разогреванию слоя и тем самым увеличивает возможности достижения здесь температур плавления.

Не исключена возможность и того, что в глубоких горизонтах радиоактивные элементы содержатся в количествах больших, чем на

18

поверхности. Следует учесть также генерацию тепла, возникающего в результате самих тектонических движений.

ЛИТЕРАТУРА

1.Аллисон А., Пальмер Д. Геология: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 568 С.

2.Браун Д., Массет А. Недоступная Земля. – М.: Мир, 1984. – 263 С.

3.Гарбовский А. М. Иные миры. М.: Общество по изучению тайн и загадок Земли, 1991. – 240 С.

4.Горшков Г.П., Якушова А.Ф. Общая геология. М.: Изд-во МГУ, 1962. – 566 С.

5.Дмитриев А.Н., Журавлев В.К. Тунгусский феномен 1908 года – вид солнечно-земных взаимосвязей. – Новосибирск: Наука, 1984. – 143 С.

6.Кедров Б.М. Классификация наук (Прогноз К.Маркса о науке будущего). М.,

1985.

7.Короновский Н.В., Якушова А.Ф. Основы геологии. М.: Высшая школа, 1991. – 320 С.

8.Кукал З. Великие загадки Земли. М.: Прогресс, 1989. – 396 С.

9.Кусков О.Л., Хитаров Н.И. Термодинамика и геохимия ядра и мантии Земли. М.: Наука, 1982. – 279 С.

10.Кусков О.Л. Структура переходной зоны мантии//Природа, 1986. – №12. – С. 20-32.

11.Лобанов Ю.А. Самоорганизация геометрического пространства в природе. Томск: Раско, 2002. – 349 С.

12.Московченко А.Д. Методологические вопросы классификации технических наук. Томск: Изд-во ТГУ, 1991. – 136 С.

13.Московченко А.Д. Философия для технических наук. Учебное пособие. Томск: ТУСУ, 2009.-216С.

14.Нарликар Дж. Неистовая вселенная: Пер. с англ./ Под ред. и с предисл. И.Д.Новикова. – М.: Мир, 1985. – 256 С.

15.Ольховатов А.Ю. Миф о Тунгусском метеорите. Тунгусский феномен 1908 года – земное явление. М.:, 1997. – 128 С.

16.Пугач А.Ф., Чуримов К.И. Небо без чудес. Киев: Изд-во полит. лит. Украины, 1987. – 231 С.

17.Родзин В.И., Семенцев Г.В. Основы экологического мониторинга / Под ред. Н.Г. Малышева. – Таганрог: ТРТИ, 1998. – 260 С.

18.Самоорганизация в природе. – Томск: ТПУ, 1998, т.2,1; 2.2. – С. 248; 254. 19.Сальников В.Н. Электромагнитные системы литосферы и техногенеза / Деп.

в ВИНИТИ 18.03.91, №156-В91. – Томск, 1991. – 384 С.

20.Сальников В.Н., Потылицына Е. С. Геология и самоорганизация жизни на Земле. Томск: STT, 2008.-430С.

19

21.Сальников В.Н., Потылицына Е.С., Ведерникова А.С. Курс лекций по общей геологии как интеграция новейших достижений в науках о Земле / материалы II ой Межд. конф.: Науки о Земле и образования. Санкт – Петербург: СПбГУ, 2006.-С.171-173

22.Соболевский В.И. Замечательные минералы / Кн. для учащихся. – 2-е изд., доп. – М.: Просвящение, 1983. – 191С.

23.Черняев А.Ф. Камни падают в небо. От Тунгусского до Сасовского взрыва… М.: 1992. – 132 С.

24.Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум/ Под ред. Кардашева и В.И.Мороза. – 6-е изд. доп. – М.: Наука, 1987. – 320 С.

25.Энгельс Ф. Диалектика природы. М.: Изд-во полит. литер., 1946. – 338 С. 26.Якушова А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И. Общая геология. М.: Изд-во МГУ,

1988. – 380 С.

27.Якушова А.Ф. Геология с элементами геоморфологии. М.: Изд-во МГУ,

1983. – 275 С.

20