Неизвестен Автор - Эврика-87 Страница 21

Алмаз в пузырьке

Более десяти лет назад в советских и зарубежных научных журналах появились работы профессора Э. Галимова (Институт геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского АН СССР), в них излагалась любопытная гипотеза происхождения алмазов.

По этой гипотезе, углерод может кристаллизоваться в алмаз в кимберлитовой породе из-за кавитации. Образование кавитационных пузырьков в общих чертах можно представить себе так.

При резком перепаде давлений в потоке расплавленной породы, например при изменении профиля или сужении канала, в движущейся жидкости образуются не только области пониженного давления, но и разрывы, пустоты, пузыри ("кавитас" - по-латыни "полость"), которые охлопываются, когда жидкость выходит из сужения и давление выравнивается. Чем более текуча жидкость, чем с большей скоростью она движется, тем больше вероятность, что в ней образуются пузырьки кавитации. Особо склонны к кавитации жидкости, содержащие газ и твердые частицы, которые служат "ядрами" кавитации.

У кимберлитовых пород есть две особенности. Во-первых, они выделяются среди других магматических пород своей уникальной алмазоносностью. Во-вторых, в кимберлитовой магме часто рождаются кавитационные пузырьки. При схлопывании пузырьков находящийся в них газ испытывает удар, при резком сжатии развиваются огромные пиковые давления порядка тысячи килобар. Этого достаточно, чтобы родились мелкие кристаллики алмазов, но при условии, если в пузырьке был газообразный углерод.

Остается лишь ответить на вопрос:

откуда он берется?

Кавитационные пузырьки кимберлитовой магмы насыщены метаном, молекулы этого газа распадаются на углерод и водород при высокой температуре, возникающей в пузырьках из-за сильного сжатия. При схлопывании газообразный углерод кристаллизуется в алмаз, а водород выносится за пределы пузырька. Процессы рекристаллизации, которые могут идти в затвердевающей магме, приведут к объединению мелких кристалликов и образованию довольно крупных алмазов.

Образуются ли природные алмазы в процессе кавитации, или это лишь гипотеза? Ответить на этот вопрос можно, исследовав изотопы углерода в алмазах.

Долгое время ученые считали, что соотношение тяжелого С-13 и легкого С-12 изотопов углерода в алмазах очень стабильно. Это лишний раз подтверждало теорию их глубинного синтеза: раз все алмазы образуются на больших глубинах, как считалось раньше, то такие условия порождают и изотопную однородность углерода.

Однако в действительности оказалось, что изотопный состав углерода в алмазах меняется в довольно широких пределах. Это факт в пользу новой гипотезы: если алмазы могут синтезироваться на разной глубине, то и состав углерода в них может меняться в широких пределах.

Течения и Солнце

Дыхание Мирового океана

Определить, меняется ли уровень Мирового океана, практически можно, только измеряя, как поднимается или опускается средний уровень воды у побережья. В различных пунктах земного шара в одном и том же году получают при этом разные данные. Например, в Скандинавских странах наблюдаемый уровень воды постепенно понижается, суша, сбросив оледенение, поднимается под влиянием послеледниковой деформации земной коры.

В южной части Атлантического побережья Соединенных Штатов можно наблюдать, как понижается уровень океана благодаря обильным наносам почвы в дельте Миссисипи. Обобщая накопленные данные, ученые установили, что средний уровень Мирового океана повышается за столетие на 10-20 сантиметров. На это влияет ряд факторов, значение которых оценивается следующими цифрами. Во-первых, за последнее столетие средняя температура атмосферы повысилась на полградуса. При этом из-за теплового расширения воды в океане уровень ее повысился на три-шесть сантиметров, а из-за таяния горных ледников - еще на два-пять сантиметров. На два-три сантиметра опустился средний уровень суши в результате деформации земной коры. Ледовый панцирь Антарктиды, по мнению ученых, за последнее столетие существенно не изменился, но такая опасность ему угрожает при дальнейшем потеплении климата.

Издавна считалось, что главные причины океанических течений - это ветер и неравномерное распределение температуры и солености (плотности) воды в океане, а приливные движения, происходящие, как известно, под действием сил притяжения Луны и Солнца, вызывают лишь возвратные колебательные смещения воды (приливы - отливы) и не могут быть причиной течений.

Но вот в результате исследований, проведенных в Институте технической кибернетики АН БССР, родилась гипотеза о том, что и Солнце и Луна в принципе могут порождать течения в морях и океанах.

Из-за притяжения Луны и вращения нашей планеты на водной поверхности Земли, как известно, рождаются два приливных выступа, один из которых обращен к Луне, а другой - в противоположную сторону. Максимальная высота этих выступов в открытом океане составляет около пятидесяти сантиметров. Под действием силы притяжения Солнца и вращения Земли на водной поверхности океанов также появляются два приливных выступа, которые из-за большей удаленности от Солнца имеют высоту лишь двадцать сантиметров. Из-за вращения Земли приливные выступы постоянно перемещаются с востока на запад - в тропическом поясе Земли со скоростью около 1 500 километров в час,- сложным образом взаимодействуя между собой. Например, когда Луна, Земля и Солнце находятся на одной линии, то есть в полнолуние и новолуние, выступы от Луны и Солнца суммируются и образуют выступ высотой около 70 сантиметров.

Белорусские исследователи предполагают, что эти постоянно движущиеся с востока на запад приливные выступы должны переносить в том же направлении воду. В момент восхождения над восточными берегами океана светило образует на его поверхности приливный выступ, тем самым "загружая" в него воду, а затем движет этот приливный выступ к западу. У западных берегов океана выступ разрушается и "разгружает" содержащуюся в нем воду. Таким образом создается постоянный дефицит воды у восточных берегов океана и избыток у западных.

И в результате этого движения возникают океанические течения. Расчеты показали, что объем воды, переносимой приливными выступами, одного порядка с величинами переноса вод океаническими течениями.

Описанная гипотеза хорошо согласуется с известными в океанологии фактами. В ее пользу прежде всего свидетельствует схожесть картины крупномасштабных течений в трех тропических океанах: течения у восточных берегов океанов направлены от полюсов к экватору, а у западных - от экватора к полюсам. Все происходит так, как будто из восточной тропической части океанов постоянно происходит отток вод, а к западной части - приток. О возможной глобальной космической причине этого явления писали многие исследователи.

воссоздать основные гидрофизические, химические и биологические процессы на поверхности и в глубинах Азовского моря. В действие она приводится с помощью программ, разработанных для электронно-вычислительной машины.

Тайна "дьявольских кругов"

Южные моря часто светятся по ночам. Для науки большинство подобных явлений уже не являются загадкой.

Свечение морской воды могут вызвать медузы, рачки, микроорганизмы.

Однако тайну так называемых "дьявольских кругов" удалось раскрыть лишь недавно. Светящиеся кольца вращаются в морской пучине против часовой стрелки. Они наводят ужас на суеверных моряков. Ученые обследовали более двух тысяч подобных явлений и пришли к выводу, что светятся гигантские колонии микроорганизмов.

Создана модель Азовского моря

Первая полная модель крупного водоема - Азовского моря - создана украинскими учеными из города Одессы. Она позволяет вести конкретные исследования морской экологической среды, прогнозировать ее поведение в разных ситуациях.

Модель дает экологам возможность

Антициклон в океане

Весной 1983 года на снимках, сделанных со спутников в инфракрасном диапазоне, обнаружено колоссальное пятно теплой воды в океане, к востоку от острова Хонсю и к северу от основного стержня течения Куросио. Пятно круглой формы с диаметром около сотни миль. Недавно исследовательское судно "Академик Александр Несмеянов" провело здесь специальные работы, дважды пройдя через этот район сначала с севера на юг, а потом обратно. Каждые двадцать миль тщательно измеряли температуру и соленость воды на разных глубинах.

Результаты позволяют сказать, что это пятно - своего рода антициклон в океане, вращающаяся масса воды, образовавшаяся под воздействием ее перемешивания. Нижние слои вихря - арктические воды, верхние-субтропические. Изучая вихрь, можно лучше понять климат и на суше, потому что антициклон в океане исследовать намного проще, чем в воздухе: он движется медленнее и за ним легче следить.

Черное море в 2000 году