| Заблокирован |
 |
14/02/09
∞
1545
город Курганинск
|
Мощное извержение вулкана в Исландии блокировало авиасообщение. Цитата из http://webcache.googleusercontent.com/s ... 0%B5%D0%BD% История взглядов на причины вулканизма
Все неизвестное у человека вызывает страх, дискомфорт. Выяснив неясное, человек чувствует облегчение, и не имеет значение, научное это объяснение или нет. Величие вулканов и мощь вулканических извержений всегда свидетельствовали человеку о могуществе природы, побуждая выяснить причину этого грозного явления.
Что думали о вулканах древние греки и римляне?
На раннем этапе истории человечества, когда люди еще не отделяли себя от природы (не называли себя Homo sapiens), одухотворенным (живым) воспринимался весь окружающий мир. Духи были добрыми и злыми. Последних обычно помещали под землю, в связи с чем сложилось представление о страшном, пугающем подземном мире. Добрые духи обитали на небе, откуда приходили солнечное тепло и живительная сила дождя. Помимо событий повседневной жизни обожествлялись и могущественные явления природы, такие как извержения вулканов и землетрясения. Постепенно возникали и затем длительное время существовали различные мифы, в которых не только отражались грозные природные явления, но и делались попытки еще наивного (непосредственного) их объяснения.
Почти 10 тысяч лет назад Гомер рассказывал о встрече Одиссея с циклопом - громадным истуканом с горящим глазом, вставленным в лоб. В гневе циклоп швыряет огромные глыбы, производя страшный грохот. Кого напоминает циклоп? Да, это вулкан со светящимся на вершине кратером, из которого с шумом вылетают вулканические бомбы.
Познакомимся с древнегреческим мифом “Борьба богов-олимпийцев с титанами”. Сначала существовал лишь вечный безграничный темный Хаос. Из него возникли мир и бессмертные боги, в том числе богиня Земли - Гея. В неизмеримой глубине под землей родился мрачный Тартар - ужасная бездна, полная вечной тьмы.
Могучая Земля породила беспредельное голубое небо - Урана. Уран взял себе в жены Гею. У них родились шесть сыновей и шесть дочерей - могучие и грозные титаны. Еще Гея породила трех великанов - циклопов, и трех громадных, как горы, сторуких великанов - гекатонхейров. Невзлюбил Уран своих детей-великанов и заключил их в глубокий мрак Тартара в недра богини Земли. Один из сыновей Урана, Крон, хитростью низверг своего отца и отнял у него власть. В свою очередь, сын Крона, Зевс, когда вырос и возмужал, восстал против деспотии своего отца. Вместе с другими детьми Крона Зевс начал борьбу с отцом и титанами за власть над миром. На помощь Зевсу пришли циклопы, выковавшие ему громы и молнии, которые он метал в титанов.
Борьба длилась десять лет, но победа не приходила ни к одной из сторон. Тогда Зевс освободил из недр сторуких великанов - гекатонхейров. Выйдя из недр земли, они отрывали от гор целые скалы и бросали их в титанов. Грохот наполнил воздух, земля стонала, все кругом колебалось. Даже Тартар сотрясался от этой борьбы. Зевс метал свои огненные молнии и рокочущие громы. Всю землю охватил огонь, дым и смрад заволокли все густой пеленой.
Не выдержали, дрогнули титаны. Сила их была сломлена. Зевс с богами Олимпа сковали их и низвергли в мрачный Тартар, поставив у ворот стражу из гекатонхейров, чтобы не вырвались на свободу могучие титаны.
Гея разгневалась на Зевса за столь жестокую участь своим побежденным детям - титанам. Вступив в брак с Тартаром, она произвела на свет ужасное стоголовое чудище - Тифона. Горой поднялся он из недр Земли, диким воем содрогая воздух. Яркое пламя клубилось вокруг Тифона. Под его тяжелыми ногами колебалась сама земля. Но Зевса не устрашил вид Тифона. Он вступил с ним в бой, выпуская свои огненные стрелы и раскаты грома. Земля и небесный свод сотрясались до основания. Ярким пламенем вспыхнула земля, как и во время борьбы с титанами. Моря кипели от одного приближения Тифона. Сотнями сыпались огненные стрелы-молнии громовержца Зевса. Казалось, от их огня горят даже воздух и темные грозовые тучи.
Зевс испепелил все сто голов чудовища. Рухнул Тифон на землю. От тела его исходил такой жар, что плавилось все кругом. Зевс поднял тело Тифона и низверг его в Тартар. Но и оттуда грозит еще Тифон богам и всему живому. Он вызывает бури и извержения.
Очень образно в мифе описано извержение сначала пирокластического материала, а затем и излияние лавы.
Со времен древних римлян в сознании людей утвердились основные термины, характеризующие вулкан и саму вулканическую деятельность: пепел, шлак, потухший вулкан, вулканический очаг и другие. Древние римляне по конической форме с отверстием наверху, из которого выходит дым и пепел, изливается лава, видели в вулкане громадную кузницу. Внутри ее работает бог-кузнец - Вулкан. В кузнице, как известно, есть очаг. Твердыми продуктами горения являются пепел или зола и шлаки, оплавленные тугоплавкие остатки. Кузница бывает действующей и потухшей.
Объяснение механизма вулканической деятельности горением в близповерхностных пустотах горючих веществ
С окончанием мифологического восприятия окружающего мира началось время логоса, когда по наблюдаемым явлениям делались логически выдержанные заключения. Древние греки, исходя из широкого развития на их территории пещер, воронок и углублений - проявления карста, считали Землю пронизанную на глубине пустотами и соединяющими их каналами. По пустотам циркулируют воздух, вода и огонь. Движения воды и воздуха сотрясают поверхность Земли, вызывая землетрясения. Огонь, движущийся по пустотам и каналам, при прорыве на поверхность приводит к извержению вулканов.
Древние греки считали мир таким, каким его видели. Знания о любом предмете соответствуют сути самого предмета. Мир везде одинаков. Такие представления послужили основой создания чувственно-наглядных образов видимого мира природы.
Энциклопедическое описание мира с этих позиций дано Аристотелем (384-322 гг. до н. э.). Он принимал движущей силой извержения вулканов сжатый в глубине Земли воздух, выбрасывающий золу (пепел) и поднимающий лаву.
Не подходя близко к действующему вулкану, древние греки видели, особенно ночью, выбросы из него огня. На самом деле выбрасывается раскаленный пепел. Если ветер дул от вулкана, то чувствовался специфический запах, принимавшийся за запах серы, вернее, горящей серы. С тех пор утвердилось представление, что суть вулканизма в выходе огня из кратера. Считалось, что горели сера или асфальт (горючая земля).
Обычно считается, что Помпеи и другие города и виллы в 79 г. были засыпаны продуктами извержения вулкана Везувий. Но такого вулкана тогда не было. Была гора Сомма, не принимавшаяся за вулкан, потому что на памяти людей извержений ее не было. После катастрофического извержения Соммы в 79 г. на вершине ее образовалась кальдера. В этой кальдере через 93 г. произошло следующее извержение, в результате которого появился конус, названный Везувием, почти полностью перекрывший в настоящее время Сомму. Полное название вулкана близ Неаполя - Сомма-Везувий (Монте-Сомма-Везувий).
С тех пор до начала XIX в. считалось, если найди причину выхода огня из кратера, можно объяснить механизм вулканизма. Например, в 1684 г. М. Листер сформулировал гипотезу, по которой деятельность вулканов вызывалась воспламенением в земных недрах под действием морской воды серного колчедана (с современных понятий при окислении пирита - FeS2).
В 1700 г. ее экспериментально подтвердил профессор химии Сорбонского университета в Париже Н. Лемери (1645-1715) моделированием извержения вулкана путем самовозгорания смеси из увлажненной серы и железных опилок. Он приготавливал при публике в своем саду смесь из серы, железных опилок и воды и просил даму зарыть смесь в землю. Через определенное время смесь настолько сильно разогревалась, что появлялся небольшой конус, через разрывы в котором выходили языки пламени. Особый эффект опыт производил ночью - публика наблюдала извержение небольшого искусственного вулкана. Людям тогда казалось, что механизм вулканизма полностью выяснен. На этих же позициях объяснения сущности вулканизма стояли М.В. Ломоносов (1711-1765) и первый исследователь Камчатки С.П. Крашенинников (1711-1755). Как отмечал С.П. Крашенинников, по частым землетрясениям можно говорить о нахождении в недрах Камчатки пустот и горючего материала. Причина горения сопок виделась им в соприкосновении соленой морской воды, проникающей в глубины по трещинам, с рудами железа и горючей серы, что и приводило к воспламенению.
Во второй половине XVIII в. и в самом начале XIX в. вулканизм объясняли горением пластов каменного угля. Обосновал это профессор Фрейбергской горной академии в Саксонии А.Г. Вернер (1750-1817) – основоположник первой в геологии гипотезы нептунизма.
Объяснения вулканизма поднятием глубинной энергии и вещества (излиянием лавы)
Наблюдения за действующими вулканами Южной Америки и Индонезии привели ученых в начале XIX в. к выводу, что сущность вулканизма не в выходе огня из кратера, а в излиянии лавы. Первым в этом удалось убедить людей немецкому естествоиспытателю А. Гумбольдту (1769-1859), обосновавшему глубинную природу вулканизма. В то время на вооружение науки была принята гипотеза Канта-Лапласа образования Земли из раскаленного огненно-жидкого шара. Остывая, земной шар покрылся корой охлаждения - земной корой, мощностью 10 миль, ниже которой сохранился первичный расплавленный материал базальтового состава. Сквозь трещины, рассекающие растрескивающуюся земную кору, расплав поднимается вверх, вызывая извержение вулкана. А. Гумбольдт делал вывод, что вулканические явления есть результат постоянной или временной связи между расплавленной внутренней частью и поверхностью земного шара. Сначала людям казались странными такие объяснения причин вулканизма, когда с древних греков было ясно, что это результат возгорания горючих веществ. Что преподавать студентам, как быть с учебниками? Но постепенно с ними согласились и стали считать их единственно возможными.
Одной из обязательных черт, характеризующих науку, является приемлемость. Выражается это в том, что предыдущее объяснение должно входить составной часть в последующее. Если же новое объяснение игнорирует ранее существовавшее, то новое, как и старое представления нельзя называть научными знаниями. В данном случае сначала вулканизм объяснялся горением в поверхностных условиях горючих веществ, а затем – поднятием из глубин расплавленного материала. Никакой приемлемости не наблюдается. Следовательно, отношения к науке ни первое, ни второе представление не имеют.
Между тем, к середине XIX в. было выяснено, что расплавленных внутренностей Земли нет, а земная кора вообще не могла образоваться на расплавленном шаре. Дело в том, что остывшее твердое вещество имеет большую плотность (более тяжелое), чем расплавленное, в котором расстояния между атомами больше, чем в твердом кристаллическом. Если бы твердые глыбы и появлялись, они погружались бы вниз, и затвердевание планеты должно было бы начаться с центра. Земная кора, стало быть, исходно ложное, ненаучное представление. Потому этот термин мной и не употребляется, кроме как в исторических справках. Нужно говорить не «земная кора», а литосфера - каменная оболочка. Не называют же водную оболочку конденсационной, а именуют гидросферой по слагающему веществу, исключая представления об ее происхождении.
Кроме того, тогда же выяснилось, что приливы и отливы, возникающие под воздействием Луны и Солнца, проявляются не только в гидросфере, вызывая периодические колебания уровня моря, но и в твердой каменной оболочке. Незначительные колебания земной поверхности от таких приливов и отливов свидетельствовали о большой упругости вещества земного шара, что невозможно при жидком состоянии его недр. Если бы на расплавленной оболочке была твердая кора толщиной 10 миль, то она в течение суток периодически воздымалась бы и опускалась на несколько сантиметров, чего не наблюдается.
Окончательное доказательство твердости недр земного шара было получено начавшимися во второй половине XIX в. сейсмическими исследованиями. Было установлено, что упругие колебания, возникающие от тектонических землетрясений, как продольные, растяжения и сжатия, так и поперечные, типа сдвига, прослеживаются до глубин 3 тысяч километров, что было бы невозможно при наличии внутри Земли пояса расплавленного материала. Деформации типа сдвига, т.е. с нарушением сплошности среды, в жидкостях невозможны; они там гасятся. Почему? Потому что в жидкостях, тем более в газах, как аморфных высокоэнергонасыщенных веществах, атомы постоянно хаотично движутся с большими скоростями (в воздухе, например, при обычных условиях со скоростями несколько сотен метров в секунду) и не допускают возникновения пустоты.
Естествоиспытатели столкнулись с странной ситуацией: жидкого готового расплава в недрах земного шара нет, а вулканы достоверно изливают его, поднятого из глубины. Значит, думалось тогда, нужно придумать механизм получения на глубине расплавленного материала из твердого.
Выход предложил Э. Рейер, издавший в 1887 г. в Вене “Физику извержений”, а в 1888 г. в Штутгарде “Теоретическую геологию”. Он предположил, что если в вышележащих твердых массах появится при землетрясении трещина и вследствие этого начнет уменьшаться давление, то нагретое глубинное вещество перейдет в жидкое состояние и, вырываясь наружу, вызовет извержение вулкана. Такую возникшую расплавленную массу было предложено называть магмой (Фогельзанг, Розенбуш, 1872), а горные породы, получающиеся при ее остывании изверженными или магматическими. В этом основа современных представлений о причинах и механизме вулканизма.
|
|
