Геологи, изучающие Землю, исследуют слагающие ее вещества. Если перевести их работу на уровень основных отношений, то мы неизбежно придем к физике и элементарной химии. Ведь комплексы горных пород представляют собой агрегаты минералов, минералы — это химические соединения с данным, точно определяемым расположением основных составных частиц. Однако описать некоторые геологические процессы с помощью простейших физических законов и химических формул пока еще не в силах человека по причине необъятной широты и взаимозависимости природных явлений. Возьмем, например, вулканическую деятельность. В ней играет роль много факторов — температура, давление и состав горных пород в месте возникновения, путь магмы по направлению к поверхности, сопровождаемый поглощением и кристаллизацией составных частиц, и т.д.
Помимо наблюдений, в геологии используются в последнее время и эксперименты — метод, который помог естественным наукам добиться основных успехов. Большинство из того, чем преимущественно занимается геолог, можно сравнить с чтением заметок или расшифровкой уже существующих, прошедших процессов. Это, в сущности, детективная деятельность.
Геологи стараются получать и проверять данные о внутреннем строении Земли в лабораториях. Долго существовали сомнения о том, можно ли вообще имитировать в лаборатории условия геологических явлений.
За последние сорок лет лабораторные эксперименты в геологии заняли свое прочное место. Эти опыты очень сложны и требуют большой осторожности. Специалисты работают с давлениями, царящими внутри Земли на глубине сотен и тысяч километров, а также с температурами, при которых плавится большинство металлов и силикатные горные породы (например, базальты, фонолиты или граниты). Осторожным следует быть и при объяснении полученных результатов. Опыты проводятся с количествами, которые можно сравнить с величиной гороха, но экспериментальная аппаратура имеет размеры промышленного оборудования, занимающего целую комнату. Лучше не думать о том, что бы могло случиться, если бы в результате поломки произошел взрыв.
Эксперименты показали, что представления геофизиков, изучающих землетрясения и состояние земных недр, в основном правильны. Самый верхний слой Земли находится в твердом состоянии и лишь в отдельных случаях на глубине между 80 и 350 км встречаются некие карманы, или зоны расплавленной материи (собственно, только частично расплавленной), и только за пределом мантии находится жидкая масса; внешнее ядро в своей большей части расплавлено. В настоящее время ученые спорят о том, существует ли внутри ядра еще твердое, нерасплавленное ядрышко. И в этом случае существуют геофизические доказательства, но лабораторные доказательства все-таки отсутствуют. Столь высокие давления и температуры воспроизвести в течение более или менее длительного времени еще не удалось, поэтому экспериментального доказательства существования твердого и жидкого ядра и ядрышка нужно будет еще какое-то время подождать.
К простейшим опытам, имитирующим природные процессы, относится отпаривание морской воды. Изучение вязкости лав при высокой температуре и давлении относится к наиболее сложным. Свое место в геологическом экспериментировании заняли компьютеры. Моделируются измеряемые ситуации при распространении сейсмических волн, статистически обрабатываются огромные количества аналитических данных, производятся расчеты вероятности встречаемости минерального сырья. И тем не менее лучшей лабораторией человека остается природа.
Нужен тканый геотекстиль? Заходите на polycompozit.com. Очень низкие цены!
Добавить комментарий