Взламывая планету Земля

Люди страдали от землетрясений на протяжении всей истории человечества. Это по-прежнему самая разрушительная сила на планете, а мы по-прежнему не умеем ее предсказывать. Понять природу этого явления помогло Великое лиссабонское землетрясение 1755 года.

На Лиссабон обрушились сразу три катастрофы: землетрясение, цунами и сильный пожар. Джон Мичелл был прав, предположив, что эпицентр землетрясения 1755 года находился на морском дне.

Это землетрясение превратило Лиссабон (столицу Португалии) в руины. Вслед за мощными толчками на дорогах и площадях города образовались огромные трещины. Те, кто смог спастись, собрались у пристани, но через 40 минут с моря пришла волна цунами, затопившая побережье. Незатопленные участки были охвачены огнем – из-за упавших в домах свечей начался пожар. Лиссабон и прибрежные поселения были стерты с лица земли, погибло около 100 тысяч человек, и после Португальскому королевству уже не удалось восстановить свое положение на мировой арене.

Причины и наблюдения

В 1760 году английский энциклопедист Джон Мичелл (который также увлекался электромагнитными явлениями и астрономией и даже догадывался о существовании черных дыр) представил Лондонскому королевскому обществу исследование под названием «Предположения о причинах возникновения землетрясений и наблюдения за этим феноменом», после чего его избрали членом этого престижного научного общества.

Основываясь на данных о Великом лиссабонском землетрясении 1755 года, Мичелл изложил базовые принципы этого явления, которые остаются верными и сегодня. Землетрясение начинается в одной точке под землей – очаге. В нем происходит резкий сдвиг пород, который возникает в месте уже существовавших или новообразованных трещин в пластах (их позже станут называть разломами).

Точка на поверхности земли над очагом называется эпицентром. Мичелл, тщательно изучив землетрясение в Лиссабоне, установил, что толчки землетрясения расходятся в толще земли от эпицентра волнами, как круги на воде.

В наши дни изучением землетрясений занимаются сейсмологи, они определяют направление и интенсивность волн, пронизывающих планету.

Почему дрейфуют ледники

Точные термометры помогли увидеть, как меняются свойства веществ при повышении и понижении температуры. Благодаря этому в 1750-х годах было обнаружено особое свойство воды.

В 50-х годах XVIII века шотландский химик Джозеф Блэк обнаружил, что температура льда растет при нагревании, но как только лед начинает таять, она перестает повышаться. Только когда лед превращается в воду, выделяется дополнительное тепло, и тогда уже увеличивается температура воды. Блэк назвал это явление латентной теплотой. Во время таяния энергия тепла помогает разрушить химические связи льда как твердого тела.

Над океаном видна только вершина айсберга. Лед состоит из пресной воды, которая имеет значительно меньшую плотность по сравнению с плотностью соленой воды океана. Соленая морская вода, замерзая, образует на поверхности океана ледяные поля.

Лед занимает больше места, чем вода, из которой он состоит. Поэтому емкости с замерзшей водой могут треснуть. Увеличение объема связано с перестроением молекул, которые при переходе в твердое состояние образуют кристаллическую решетку. Та же масса при большем объеме означает, что плотность льда ниже плотности воды, поэтому льды дрейфуют в воде. Вода – единственное вещество, которое способно, находясь одновременно в твердом и в жидком состоянии, плавать в самом себе. В естественных условиях лед образуется на поверхности воды. Слой льда препятствует замерзанию воды под ним и создает условия для жизни рыб и других существ даже зимой. Кроме того, лед подвергается воздействию солнечных лучей и потому тает. Если бы лед не плавал, а накапливался на дне океана, это радикально изменило бы погоду и строение Земли.

Магматические породы

При наблюдении за тем, как остывает расплавленное стекло, зародилась идея, ставшая ключом к пониманию того, как образуются горные породы.

Шотландский промышленник Джеймс Кейр проявлял интерес к новым наукам, которые дали толчок охватившей Британию промышленной революции. Он был одним из ведущих деятелей Лунного общества, неформального собрания интеллектуалов-единомышленников, куда входили Эразм Дарвин (дедушка Чарлза Дарвина), Джеймс Уатт (изобретатель паровой машины) и Бенджамин Франклин во время своего пребывания в Англии.