Читаем Удивительная палеонтология полностью

Рис. 10. Положение материков: а — 180 млн лет назад; б — 135 млн лет назад; в — 65 млн лет назад; г — современное (по Монину, 1980)

Что такое конвекция вообще? Вот мы поставили на плиту чайник. Через некоторое время придонный слой воды нагревается от конфорки. Поскольку любое вещество при нагревании расширяется, эта придонная вода начинает занимать (при том же весе) несколько больший объем, а потому «всплывает» на поверхность — в соответствии с законом Архимеда. Холодные и, соответственно, «тяжелые» поверхностные слои «тонут», занимая место всплывших у источника тепла. Так образуется круговорот, называемый конвекционным током, который будет работать до тех пор, пока вся вода в сосуде не прогреется до одинаковой температуры.

Этот тип конвекционного процесса (который мы только что описали) называют тепловой конвекцией. Г. Хесс предполагал, что она-то и происходит в мантии. Однако в последнее время геофизики отводят главную роль не тепловой, а фазовой конвекции. Дело в том, что существуют и другие (помимо нагрева) способы создать в среде архимедовы силы плавучести, которые породят конвекционный ток. Вспомним описанный в главе 2 процесс гравитационной дифференциации недр. Внутренние слои мантии, потерявшие при контакте с поверхностью ядра часть «ядерного» (богатого железом) вещества, обладают пониженной плотностью и положительной плавучестью; внешние слои мантии, напротив, уплотнились в результате выплавки из них «легкого», силикатного, вещества земной коры и обладают отрицательной плавучестью. Под действием этих архимедовых сил плавучести в мантии и развиваются крайне медленные (порядка нескольких сантиметров в год) конвекционные токи.

Объем вещества, охваченный конвекционным током, называют конвективной ячейкой. Весь объем греющегося чайника представляет собой единую ячейку. Если же мы станем нагревать широкий таз двумя удаленными друг от друга горелками, то у нас возникнут две относительно независимые системы циркуляции воды, взаимодействующие между собой. Ячейки бывают двух типов — открытые и закрытые. По краям открытых ячеек происходит подъем, а в центре — опускание вещества, т.е. в поверхностном слое вещество движется от краев к центру, а в придонном — от центра к краям; в закрытых ячейках, соответственно, все наоборот (рис. 11).

Литосферные плиты с «впаянными» в них континентами оказываются вовлеченными в движение вещества мантии в поверхностном слое конвективных ячеек, перемещаются вместе с ним (мантийным веществом) от областей его подъема к областям опускания (сравните: в кастрюле с кипящим молоком — ячейке закрытого типа — пенка собирается у стенок). В толстостенной сферической оболочке (каковой является мантия планеты) лишь две схемы организации конвекционного процесса могут быть относительно устойчивы. Одной, более простой, будет единственная ячейка, охватывающая собою всю мантию, с одним полюсом подъема вещества и одним же полюсом его опускания. В этом случае континенты собираются воедино вокруг полюса опускания, освобождая вокруг полюса подъема «пустое» океанское — полушарие; такая ситуация существовала, например, во времена Пангеи.

Рис. 11. Возникновение конвективной ячейки в нагреваемой жидкости — стрелками указано направление токов (слева вид сбоку, справа вид сверху): а — ячейка закрытого типа; б — ячейка открытого типа; в — двухъячеистая конвекция (две ячейки открытого типа)

Перейти на страницу:

Все книги серии О чем умолчали учебники

Удивительная логика
Удивительная логика

Логику не изучают в школе. Тем не менее, мы пользуемся ее законами с детских лет: учимся размышлять и принимать решения, осмысливаем происходящее, постигаем разные науки и, самое главное, общаемся с другими людьми – поясняем свою позицию, возражаем, спорим, убеждаем…Современный умный, развитый человек просто обязан владеть логическим мышлением – оно упорядочивает полученные знания, придает ясность речи, делает убедительной аргументацию и позволяет добиваться победы в дискуссиях.Книга «Удивительная логика» требует определенного напряжения умственных сил и может служить своеобразной проверкой базовых логических способностей человека. В то же время она позволяет развить персональные интеллектуальные данные и творческие навыки поиска нестандартных решений. Одним словом, она учит мыслить.Тестовым и развивающим целям служат и приведенные в конце издания оригинальные логические задачи.Книга адресована в первую очередь старшеклассникам и студентам, интересующимся логикой и желающим активно использовать ее законы для достижения личного успеха.

Дмитрий Алексеевич Гусев

Научная литература / Философия / Прочая научная литература / Книги Для Детей / Образование и наука / Детская образовательная литература

Похожие книги

Развитие эволюционных идей в биологии
Развитие эволюционных идей в биологии

Книга известного биолога-эволюциониста, зоолога и эколога Н. Н. Воронцова представляет собой переработанный и расширенный курс теории эволюции, который автор читает на кафедре биофизики физфака МГУ.В книге подробно прослежено развитие эволюционной идеи, возникшей за тысячи лет до Дарвина и принадлежащей к числу немногих общенаучных фундаментальных идей, определивших мышление юнца XIX и XX столетия. Проанализированы все этапы зарождения и формирования представлений об эволюции, начиная с первобытного общества. Особое внимание уделено истокам, развитию и восприятию дарвинизма, в частности, в России, влиянию дарвинизма на все естествознание.Последние главы показывают, как сегодняшние открытия в области молекулярной биологии, генетики и многих других дисциплин готовят почву для нового синтеза в истории эволюционизма.Книга насыщена массой интересных и поучительных исторических подробностей, как правило, малоизвестных, и содержит большое число иллюстраций, как авторских, так и взятых из труднодоступных изданий. Книга рассчитана на широкого читателя, не только биолога, но любого, интересующегося современной наукой ее историей.

Николай Николаевич Воронцов

Биология, биофизика, биохимия