Kursarbeit: Der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde. Weltraumprozesse und Mineralbildung Weltraumprozesse

Ministerium für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation

Staatliche Bildungseinrichtung der Höheren Berufsbildung

Staatliche Universität Altai

Fakultät für Geographie

Institut für Physische Geographie und GIS

Kursarbeit

Der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde

Wird von einem Studenten durchgeführt

Kurs 901 Gruppe

EIN V. Starodubow

Kandidat der Wissenschaften, Kunst. Lehrer V.A. Bykow

Barnau 2011

Einführung

Kapitel 1. Informationen über die Erde

1 Magnetosphäre

2 Strahlungsgürtel der Erde

3 Schwerkraft

Kapitel 2. Der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde

1 Einschlag kleiner kosmischer Körper

1.1 Kurzfristige Folgen einer Kollision

2 Einschlag der Sonne auf der Erde

Fazit

Literatur

Anhang 1

Anhang 2

Anhang 3

Anhang 4

Anhang 5

Anhang 6

Anhang 7

abstrakt

Auf 48 Seiten ist diese Arbeit zum Thema Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde entstanden.

Kursarbeit enthält 9 Figuren. Es enthält auch 1 Tisch. Darüber hinaus enthält der Abstract 7 Anwendungen. Ergänzend ist anzumerken, dass es 22 Quellen in der Literaturliste gibt.

Einführung

Der Zweck dieser Arbeit ist es, den Einfluss der wichtigsten kosmischen Faktoren und Phänomene auf den Planeten Erde zu betrachten.

Dieses Problem hat seine Bedeutung nicht verloren. Von den ersten Tagen seiner Existenz bis heute hängt der Planet vom Einfluss des Weltraums ab. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts - der ersten Hälfte des 21. Jahrhunderts - hat die Abhängigkeit des Planeten vom Weltraum und seinen Auswirkungen zugenommen. Jetzt, da die Menschheit in das Zeitalter der technologischen Entwicklung eingetreten ist, ist das Risiko katastrophaler Folgen besonders groß. Starke Sonneneruptionen, so paradox es auch klingen mag, bringen Probleme mit sich für: a) Rohstoffproduzenten; b) normale Bürger; c) Staaten. Zahlreiche vom Menschen geschaffene Geräte hängen auf die eine oder andere Weise von der Sonnenaktivität ab. Und ihre durch Sonnenaktivität verursachte Abschaltung ist zunächst Zeit- und Geldverschwendung für den Rohstoffproduzenten.

Die bekanntesten Forscher des obigen Problems sind: eine Gruppe amerikanischer Wissenschaftler unter der Leitung von J. Van Allen, sowjetische Wissenschaftler unter der Leitung von S.N. Vernov und A.E. Chudakov, A. Sklyarov.

Das Ziel wird durch die folgenden Aufgaben sichtbar:

Sehen Sie sich die verfügbare Literatur zum Thema an;

Betrachten Sie den Einfluss der magnetischen Sphäre auf den Planeten Erde;

Analysieren Sie die Wechselwirkung zwischen dem Van-Alen-Strahlungsgürtel und der Erde;

Untersuchung der Auswirkungen der Schwerkraft auf den Planeten Erde;

Betrachten Sie die Folgen des Aufpralls kleiner kosmischer Körper;

Betrachten Sie die Wechselwirkung von Sonne und Erde;

Gegenstand der Forschung sind kosmische Prozesse und Phänomene.

Gegenstand der Studie ist der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde.

Die Informationsgrundlage für das Schreiben der Arbeit waren Bücher, das Internet, Karten und die Medien. Ich habe mehrere Methoden zum Schreiben meiner Hausarbeit verwendet: vergleichend deskriptiv, kartographisch, paläogeographisch (historisch und genetisch), geophysikalisch und mathematisch.

Kapitel 1. Informationen über die Erde

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne im Sonnensystem. Er umkreist die Sonne auf einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn in einer durchschnittlichen Entfernung von 149,6 Millionen km. Die Umdrehung um die Sonne ist gegen den Uhrzeigersinn. Die mittlere Umlaufgeschwindigkeit der Erde beträgt 29,765 km/s, die Umlaufzeit 365,24 Sonnentage oder 3,147 * 10 7 s. Außerdem hat die Erde eine Rotation in Vorwärtsrichtung, die 23 Stunden 56 Minuten 4,1 s oder 8,616 * 10 4 s entspricht.

Die Figur der Erde ist ein Geoid, d.h. Äquipotentialfläche der Schwerkraft. Außerhalb der Kontinente fällt das Geoid mit der ungestörten Oberfläche des Weltozeans zusammen.

Die Masse der Erde beträgt Mg \u003d 5,977 * 10 27 g, der durchschnittliche Radius R g \u003d 6371 km, die Erdoberfläche S \u003d 5,1 * 10 18 cm 2 , mittlere Dichte ρ= 5,52 g/cm 3 mittlere Erdbeschleunigung auf der Erdoberfläche g= 9,81 Gal.

1 Magnetosphäre

Die Magnetosphäre ist eine der wichtigsten Sphären der Erde. Fast alle Planeten haben Magnetfelder, mit Ausnahme von Pluto und dem Mond und der Sonne. Das Magnetfeld der Erde wird durch einen infinitesimalen Dipol angenähert, dessen Achse 436 km vom Erdmittelpunkt in Richtung Pazifischer Ozean liegt und um 12° gegenüber der Rotationsachse der Erde geneigt ist. Die magnetischen Feldlinien verlassen den magnetischen Nordpol auf der Südhalbkugel und treten in den magnetischen Südpol auf der Nordhalbkugel ein. Die magnetischen Pole wandern ständig und sind den magnetischen Anomalien der Welt ausgesetzt.

Der Ursprung des Magnetfelds ist mit der Wechselwirkung des festen inneren Kerns, des flüssigen äußeren und des festen Monolithen verbunden, wodurch eine Art magnetischer Hydrodynamo entsteht. Die Quellen des geomagnetischen Hauptfeldes sowie seiner Schwankungen hängen zu 95 % mit dem inneren Feld zusammen, und nur 1 % ist auf das äußere Feld zurückzuführen, das ständig schnellen Änderungen unterliegt.

Die Magnetosphäre hat eine asymmetrische Struktur - sie nimmt von der Seite der Sonne auf etwa 10 Erdradien ab und nimmt auf der anderen Seite auf 100 zu. Dies ist auf den Staudruck - Stoßwelle - Sonnenwindpartikel (Ʋ=500km/s) zurückzuführen. Steigt dieser Druck an und nimmt die Form eines Paraboloids an, dann wird die Magnetosphäre auf der Sonnenseite stärker abgeflacht. Der Druck lässt nach und die Magnetosphäre dehnt sich aus. Sonnenplasma umströmt die Magnetosphäre, deren äußere Begrenzung – die Magnetopause – so angeordnet ist, dass der Druck, den der Sonnenwind auf die Magnetosphäre ausübt, durch den inneren magnetischen Druck ausgeglichen wird.

Wenn die Magnetosphäre durch den Druck des Sonnenwinds komprimiert wird, entsteht darin ein Ringstrom, der bereits ein eigenes Magnetfeld erzeugt, das mit dem Hauptmagnetfeld verschmilzt, als würde es diesem helfen, mit Druck fertig zu werden, und die magnetische Feldstärke auf der Erdoberfläche nimmt zu - dies wird sicher aufgezeichnet.

Das Magnetfeld ist selten ruhig - seine Stärke nimmt stark zu, nimmt dann ab und kehrt zu seinem normalen Wert zurück. Starke magnetische Stürme werden durch starke chromosphärische Flares verursacht, wenn Partikel mit Geschwindigkeiten von bis zu 1000 km/s fliegen und dann auch die Ionosphäre gestört wird. 8 Minuten nach den Flares kann jegliche kurzwellige Kommunikation aufhören, da die Röntgenemission stark ansteigt, Schicht D ˝ in der Ionosphäre ionisiert es schneller und absorbiert Radiowellen. Nach einiger Zeit wird die F 2 -Schicht zerstört und das Ionisationsmaximum verschiebt sich nach oben (siehe Anhang 2).

Im Allgemeinen kann man sehen, dass die Ionosphäre und die Magnetosphäre ein einziges Ganzes sind, und gleichzeitig bringt die tägliche Rotation der Erde sie auch zum Rotieren, und erst über 30.000 km reagiert das Plasma nicht mehr auf die Rotation die Erde. Mit Hilfe von Raumfahrzeugen wurde die Grenze der Magnetosphäre bestimmt.

2 Strahlungsgürtel der Erde

Die inneren Regionen der Magnetosphäre der Erde, in denen das Magnetfeld der Erde geladene Teilchen (Protonen) einfängt<#"539410.files/image001.gif">mit Kennwerten g » 1,8 für Protonen im Energiebereich von 40 bis 800 MeV, E 0 ~ 200–500 keV für äußere und innere Gürtelelektronen und E 0 ~ 100 keV für niederenergetische Protonen (1).

Der Ursprung von eingefangenen Teilchen mit Energien, die die durchschnittliche Energie der thermischen Bewegung von Atomen und Molekülen der Atmosphäre deutlich überschreiten, ist mit der Wirkung mehrerer physikalischer Mechanismen verbunden: dem Zerfall von Neutronen durch kosmische Strahlung erzeugt in der Erdatmosphäre (die dabei gebildeten Protonen füllen das innere R. p. Z. wieder auf); "Pumpen" von Partikeln in Gürtel während geomagnetischer Störungen (Magnetstürme). ), die hauptsächlich die Existenz von Elektronen im inneren Gürtel bestimmt; Beschleunigung und langsamer Transfer von Teilchen solaren Ursprungs von den äußeren in die inneren Regionen der Magnetosphäre (so werden die Elektronen des äußeren Gürtels und der Gürtel der niederenergetischen Protonen wieder aufgefüllt). Das Eindringen von Sonnenwindpartikeln in das R. p. Z. ist durch spezielle Punkte der Magnetosphäre sowie durch die sogenannte möglich. die neutrale Schicht im Schweif der Magnetosphäre (von ihrer Nachtseite).

Im Bereich der Tagesspitzen und in der neutralen Schicht des Schweifs ist das Erdmagnetfeld stark abgeschwächt und kein nennenswertes Hindernis für geladene Teilchen des interplanetaren Plasmas. Polspitzen - trichterförmige Regionen im vorderen Teil der Magnetopause bei geomagnetischen Breiten ~ 75°, resultierend aus der Wechselwirkung des Sonnenwindes und das Magnetfeld der Erde . Durch die Höckerpartikel des Sonnenwindes kann leicht in die polare Ionosphäre eindringen .

Teilweise werden R. p. Z. auch durch das Einfangen von Protonen und Elektronen der kosmischen Sonnenstrahlen, die in die inneren Regionen der Magnetosphäre eindringen, wieder aufgefüllt. Die aufgezählten Partikelquellen reichen offensichtlich aus, um R. p. Z. mit einer charakteristischen Verteilung der Partikelflüsse zu erzeugen. In R. p. Z. besteht ein dynamisches Gleichgewicht zwischen den Prozessen des Nachfüllens von Riemen und den Prozessen des Partikelverlusts. Grundsätzlich verlassen Teilchen R. p. Z. aufgrund des Verlusts ihrer Energie zur Ionisation (dieser Grund begrenzt z. B. den Aufenthalt von Protonen des inneren Gürtels in einer Magnetfalle auf die Zeit t ~ 10 9 sec), aufgrund der Streuung von Teilchen bei gegenseitigen Kollisionen und Streuung durch magnetische Inhomogenitäten und Plasmawellen unterschiedlicher Herkunft . Streuung kann die "Lebensdauer" von Elektronen im äußeren Gürtel auf 10 4 –10 5 Sekunden reduzieren. Diese Effekte führen zu einer Verletzung der Bedingungen für die stetige Bewegung von Teilchen in einem Erdmagnetfeld (den sogenannten adiabatischen Invarianten) und zur „Streuung“ von Teilchen aus dem R. p. Z. in die Atmosphäre entlang der Linien von Kraft des Magnetfeldes.

Strahlungsgürtel erfahren verschiedene zeitliche Variationen: Der innere Gürtel, der näher an der Erde liegt und stabiler ist, ist unbedeutend, der äußere Gürtel ist der häufigste und stärkste. Die interne Sonnenstrahlung ist durch kleine Schwankungen während des 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität gekennzeichnet. Der äußere Gürtel verändert schon bei geringen Störungen der Magnetosphäre merklich seine Grenzen und Struktur. Der niederenergetische Protonengürtel nimmt in diesem Sinne eine Zwischenstellung ein. Besonders starke Schwankungen in R. p. Z. erfahren während magnetischer Stürme. . Erstens steigt im äußeren Gürtel die Flussdichte von niederenergetischen Teilchen stark an, und gleichzeitig geht ein erheblicher Anteil von hochenergetischen Teilchen verloren. Hinzu kommt das Einfangen und Beschleunigen neuer Teilchen, wodurch Partikelströme in den Gürteln in Entfernungen auftreten, die normalerweise näher an der Erde liegen als bei ruhigen Bedingungen. Nach der Kompressionsphase erfolgt eine langsame, allmähliche Rückkehr von R. p. Z. in seinen ursprünglichen Zustand. In Zeiten hoher Sonnenaktivität treten sehr häufig Magnetstürme auf, so dass sich die Wirkungen einzelner Stürme überlagern und das Maximum des äußeren Gürtels in diesen Zeiten näher an der Erde liegt (L ~ 3,5) als in Zeiten minimaler Sonnenaktivität Aktivität (L ~ 4,5-5,0).

Der Niederschlag von Partikeln aus einer Magnetfalle, insbesondere aus der Quasi-Einfangzone (Polarstrahlung), führt zu einer erhöhten Ionisierung der Ionosphäre, und ein intensiver Niederschlag führt zu Polarlichtern. Die Zufuhr von Partikeln im R. p. Z. reicht jedoch nicht aus, um eine verlängerte Aurora aufrechtzuerhalten, und die Verbindung von Polarlichtern mit Schwankungen der Partikelflüsse im R. p. Z. spricht nur von ihrer allgemeinen Natur, d.h. dass in Während magnetischer Stürme Partikel sowohl in die R. p. Z. gepumpt als auch in die Erdatmosphäre abgegeben werden. Polarlichter dauern die ganze Zeit, während diese Prozesse ablaufen – manchmal einen Tag oder länger. R. p. Z. kann auch künstlich erzeugt werden: während der Explosion eines Nukleargeräts in großer Höhe; beim Einschießen künstlich beschleunigter Teilchen, zum Beispiel mit einem Beschleuniger an Bord des Satelliten; beim Versprühen radioaktiver Stoffe im erdnahen Weltraum, deren Zerfallsprodukte vom Magnetfeld eingefangen werden. Die Schaffung künstlicher Gürtel während der Explosion von Nukleargeräten wurde 1958 und 1962 durchgeführt. So wurden nach der amerikanischen Atomexplosion (9. Juli 1962) etwa 10 25 Elektronen mit einer Energie von ~ 1 MeV in den inneren Gürtel injiziert, was die Intensität des natürlichen Elektronenflusses um zwei bis drei Größenordnungen überstieg. Die Überreste dieser Elektronen wurden in den Gürteln über einen Zeitraum von fast 10 Jahren beobachtet.

Historisch gesehen wurde der innere Gürtel zuerst entdeckt (von einer Gruppe amerikanischer Wissenschaftler unter der Leitung von J. Van Allen, 1958) und der äußere Gürtel (von sowjetischen Wissenschaftlern unter der Leitung von S. N. Vernov und A. E. Chudakov, 1958). Flüsse von R. p. Z.-Partikeln wurden durch Instrumente registriert (Zähler - Geiger-Müller ) installiert auf künstlichen Satelliten der Erde. Im Wesentlichen haben R. p. Z. keine klar definierten Grenzen, weil jede Art von Teilchen bildet entsprechend ihrer Energie einen eigenen Strahlungsgürtel, daher ist es richtiger, von einem einzigen Strahlungsgürtel der Erde zu sprechen. Die Einteilung von R. p. Z. in äußere und innere, die in der ersten Forschungsphase angenommen und aufgrund einer Reihe von Unterschieden in ihren Eigenschaften bis heute erhalten geblieben ist, ist im Wesentlichen bedingt.

Die grundsätzliche Möglichkeit der Existenz einer Magnetfalle im Erdmagnetfeld wurde durch die Berechnungen von K. Störmer gezeigt a (1913) und H. Alfven (1950), aber erst Satellitenexperimente zeigten, dass die Falle tatsächlich existiert und mit hochenergetischen Teilchen gefüllt ist.

1.3 Schwerkraft

Im Sonnensystem gibt es starke Schwerkraftkräfte - die Schwerkraft. Sonne und Planeten werden voneinander angezogen. Außerdem hat jeder Planet sein eigenes Gravitationsfeld. Diese Kraft ist umso größer, je größer die Masse des Planeten ist und je näher der Körper an ihm ist.

Das Gravitationsfeld der Erde lässt sich als große Kugel darstellen, in der die Kraftlinien zum Mittelpunkt des Planeten gerichtet sind. In ihm. In der gleichen Richtung nimmt die an jedem Punkt der Geosphäre wirkende Anziehungskraft zu. Diese Kraft reicht aus, um zu verhindern, dass das Wasser der Ozeane von der Erdoberfläche abfließt. Wasser wird in Vertiefungen gehalten, breitet sich aber leicht über eine flache Oberfläche aus.

Die Schwerkraft wirkt ständig auf die Substanz der Erde. Schwerere Partikel werden vom Kern angezogen und verdrängen leichtere Partikel, die zur Erdoberfläche schweben. Es gibt eine langsame Gegenbewegung von leichter und schwerer Materie. Dieses Phänomen wird Gravitationsdifferenzierung genannt. Dadurch entstanden im Körper des Planeten Geosphären mit unterschiedlicher mittlerer Materiedichte.

Die Masse der Erde beträgt mehr als das 80-fache der Masse ihres Trabanten. Daher wird der Mond in einer erdnahen Umlaufbahn gehalten und verschiebt sich aufgrund der enormen Masse der Erde ständig um 2 - 3 km in Richtung seines geometrischen Mittelpunkts. Die Erde erfährt trotz der großen Entfernung auch die Anziehungskraft ihres Satelliten - 3,84 * 105km.

"Mondfluten" sind die auffälligsten Auswirkungen. Alle 12 Stunden und 25 Minuten steigt der Meeresspiegel der Erde unter dem Einfluss der Mondmasse um durchschnittlich 1 m. Nach 6 Stunden sinkt der Wasserspiegel. In verschiedenen Breitengraden ist dieses Niveau unterschiedlich. Im Ochotskischen Meer und im Beringmeer - 10 m, in der Bay of Fundy - 18 m. Gezeiten-"Buckel" einer festen Oberfläche sind kleiner als 35 cm. Aufgrund der langen Dauer einer solchen Welle sind solche Pulsationen ohne spezielle Messungen nicht wahrnehmbar. Es ist jedoch erwähnenswert, dass sich Wellen ständig mit einer Geschwindigkeit von 1000 km / h entlang der Erdoberfläche bewegen.

kosmische sonne gravitation erde

Kapitel 2. Der Einfluss kosmischer Prozesse und Phänomene auf die Entwicklung der Erde

1 Einschlag kleiner kosmischer Körper

Im Allgemeinen werden Himmelskörper, die die Erde "angreifen" können, Meteoroiden (Meteoritenkörper) genannt - dies sind entweder Fragmente von Asteroiden, die im Weltraum kollidieren, oder Fragmente, die während der Verdunstung von Kometen zurückbleiben. Wenn Meteoroiden die Erdatmosphäre erreichen, werden sie Meteore (manchmal auch Feuerbälle) genannt, und wenn sie auf die Erdoberfläche fallen, werden sie Meteoriten genannt (siehe Anhang 4).

Inzwischen wurden 160 Krater auf der Erdoberfläche identifiziert, die durch eine Kollision mit kosmischen Körpern entstanden sind. Hier sind sechs der bemerkenswertesten:

vor tausend Jahren der Krater Berringer (Arizona, USA), Umfang 1230 m - aus einem Meteoritenfall mit einem Durchmesser von 50 m. Dies ist der allererste Meteoritenfallkrater, der auf der Erde entdeckt wurde. Es wurde "Meteorit" genannt. Außerdem ist es besser erhalten als andere.

vor Millionen Jahren der Krater der Chesapeake Bay (Maryland, USA), Umfang 85 km - vom Fall eines Meteoriten mit einem Durchmesser von 2-3 km. Die Katastrophe, die ihn verursachte, zerschmetterte die Felsbasis in 2 km Tiefe und schuf ein Salzwasserreservoir, das bis heute die Verteilung der Grundwasserströme beeinflusst.

Vor 5 Millionen Jahren Popigai-Krater (Sibirien, Russland), Umfang 100 km - vom Fall eines Asteroiden mit einem Durchmesser von 5 km. Der Krater ist übersät mit Industriediamanten, die dadurch entstanden sind, dass Graphit beim Einschlag einem ungeheuren Druck ausgesetzt wurde.

vor Millionen Jahren, Chicxulub-Becken (Yucatan, Mexiko), Umfang 175 km - vom Fall eines Asteroiden mit einem Durchmesser von 10 km. Es wird angenommen, dass die Explosion dieses Asteroiden einen grandiosen Tsunami und Erdbeben der Stärke 10 verursachte.

Vor 85 Milliarden Jahren Sudbury-Krater (Ontario, Kanada), Umfang 248 km - vom Fall eines Kometen mit einem Durchmesser von 10 km. Am Grund des Kraters entstand dank der bei der Explosion freigesetzten Hitze und der im Kometen enthaltenen Wasserreserven ein System heißer Quellen. Entlang des Randes des Kraters wurden die weltweit größten Vorkommen an Nickel- und Kupfererz gefunden.

vor Milliarden Jahren, der Vredefort-Kuppel (Südafrika), ein Kreis von 378 km - vom Fall eines Meteoriten mit einem Durchmesser von 10 km. Der älteste und (zum Zeitpunkt der Katastrophe) größte dieser Krater auf der Erde. Es entstand als Ergebnis der massivsten Energiefreisetzung in der gesamten Geschichte unseres Planeten.

Zugegeben, die beeindruckendsten Entdeckungen der letzten Jahre auf dem Gebiet der Paläoklimatologie wurden bei Eisschildbohrungen und Eiskernuntersuchungen in den zentralen Regionen Grönlands und der Antarktis gemacht, wo die Eisoberfläche fast nie schmilzt, was die enthaltenen Informationen bedeutet darin ist etwa die Temperatur der Oberflächenschicht der Atmosphäre auf Jahrhundert gespeichert. Durch die gemeinsamen Bemühungen russischer, französischer und amerikanischer Wissenschaftler zur Isotopenzusammensetzung des Eisbohrkerns aus einem ultratiefen Eisbohrloch (3350 m) an der russischen Antarktisstation Wostok war es möglich, das Klima unseres Planeten für diesen Zeitraum nachzubilden. So schwankte die Durchschnittstemperatur im Bereich der Station "Wostok" für diese 420.000 Jahre von etwa - 54 bis - 77 ° C. Drittens, während der letzten "Eiszeit" (vor 20 - 10.000 Jahren), Das Klima im mittleren Russland einschließlich Sibiriens unterschied sich vor allem im Sommer kaum von heute. Dies wird durch den Isotopenmarker des atmosphärischen Niederschlags belegt, der sich seit Hunderttausenden von Jahren im Eis der Polargletscher und im Permafrost, in Bodenkarbonaten, Phosphaten von Säugetierknochen, Baumringen usw. Die Hauptgefahr auf globaler Ebene stellen Asteroiden mit einem Radius von mehr als 1 km dar. Die Kollision mit kleineren Körpern kann zu erheblichen lokalen Zerstörungen führen (Tunguska-Phänomen), führt jedoch nicht zu globalen Folgen. Je größer der Asteroid, desto unwahrscheinlicher ist es, dass er die Erde trifft.

Jedes Jahr werden 2-3 Passagen in einer Entfernung von 0,5-3 Millionen km von der Erde von Körpern mit einem Durchmesser von 100-1000 m aufgezeichnet. Vernachlässigt man in einer überschlägigen Berechnung die Gravitationsanziehung von der Erde und nimmt man zufällige Kollisionen an, lässt sich die Häufigkeit von Kollisionen mit Körpern einer gegebenen Größe bestimmen. Um dies zu tun: Es ist notwendig, den Querschnitt der Erde gleich 4 Pi (6400 km) 2 (2) mit der Häufigkeit des Durchgangs eines Asteroiden pro 1 km 2 zu multiplizieren - er beträgt ungefähr ~ 3/4 Pi 1,7 Millionen km 2 (3). Der Kehrwert des berechneten Werts und entspricht der Anzahl der Jahre, die im Durchschnitt zwischen zwei Kollisionen vergehen. Es stellt sich heraus, dass die Zahl ~ 25.000 Jahre beträgt (tatsächlich ist es etwas weniger, wenn wir auch den Einfluss der Erdanziehungskraft und die Tatsache berücksichtigen, dass einige Spannweiten unbemerkt blieben). Dies ist in guter Übereinstimmung mit den Daten.

Kollisionen mit großen Asteroiden sind ziemlich selten, verglichen mit der Länge der Menschheitsgeschichte. Die Seltenheit des Phänomens bedeutet jedoch nicht Periodizität; daher können Kollisionen aufgrund der Zufälligkeit des Phänomens zu jedem Zeitpunkt nicht ausgeschlossen werden - es sei denn, die Wahrscheinlichkeit einer solchen Kollision ist im Verhältnis zur Wahrscheinlichkeit anderer Katastrophen, die eine einzelne Person bedrohen (Naturkatastrophen, Unfälle usw .). Allerdings: Auf geologischer und sogar biologischer Zeitskala sind Kollisionen keine Seltenheit. Im Laufe der gesamten Erdgeschichte sind mehrere tausend Asteroiden mit einem Durchmesser von etwa 1 km und Dutzende von Körpern mit einem Durchmesser von mehr als 10 km darauf gefallen. Das Leben auf der Erde existiert schon viel länger. Obwohl viele Annahmen über die katastrophalen Auswirkungen von Kollisionen auf die Biosphäre gemacht werden, hat keine davon bisher schlüssige Beweise erhalten. Es genügt zu erwähnen, dass nicht alle Experten der Hypothese des Aussterbens von Dinosauriern aufgrund der Kollision der Erde mit einem großen Asteroiden vor 65.000 Jahren zustimmen. Gegner dieser Idee (darunter viele Paläontologen) haben viele vernünftige Einwände. Sie weisen darauf hin, dass das Aussterben allmählich (Millionen von Jahren) erfolgte und nur einige Arten betraf, während andere während der Epochenteilung nicht merklich gelitten haben. Eine globale Katastrophe würde zwangsläufig alle Arten betreffen. Darüber hinaus ist in der biologischen Geschichte unseres Planeten wiederholt das Verschwinden einer Reihe von Arten von der Bildfläche aufgetreten, aber Experten können diese Phänomene nicht sicher mit einer Katastrophe in Verbindung bringen.

Die Durchmesser von Asteroiden variieren von wenigen Metern bis zu Hunderten von Kilometern. Leider wurde bisher nur ein kleiner Teil der Asteroiden entdeckt. Körper in der Größenordnung von 10 km oder weniger sind schwer zu erkennen und können bis zum Moment der Kollision unbemerkt bleiben. Die Liste der noch unentdeckten Körper mit größerem Durchmesser kann kaum als signifikant angesehen werden, da die Anzahl großer Asteroiden deutlich geringer ist als die Anzahl kleiner. Anscheinend gibt es praktisch keine potenziell gefährlichen Asteroiden (die im Prinzip über einen Zeitraum von etwa Millionen Jahren mit der Erde kollidieren können), deren Durchmesser 100 km überschreiten würde. Die Geschwindigkeiten, bei denen Kollisionen mit Asteroiden auftreten, können je nach den Parametern ihrer Umlaufbahnen zwischen etwa 5 km/s und etwa 50 km/s liegen. Die Forscher sind sich einig, dass die durchschnittliche Kollisionsgeschwindigkeit ~(15-25) km/s betragen sollte.

Kollisionen mit Kometen sind noch weniger vorhersehbar, da die meisten Kometen sozusagen aus dem „Nichts“, also aus sehr weit von der Sonne entfernten Regionen, in die inneren Regionen des Sonnensystems gelangen. Sie bleiben unbemerkt, bis sie der Sonne nahe genug kommen. Vom Moment der Entdeckung bis zum Durchgang des Kometen durch das Perihel (und bis zu einer möglichen Kollision) vergehen nicht mehr als ein paar Jahre; dann entfernt sich der Komet und verschwindet wieder in den Tiefen des Weltalls. Daher bleibt nur sehr wenig Zeit, um die notwendigen Maßnahmen zu ergreifen und eine Kollision zu verhindern (obwohl die Annäherung eines großen Kometen im Gegensatz zu einem Asteroiden nicht unbemerkt bleiben kann). Kometen nähern sich der Erde viel schneller als Asteroiden (dies liegt an der starken Verlängerung ihrer Umlaufbahnen, und die Erde befindet sich in der Nähe des Punktes, an dem sich der Komet der Sonne am nächsten nähert, wo seine Geschwindigkeit maximal ist). Die Kollisionsgeschwindigkeit kann ~70 km/s erreichen. Gleichzeitig sind die Größen großer Kometen den Größen mittelgroßer Asteroiden ~ (5-50) km nicht unterlegen (ihre Dichte ist jedoch geringer als die Dichte von Asteroiden). Aber gerade wegen der hohen Geschwindigkeit und relativen Seltenheit des Durchgangs von Kometen durch die inneren Regionen des Sonnensystems sind ihre Kollisionen mit unserem Planeten unwahrscheinlich.

Die Kollision mit einem großen Asteroiden ist eines der größten Phänomene auf dem Planeten. Offensichtlich würde es ausnahmslos alle Hüllen der Erde betreffen - die Lithosphäre, die Atmosphäre, den Ozean und natürlich die Biosphäre. Es gibt Theorien, die die Bildung von Einschlagskratern beschreiben; Die Auswirkungen der Kollision auf Atmosphäre und Klima (am wichtigsten in Bezug auf die Auswirkungen auf die Biosphäre des Planeten) ähneln Atomkriegsszenarien und großen Vulkanausbrüchen, die auch zur Freisetzung großer Mengen Staub (Aerosol) in die Atmosphäre führen . Natürlich hängt das Ausmaß der Phänomene entscheidend von der Energie der Kollision ab (also vor allem von der Größe und Geschwindigkeit des Asteroiden). Es zeigte sich jedoch, dass bei der Betrachtung gewaltiger Explosionsvorgänge (angefangen bei nuklearen Explosionen mit einem TNT-Äquivalent von mehreren Kilotonnen bis hin zum Fall der größten Asteroiden) das Ähnlichkeitsprinzip anwendbar ist. Nach diesem Prinzip behält das Muster der auftretenden Phänomene seine gemeinsamen Merkmale auf allen Energieskalen.

Pi D3 ro/6 (4),

Die Dichte des Asteroiden, v und D sind seine Masse, Geschwindigkeit und Durchmesser.

Die Dichte kosmischer Körper kann von 1500 kg/m3 für Kometenkerne bis 7000 kg/m3 für Eisenmeteoriten variieren. Asteroiden haben eine Eisen-Stein-Zusammensetzung (für verschiedene Gruppen unterschiedlich). Sie kann als Dichte des fallenden Körpers angenommen werden. ro~5000 kg/m3. Dann beträgt die Kollisionsenergie E ~ 5 1023 J. In TNT-Äquivalent (eine Explosion von 1 kg TNT setzt 4,2 106 J Energie frei) beträgt dies ~ 1,2 108 Mt. Die stärkste der von der Menschheit getesteten thermonuklearen Bomben, ~100 Mt, hatte eine Million Mal weniger Kraft.

Energieskalen natürlicher Phänomene

Man sollte auch die Zeit, in der die Energie freigesetzt wird, und die Fläche der Eventzone im Auge behalten. Erdbeben ereignen sich in einem großen Gebiet, und Energie wird in der Größenordnung von Stunden freigesetzt; Der Schaden ist moderat und gleichmäßig verteilt. Bei Bombenexplosionen und Meteoriteneinschlägen ist die lokale Zerstörung katastrophal, aber ihr Ausmaß nimmt mit der Entfernung vom Epizentrum schnell ab. Eine weitere Schlussfolgerung folgt aus der Tabelle: Trotz der kolossalen Menge an freigesetzter Energie ist der Fall selbst großer Asteroiden in Bezug auf das Ausmaß mit einem anderen mächtigen Naturphänomen vergleichbar – dem Vulkanismus. Die Explosion des Tambora-Vulkans war nicht einmal in historischer Zeit die stärkste. Und da die Energie des Asteroiden proportional zu seiner Masse ist (d. h. der Kubikzahl des Durchmessers), würde beim Fallen eines Körpers mit einem Durchmesser von 2,5 km weniger Energie freigesetzt als bei der Explosion von Tambor. Die Explosion des Krakatau-Vulkans entsprach dem Fall eines Asteroiden mit einem Durchmesser von 1,5 km. Der Einfluss von Vulkanen auf das Klima des gesamten Planeten ist allgemein anerkannt, es ist jedoch nicht bekannt, dass große Vulkanexplosionen katastrophal waren (wir werden auf den Vergleich der Auswirkungen von Vulkanausbrüchen und Asteroideneinschlägen auf das Klima zurückkommen).

Körper mit einer Masse von weniger als 1 Tonne werden beim Flug durch die Atmosphäre fast vollständig zerstört, während ein Feuerball beobachtet wird. Oft verliert ein Meteorit seine Anfangsgeschwindigkeit in der Atmosphäre vollständig und hat beim Aufprall bereits eine freie Fallgeschwindigkeit (~200 m/s), wodurch eine Vertiefung entsteht, die etwas größer ist als sein Durchmesser. Bei großen Meteoriten spielt der Geschwindigkeitsverlust in der Atmosphäre jedoch praktisch keine Rolle, und die Phänomene, die den Überschalldurchgang begleiten, gehen im Vergleich zu dem Ausmaß der Phänomene verloren, die während der Kollision eines Asteroiden mit der Oberfläche auftreten.

Bildung von explosiven Meteoritenkratern in einem geschichteten Ziel (siehe Anhang 5):

a) Beginn des Eindringens des Impaktors in das Ziel, begleitet von der Bildung einer kugelförmigen Stoßwelle, die sich nach unten ausbreitet;

b) die Ausbildung eines halbkugelförmigen Kratertrichters, die Schockwelle hat sich von der Kontaktzone des Schlägers und des Ziels gelöst und wird von hinten von einer überholenden Entladewelle begleitet, die entladene Substanz hat eine Restgeschwindigkeit und breitet sich zu den Seiten aus und nach oben;

c) weitere Bildung eines Übergangskratertrichters, die Schockwelle zerfällt, der Kraterboden ist mit Schockschmelze ausgekleidet, ein kontinuierlicher Auswurfvorhang breitet sich vom Krater aus;

d) Am Ende der Aushubphase hört das Wachstum des Trichters auf. Die Modifikationsphase verläuft für kleine und große Krater unterschiedlich.

In kleinen Kratern, die in einen tiefen Trichter aus nicht kohäsivem Material der Wände rutschen - Aufprallschmelze und zerkleinertes Gestein. Wenn sie gemischt werden, bilden sie eine Impaktbrekzie.

Bei Übergangstrichtern mit großem Durchmesser beginnt die Schwerkraft eine Rolle zu spielen - aufgrund der gravitativen Instabilität wölbt sich der Kraterboden unter Bildung einer zentralen Hebung nach oben.

Der Aufprall eines massiven Asteroiden auf Gestein erzeugt Drücke, die dazu führen, dass sich das Gestein wie eine Flüssigkeit verhält. Während der Asteroid tiefer in das Ziel vordringt, trägt er immer größere Massen an Materie mit sich. An der Einschlagstelle schmelzen und verdampfen die Substanz des Asteroiden und das umliegende Gestein sofort. Im Boden und Körper des Asteroiden entstehen starke Schockwellen, die sich auseinanderbewegen und die Substanz zur Seite schleudern. Die Stoßwelle im Boden bewegt sich dem fallenden Körper etwas voraus; Schockwellen im Asteroiden komprimieren ihn zuerst und reißen ihn dann, von der Rückseite reflektiert, auseinander. Der dabei entstehende Druck (bis zu 109 bar) reicht aus, um den Asteroiden vollständig zu verdampfen. Es gibt eine mächtige Explosion. Studien zeigen, dass sich bei großen Körpern das Zentrum der Explosion in der Nähe der Erdoberfläche oder etwas tiefer befindet, dh ein zehn Kilometer langer Asteroid vertieft sich 5-6 km in das Ziel. Bei der Explosion werden die Substanz des Meteoriten und die umgebenden Gesteinsbrocken aus dem entstandenen Krater herausgeschleudert. Die Schockwelle breitet sich im Boden aus, verliert Energie und zerstört Felsen. Wenn die Zerstörungsgrenze erreicht ist, hört das Wachstum des Kraters auf. An der Grenzfläche zwischen Medien mit unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften angekommen, wird die Stoßwelle reflektiert und hebt die Felsen im Zentrum des entstandenen Kraters an – so entstehen die in vielen Mondkaren beobachteten zentralen Hebungen. Der Kraterboden besteht aus zerstörten und teilweise geschmolzenen Gesteinen (Brekzien). Dazu kommen Fragmente, die aus dem Krater geschleudert werden und zurückfallen und den Zirkus füllen.

Ungefähr können Sie die Abmessungen der resultierenden Struktur angeben. Da der Krater durch einen Explosionsprozess entsteht, hat er unabhängig vom Einschlagswinkel des Asteroiden eine annähernd kreisförmige Form. Nur bei kleinen Winkeln (bis >30° vom Horizont) ist eine gewisse Ausdehnung des Kraters möglich. Das Volumen der Struktur übersteigt die Größe des gefallenen Asteroiden erheblich. Für große Krater wurde die folgende ungefähre Beziehung zwischen ihrem Durchmesser und der Energie des Asteroiden, der den Krater gebildet hat, aufgestellt: E~D4, wobei E die Energie des Asteroiden und D der Durchmesser des Kraters ist. Der Durchmesser des Kraters, der von einem 10 km großen Asteroiden gebildet wird, beträgt 70-100 km. Die anfängliche Tiefe des Kraters beträgt normalerweise 1/4-1/10 seines Durchmessers, dh in unserem Fall 15-20 km. Das Auffüllen mit Schutt verringert diesen Wert leicht. Die Grenze der Gesteinsfragmentierung kann eine Tiefe von 70 km erreichen.

Die Entfernung einer solchen Gesteinsmenge von der Oberfläche (was zu einer Verringerung des Drucks auf die tiefen Schichten führt) und der Eintritt einer Fragmentierungszone in den oberen Mantel können dazu führen, dass am Boden des gebildeten Kraters vulkanische Phänomene auftreten. Das Volumen der verdunsteten Materie wird wahrscheinlich 1000 km 3 überschreiten; Das Volumen des geschmolzenen Gesteins beträgt 10 und das zerkleinerte 10.000-fache dieser Zahl (Energieberechnungen bestätigen diese Schätzungen). Dabei werden mehrere tausend Kubikkilometer geschmolzenes und zerstörtes Gestein in die Atmosphäre geschleudert.

Der Fall eines Asteroiden auf der Wasseroberfläche (wahrscheinlicher, basierend auf dem Verhältnis der Fläche der Kontinente und des Landes auf unserem Planeten) wird ähnliche Merkmale aufweisen. Die geringere Dichte des Wassers (d. h. weniger Energieverlust beim Eindringen in das Wasser) ermöglicht es dem Asteroiden, tiefer in die Wassersäule einzudringen, bis er auf den Grund trifft, und in größerer Tiefe kommt es zu einer explosiven Zerstörung. Die Schockwelle wird den Boden erreichen und darauf einen Krater bilden, und neben dem Gestein vom Boden werden etwa mehrere tausend Kubikkilometer Wasserdampf und Aerosol in die Atmosphäre geschleudert.

Angesichts des Größenunterschieds gibt es natürlich eine bedeutende Analogie zwischen dem, was in der Atmosphäre bei einer Atomexplosion und bei einem Asteroideneinschlag passiert. Im Moment der Kollision und Explosion des Asteroiden bildet sich ein riesiger Feuerball, in dessen Zentrum der Druck extrem hoch ist und die Temperaturen Millionen Kelvin erreichen. Unmittelbar nach der Bildung beginnt sich ein Ball aus verdunsteten Gesteinen (Wasser) und Luft auszudehnen und in der Atmosphäre zu schweben. Die Schockwelle in der Luft, die sich ausbreitet und verblasst, behält ihre zerstörerische Fähigkeit bis zu mehreren hundert Kilometern vom Epizentrum der Explosion entfernt. Beim Aufsteigen wird der Feuerball eine riesige Menge Gestein von der Oberfläche mitnehmen (da sich beim Aufsteigen ein Vakuum darunter bildet). Beim Aufsteigen dehnt sich der Feuerball aus und verformt sich zu einem Toroid, wodurch ein charakteristischer "Pilz" entsteht. Da sich immer mehr Luftmassen ausdehnen und an der Bewegung beteiligt sind, sinken Temperatur und Druck im Inneren der Kugel. Der Aufstieg wird fortgesetzt, bis der Druck von außen ausgeglichen ist. Bei Kilotonnenexplosionen wird der Feuerball auf Höhen unterhalb der Tropopause ausbalanciert (<10 км). Для более мощных, мегатонных взрывов шар проникает в стратосферу. Огненный шар, образовавшийся при падении астероида, поднимется ещё выше, возможно, до 50-100 км (поскольку подъём происходит за счёт зависящей от плотности среды архимедовой силы, а с высотой плотность атмосферы быстро падает, больший подъём невозможен). Постепенно остатки огненного шара рассеиваются в атмосфере. Значительная часть испарённой породы конденсируется и выпадает локально, вместе с крупными кусками и затвердевшим расплавом. Наиболее мелкие аэрозольные частицы остаются в атмосфере и разносятся.

1.1 Kurzfristige Folgen einer Kollision

Es ist ziemlich offensichtlich, dass die lokale Zerstörung katastrophal sein wird. An der Einschlagstelle wird ein Gebiet mit einem Durchmesser von mehr als 100 km von einem Krater (zusammen mit einem Wall) eingenommen. Ein seismischer Schock, der durch eine Schockwelle im Boden verursacht wird, wird in einem Radius von mehr als 500 km zerstörerisch sein, ebenso wie eine Schockwelle in der Luft. In kleinerem Maßstab werden Gebiete zerstört, die bis zu 1500 km vom Epizentrum entfernt sein können.

Es wäre angebracht, die Folgen des Falls mit anderen irdischen Katastrophen zu vergleichen. Erdbeben, die eine deutlich geringere Energie haben, verursachen jedoch großflächige Zerstörungen. Eine vollständige Zerstörung ist in Entfernungen von mehreren hundert Kilometern vom Epizentrum möglich. Es sollte auch berücksichtigt werden, dass ein erheblicher Teil der Bevölkerung in seismisch gefährdeten Gebieten konzentriert ist. Wenn wir uns den Fall eines Asteroiden mit kleinerem Radius vorstellen, wird die von ihm verursachte Zerstörungsfläche ungefähr proportional zu 1/2 des Grades seiner linearen Abmessungen abnehmen. Das heißt, bei einem Körper mit einem Durchmesser von 1 km hat der Krater einen Durchmesser von 10 bis 20 km und der Radius der Zerstörungszone 200 bis 300 km. Das ist sogar weniger als bei großen Erdbeben. Bei kolossaler lokaler Zerstörung braucht man jedenfalls nicht über die globalen Folgen der Explosion selbst an Land zu sprechen.

Die Folgen eines Sturzes ins Meer können zu einer Katastrophe großen Ausmaßes führen. Dem Sturz folgt ein Tsunami. Die Höhe dieser Welle ist schwer einzuschätzen. Nach einigen Annahmen kann es Hunderte von Metern erreichen, aber ich kenne die genauen Berechnungen nicht. Es ist offensichtlich, dass sich der Mechanismus der Wellenentstehung hier deutlich von dem Entstehungsmechanismus der meisten Tsunamis (bei Unterwasserbeben) unterscheidet. Ein echter Tsunami, der sich über Tausende von Kilometern ausbreiten und die Küsten erreichen kann, muss im offenen Ozean eine ausreichende Länge haben (einhundert oder mehr Kilometer), die durch ein Erdbeben sichergestellt wird, das während einer langen Verwerfungsverschiebung auftritt. Es ist nicht bekannt, ob eine starke Unterwasserexplosion eine lange Welle erzeugen wird. Es ist bekannt, dass bei Tsunamis infolge von Unterwasserausbrüchen und Erdrutschen die Wellenhöhe zwar sehr groß ist, sich aber aufgrund ihrer geringen Länge nicht über den gesamten Ozean ausbreiten kann und relativ schnell zerfällt und nur in angrenzenden Gebieten Zerstörungen anrichtet (siehe unten). Im Falle eines riesigen echten Tsunamis würde ein Bild beobachtet werden - kolossale Zerstörung in der gesamten Küstenzone des Ozeans, Überschwemmung der Inseln bis zu Höhen unterhalb der Wellenhöhe. Wenn ein Asteroid in ein geschlossenes oder begrenztes Gewässer (Binnen- oder Zwischenmeer) fällt, wird praktisch nur seine Küste zerstört.

Neben der Zerstörung, die direkt mit dem Sturz verbunden ist und unmittelbar darauf folgt, sollten auch die langfristigen Folgen der Kollision, ihre Auswirkungen auf das Klima des gesamten Planeten und die möglichen Schäden für das gesamte Ökosystem der Erde berücksichtigt werden. Presseberichte sind voll von Warnungen vor dem Einsetzen des „nuklearen Winters“ oder umgekehrt, dem „Treibhauseffekt“ und der Erderwärmung. Betrachten wir die Situation genauer.

Wie oben erwähnt, wird der Fall eines 10 Kilometer großen Asteroiden zur gleichzeitigen Freisetzung von bis zu 104.000 km 3 Materie in die Atmosphäre führen. Diese Zahl wird jedoch wahrscheinlich überschätzt. Nach Berechnungen für nukleare Explosionen beträgt das Volumen des ausgeworfenen Bodens bei weniger starken Explosionen etwa 100.000 Tonnen / Mt und nimmt ab einer Ausbeute von 1 Mt langsam ab. Davon ausgehend wird die Masse des ausgestoßenen Stoffes 1500 km 3 nicht überschreiten. Beachten Sie, dass diese Zahl nur zehnmal höher ist als die Freisetzung des Vulkans Tambora im Jahr 1815 (150.000 km 3). Der Großteil des ausgestoßenen Materials werden große Partikel sein, die über mehrere Stunden oder Tage direkt im Aufprallbereich aus der Atmosphäre fallen. Langfristige klimatische Folgen sind nur von Submikron-Partikeln zu erwarten, die in die Stratosphäre geschleudert werden, wo sie lange verbleiben können und sich in etwa einem halben Jahr über die gesamte Oberfläche des Planeten ausbreiten werden. Der Anteil solcher Partikel an der Emission kann bis zu 5% betragen, dh 300 Milliarden Tonnen, pro Flächeneinheit der Erdoberfläche sind dies 0,6 kg / m 2 - eine Schicht von etwa 0,2 mm Dicke. Gleichzeitig fallen auf 1 m2 10 Tonnen Luft und >10 kg Wasserdampf.

Aufgrund der hohen Temperaturen an der Explosionsstelle enthält die ausgestoßene Substanz praktisch keinen Rauch und Ruß (dh keine organischen Stoffe); aber etwas Ruß wird als Folge von Bränden hinzugefügt, die Bereiche im Epizentrumsbereich bedecken können. Der Vulkanismus, dessen Manifestationen am Boden des resultierenden Kraters nicht ausgeschlossen sind, wird das Ausmaß gewöhnlicher Eruptionen nicht überschreiten und daher keinen signifikanten Beitrag zur Gesamtmasse des Auswurfs leisten. Wenn ein Asteroid in den Ozean stürzt, werden Tausende Kubikkilometer Wasserdampf ausgestoßen, aber im Vergleich zur gesamten Wassermenge in der Atmosphäre ist sein Beitrag unbedeutend.

Generell kann die Wirkung eines in die Atmosphäre freigesetzten Stoffes im Rahmen von Szenarien für die Folgen eines Atomkrieges betrachtet werden. Obwohl die Asteroidenexplosion zehnmal stärker wäre als die kombinierte Kraft der Explosionen im schwersten erwähnten Szenario, führt ihre lokale Natur im Gegensatz zum planetenweiten Krieg dazu, dass die erwarteten Folgen ähnlich sind (z. B. die Explosion einer 20-Kilotonnen-Bombe über Hiroshima führte zu einer Zerstörung, die einem konventionellen Bombardement mit einer Gesamtsprengkraft von 1 Kilotonne TNT-Bomben entsprach).

Es gibt viele Annahmen über die Auswirkungen einer großen Menge an Aerosolen, die in die Atmosphäre freigesetzt werden, auf das Klima. Eine direkte Untersuchung dieser Effekte ist bei der Untersuchung großer Vulkanausbrüche möglich. Beobachtungen zeigen im Allgemeinen, dass während der stärksten Eruptionen, unmittelbar danach mehrere Kubikkilometer Aerosol in der Atmosphäre verbleiben, in den nächsten zwei bis drei Jahren die Sommertemperaturen überall sinken und die Wintertemperaturen steigen (innerhalb von 2-3 °, auf Durchschnitt, viel weniger). Die direkte Sonneneinstrahlung nimmt ab, der Streuanteil nimmt zu. Der Anteil der von der Atmosphäre absorbierten Strahlung nimmt zu, die Temperatur der Atmosphäre steigt und die Oberflächentemperatur sinkt. Allerdings haben diese Effekte keinen langfristigen Charakter – die Stimmung hellt sich recht schnell auf. Über einen Zeitraum von etwa sechs Monaten nimmt die Aerosolmenge um das Zehnfache ab. So blieben ein Jahr nach der Explosion des Krakatau-Vulkans etwa 25 Millionen Tonnen Aerosol in der Atmosphäre, verglichen mit den anfänglichen 10 bis 20 Milliarden Tonnen.Es ist vernünftig anzunehmen, dass nach dem Fall des Asteroiden die Reinigung des Atmosphäre wird im gleichen Tempo auftreten. Es sollte auch berücksichtigt werden, dass eine Abnahme des empfangenen Energieflusses mit einer Abnahme des Energieflusses einhergeht, der von der Oberfläche verloren geht, da die Abschirmung zunimmt - der "Treibhauseffekt". Wenn also auf den Rückgang ein Temperaturabfall um mehrere Grad folgt, wird sich das Klima in zwei oder drei Jahren praktisch wieder normalisieren (z. B. verbleiben in einem Jahr etwa 10 Milliarden Tonnen Aerosol in der Atmosphäre, was vergleichbar ist zu dem, was unmittelbar nach der Explosion von Tambora oder Krakatau war).

Der Fall eines Asteroiden ist natürlich eine der größten Katastrophen für den Planeten. Seine Auswirkungen sind durchaus vergleichbar mit anderen, häufigeren Naturkatastrophen, wie etwa einem explosiven Vulkanausbruch oder einem schweren Erdbeben, und können diese an Wirkung sogar übertreffen. Der Sturz führt zu einer totalen lokalen Zerstörung, und die Gesamtfläche des betroffenen Gebiets kann mehrere Prozent der gesamten Fläche des Planeten erreichen. Der Fall wirklich großer Asteroiden, die globale Auswirkungen auf den Planeten haben können, ist jedoch im Ausmaß der Lebensdauer des Lebens auf der Erde ziemlich selten.

Eine Kollision mit kleinen Asteroiden (bis zu 1 km Durchmesser) wird keine spürbaren planetarischen Folgen haben (außer natürlich einem fast unglaublichen direkten Treffer in der Region der Ansammlung von Kernmaterial).

Eine Kollision mit größeren Asteroiden (ca. 1 bis 10 km Durchmesser, je nach Kollisionsgeschwindigkeit) wird von einer heftigen Explosion, der vollständigen Zerstörung des gefallenen Körpers und der Freisetzung von bis zu mehreren tausend Kubikmetern Gestein begleitet Atmosphäre. Dieses Phänomen ist in seinen Folgen vergleichbar mit den größten Katastrophen terrestrischen Ursprungs, etwa explosiven Vulkanausbrüchen. Die Zerstörung in der Fallzone wird total sein, und das Klima des Planeten wird sich abrupt ändern und erst in wenigen Jahren wieder normal werden. Die Übertreibung der Gefahr einer globalen Katastrophe wird durch die Tatsache bestätigt, dass die Erde in ihrer Geschichte viele Kollisionen mit ähnlichen Asteroiden erlitten hat und dies keine merklichen Spuren in ihrer Biosphäre hinterlassen hat (zumindest nicht immer).

Unter den uns bekannten Werken zu Meteoritenthemen ist Andrey Sklyarovs The Myth of the Sintflut vielleicht das eleganteste und am sorgfältigsten ausgearbeitete. Sklyarov studierte viele Mythen verschiedener Völker, verglich sie mit archäologischen Daten und kam zu dem Schluss, dass im 11. Jahrtausend v. Ein großer Meteorit stürzte auf die Erde. Nach seinen Berechnungen flog ein Meteorit mit einem Radius von 20 km mit einer Geschwindigkeit von 50 km / s, und dies geschah in der Zeit von 10480 bis 10420 v.

Ein Meteorit, der in der Region der Philippinischen See fast tangential auf die Erdoberfläche fiel, ließ die Erdkruste durch Magma rutschen. Infolgedessen drehte sich die Kruste relativ zur Rotationsachse des Globus, und es kam zu einer Verschiebung der Pole. Neben der Verschiebung der Erdkruste relativ zu den Polen, die dann zu einer Umverteilung der Gletschermassen führte, wurde der Fall von Tsunamis, der Aktivierung von Vulkanen und sogar der Neigung der philippinischen Ozeanplatte begleitet, was zur Folge hatte Entstehung des Marianengrabens.

Erstens hat sich die äquatoriale Ebene der Weltmeere in den letzten 60 Millionen Jahren nicht wesentlich verändert. Beweise dafür werden (in Form einer Nebenwirkung) beim Bohren von Brunnen auf den Atollen auf der Suche nach einem Testgelände zum Testen von Wasserstoffbomben erhalten. Insbesondere Brunnen auf dem Eniwetok-Atoll, das sich am Hang eines Meeresgrabens befindet und allmählich absinkt, haben gezeigt, dass in den letzten 60 Millionen Jahren kontinuierlich eine Korallenschicht darauf gewachsen ist. Dies bedeutet, dass die Temperatur des umgebenden Ozeanwassers während dieser ganzen Zeit nicht unter +20 Grad gefallen ist. Darüber hinaus gab es keine schnellen Änderungen des Meeresspiegels in der Äquatorzone. Das Eniwetok-Atoll liegt nahe genug an der Stelle, an der der von Sklyarov vorgeschlagene Meteorit gefallen ist, und die Korallen würden unweigerlich leiden, was nicht gefunden wurde.

Zweitens ist die durchschnittliche Jahrestemperatur des antarktischen Eisschilds in den letzten 420.000 Jahren nicht über minus 54 0 C gestiegen, und der Schild ist während dieser gesamten Zeit nie verschwunden.

Durch die gemeinsamen Bemühungen russischer, französischer und amerikanischer Wissenschaftler zur Isotopenzusammensetzung des Eisbohrkerns aus einem ultratiefen Eisloch (3350 m) an der russischen Antarktisstation Wostok war es möglich, das Klima unseres Planeten für diesen Zeitraum nachzubilden . So schwankte die Durchschnittstemperatur im Bereich der Station "Wostok" für diese 420.000 Jahre von etwa - 54 bis - 77 ° C.

Drittens unterschied sich während der letzten „Eiszeit“ (vor 20.000 bis 10.000 Jahren) das Klima in Zentralrussland, einschließlich Sibiriens, insbesondere im Sommer kaum von heute. Dies wird durch den Isotopenmarker des atmosphärischen Niederschlags belegt, der sich seit Hunderttausenden von Jahren im Eis der Polargletscher und im Permafrost, in Bodenkarbonaten, Phosphaten von Säugetierknochen, Baumringen usw.

2 Einschlag der Sonne auf der Erde

Ein ebenso wichtiger Faktor für die Entwicklung der Erde ist die Sonnenaktivität. Die Sonnenaktivität ist eine Reihe von Phänomenen auf der Sonne, die mit der Bildung von Sonnenflecken, Fackeln, Flocken, Fasern, Vorsprüngen und dem Auftreten von Fackeln verbunden sind, begleitet von einer Zunahme der Ultraviolett-, Röntgen- und Korpuskularstrahlung.

Die stärkste Manifestation der Sonnenaktivität, die die Erde beeinflusst, sind Sonneneruptionen. Sie treten in aktiven Regionen mit einer komplexen Struktur des Magnetfelds auf und wirken sich auf die gesamte Dicke der Sonnenatmosphäre aus. Die Energie einer großen Sonneneruption erreicht einen enormen Wert, vergleichbar mit der Menge an Sonnenenergie, die unser Planet ein ganzes Jahr lang erhält. Das ist ungefähr 100-mal mehr als die gesamte thermische Energie, die durch Verbrennen aller erkundeten Mineralvorkommen gewonnen werden könnte.

Das ist die Energie, die die gesamte Sonne in 1/20 Sekunde aussendet, mit einer Leistung, die Hundertstel Prozent der Leistung der Gesamtstrahlung unseres Sterns nicht übersteigt. In Fackel-aktiven Regionen tritt die Hauptsequenz von Fackeln hoher und mittlerer Leistung über ein begrenztes Zeitintervall (40-60 Stunden) auf, während kleine Fackeln und Glühen fast ständig beobachtet werden. Dies führt zu einer Erhöhung des allgemeinen Hintergrunds der elektromagnetischen Strahlung der Sonne. Um die mit Fackeln verbundene Sonnenaktivität zu bewerten, begannen sie daher, spezielle Indizes zu verwenden, die direkt mit den tatsächlichen Flüssen elektromagnetischer Strahlung in Verbindung stehen. Entsprechend der Größe des Funkemissionsflusses bei einer Welle von 10,7 cm (Frequenz 2800 MHz) wurde 1963 der Index F10,7 eingeführt. Er wird in Solar Flux Units (SFU) gemessen. Es lohnt sich zu bedenken, dass 1 s.u. \u003d 10-22 W / (m 2 Hz). Der F10.7-Index stimmt gut mit den Änderungen der gesamten Sonnenfleckenfläche und der Anzahl der Flares in allen aktiven Regionen überein.

Die Katastrophe, die im März 2010 im asiatisch-pazifischen Raum ausbrach, kann deutlich von den Folgen einer Sonneneruption erzählen. Ausbrüche wurden vom 7. bis 9. März beobachtet, die Mindestpunktzahl liegt bei C1,4, die Höchstpunktzahl bei M5,3. Als erstes reagierte am 10. März 2011 um 04:58:15 (UTC-Zeit) auf die Störung des Magnetfeldes ein Erdbeben, das Hypozentrum in 23 km Tiefe. Die Stärke betrug 5,5. Am nächsten Tag - ein weiterer Ausbruch, aber noch stärker. Der Ausbruch des X1.5-Scores ist einer der stärksten der letzten Jahre. Die Antwort der Erde - zunächst ein Erdbeben der Stärke 9,0, das Hypozentrum befand sich in einer Tiefe von -32 km. Das Epizentrum des Erdbebens lag 373 km von der japanischen Hauptstadt Tokio entfernt. Auf das Erdbeben folgte ein verheerender Tsunami, der das Gesicht der Ostküste in etwa veränderte. Honshu. Auch Vulkane reagierten auf einen starken Ausbruch. Der Vulkan Karangetang, der als einer der aktivsten in Indonesien gilt, begann am Freitag auszubrechen, wenige Stunden nach einem starken Erdbeben in Japan. Die japanischen Vulkane Kirishima und Sinmoe begannen auszubrechen.

Vom 7. bis 29. März ist die Sonnenaktivität höher als gewöhnlich, und vom 7. bis 29. März hören Erdbeben in den asiatisch-pazifischen, indischen Regionen nicht auf (Region AT. - Stärke von 4 und Region - Stärke von 3).

Fazit

Als Ergebnis der Sichtung der verfügbaren Literatur zum Thema und auf der Grundlage der festgelegten Ziele und Zielsetzungen können mehrere Schlussfolgerungen gezogen werden.

Die Magnetosphäre ist eine der wichtigsten Sphären der Erde. Abrupte Änderungen im Magnetfeld, d.h. Magnetstürme können die Atmosphäre durchdringen. Das auffälligste Beispiel für die Auswirkungen ist das Abschalten von Elektrogeräten, zu denen Mikroschaltkreise und Transistoren gehören.

Strahlungsgürtel spielen eine wichtige Rolle in der Wechselwirkung mit der Erde. Dank der Gürtel hält das Magnetfeld der Erde geladene Teilchen, nämlich: Protonen, Alpha-Teilchen und Elektronen.

Die Schwerkraft ist einer der wichtigsten Prozesse, die die Entwicklung der Erde beeinflussen. Die Schwerkraft wirkt ständig auf die Substanz der Erde. Als Ergebnis der Gravitationsdifferenzierung wurden im Körper des Planeten Geosphären mit unterschiedlicher mittlerer Materiedichte gebildet.

Kleine kosmische Körper sind ein nicht weniger wichtiger Faktor im Zusammenspiel des Systems "Weltraum - Erde". Es lohnt sich zu bedenken, dass ein großer Asteroid, der in den Ozean fällt, eine zerstörerische Welle auslöst, die den Globus mehrmals umkreisen und alles auf ihrem Weg hinwegfegen wird. Wenn ein Asteroid auf das Festland trifft, steigt eine Staubschicht in die Atmosphäre auf, die das Sonnenlicht blockiert. Es wird eine Auswirkung des sogenannten nuklearen Winters geben.

Der vielleicht wichtigste Faktor ist die Sonnenaktivität. Die Ereignisse vom 10./11. März 2011 können als Beispiel für die Wechselwirkung zwischen Sonne und Erde dienen. Während dieser Zeit, nach einem starken Ausbruch, auf ca. Honshu wurde von einem Erdbeben heimgesucht, gefolgt von einem Tsunami, und dann erwachten Vulkane.

Somit sind Weltraumprozesse der bestimmende Faktor in der Wechselwirkung des Systems "Weltraum-Erde". Es ist auch wichtig, dass ohne die oben genannten Phänomene kein Leben auf dem Planeten existieren könnte.

Literatur

1. Gnibidenko, Z.N., / Paläomagnetismus des Känozoikums der Westsibirischen Platte / Geo. - Nowosibirsk, 2006. - S. 146-161

Sorokhtin, O. V. // Theorie der Erdentwicklung: Ursprung, Evolution und tragische Zukunft / RANS.-M., 2010.-S. 722-751

Krivolutsky, A. E. / Blue planet / Thought.-M., 1985.- S.326-332

Byalko, A. V. / Unser Planet ist die Erde/ Wissenschaft. - M., 1989.- S.237

Khain, V.E./ Planet Earth/ Moscow State University Geol. Fälschung. - M., 2007.- S.234-243

Leonov, E.A. // Weltraum- und ultralange hydrologische Vorhersage/ Nauka. -M., 2010

Romaschow, A. N. / Planet Erde: Tektonophysik und Evolution / Editorial URSS - M., 2003

Todhunter, I. / /Geschichte der mathematischen Theorien der Anziehung und der Gestalt der Erde von Newton bis Laplace/Editorial URSS. - M., 2002.- S.670

Vernov S.N. Strahlungsgürtel der Erde und kosmische Strahlung / S.N. Vernov, P. V. Vakulow, E. V. Gorchakov, Yu.I. Logachev.-M.: Aufklärung, 1970.- S.131

Hess V. // Strahlungsgürtel und Magnetosphäre der Erde / Atomizdat. - M., 1973. - S. 423

Roederer X. // Dynamik der vom Erdmagnetfeld eingefangenen Strahlung / Mir. - M, 1972. - S. 392

RL:http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/

/Magnetosphere_rendition.jpg

13URL:

URL:http://www.movelife.ru/image/big/0000054.gif

URL:

URL: http://www.meteorite.narod.ru/proba/stati/stati58.htm

URL:

Weltraumphänomene und -prozesse- Ereignisse kosmischen Ursprungs, die Menschen, landwirtschaftliche Tiere und Pflanzen, wirtschaftliche Einrichtungen und die natürliche Umwelt verbinden oder schädigen können. Solche kosmischen Phänomene können der Fall kosmischer Körper und gefährliche kosmische Strahlung sein.

Die Menschheit hat einen Feind, der gefährlicher ist als eine Atombombe, die globale Erwärmung oder AIDS. Derzeit sind etwa 300 Weltraumkörper bekannt, die die Erdumlaufbahn durchqueren können. Im Grunde sind dies Asteroiden mit einer Größe von 1 bis 1000 km. Insgesamt wurden etwa 300.000 Asteroiden und Kometen im Weltraum entdeckt. Bis zum letzten Moment wissen wir vielleicht nichts von der nahenden Katastrophe. Wissenschaftler Astronomen gaben zu, dass die modernsten Weltraumverfolgungssysteme sehr schwach sind. Jederzeit kann ein Killer-Asteroid, der sich schnell der Erde nähert, direkt aus dem Abgrund des Weltraums „auftauchen“, und unsere Teleskope werden ihn erst entdecken, wenn es zu spät ist.

Über die gesamte Erdgeschichte sind Kollisionen mit kosmischen Körpern mit einem Durchmesser von 2 bis 100 km bekannt, von denen es mehr als 10 gab.

Referenz: Am Morgen des 30. Juni 1908 wurden die Bewohner Ostsibiriens von einer schrecklichen Vision getroffen - eine zweite Sonne erschien am Himmel. Es entstand plötzlich und verdunkelte für einige Zeit das übliche Tageslicht. Diese seltsame neue „Sonne bewegte sich mit erstaunlicher Geschwindigkeit über den Himmel. Ein paar Minuten später stürzte es, in schwarzen Rauch gehüllt, mit wildem Getöse unter den Horizont. Im selben Moment schoss eine riesige Feuersäule über der Taiga in die Höhe, und es gab ein Dröhnen einer monströsen Explosion, das Hunderte und Aberhunderte von Meilen entfernt zu hören war. Die schreckliche Hitze, die sich sofort vom Ort der Explosion ausbreitete, war so stark, dass sogar Dutzende von Kilometern vom Epizentrum entfernt die Kleidung auf den Menschen zu glimmen begann. Infolge des Einschlags des Tunguska-Meteoriten wurden 2500 sq. km (das sind 15 Gebiete des Fürstentums Liechtenstein) der Taiga im Einzugsgebiet des Flusses Podkamennaya Tunguska. Seine Explosion entsprach 60 Millionen Tonnen TNT. Und das, obwohl sein Durchmesser nur 50 - 60 m betrug. Wenn er 4 Stunden später angekommen wäre, hätte St. Petersburg Hörner und Beine hinterlassen.

In Arizona gibt es einen Krater mit einem Durchmesser von 1240 m und einer Tiefe von 170 m.

Etwa 125 Himmelskörper gelten als potenziell gefährlich, der gefährlichste ist der Asteroid Nr. 4 „Apophis“, der am 13. April 2029 auffliegen wird. kann in den Boden stürzen. Seine Geschwindigkeit beträgt 70 km / s, Durchmesser 320 m, Gewicht 100 Milliarden. t.

Wissenschaftler haben kürzlich den Asteroiden 2004 VD17 entdeckt, der einen Durchmesser von etwa 580 m hat und 1 Milliarde wiegt. d.h. die Wahrscheinlichkeit seiner Kollision mit dem Boden ist 5-mal höher, und diese Kollision ist bereits 2008 möglich.

Not- und Extremsituationen verursacht durch die Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen der Umgebung.

Bei Änderungen der Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit sowie deren Kombinationen treten solche Notfälle in Form von starkem Frost, extremer Hitze, Nebel, Eis, trockenem Wind und Frost auf. Sie können Erfrierungen oder Unterkühlung des Körpers, Hitze oder Sonnenstich, eine Zunahme der Zahl der Verletzungen und Todesfälle durch Stürze verursachen.

Die Bedingungen des menschlichen Lebens hängen vom Verhältnis von Temperatur und Feuchtigkeit der Luft ab.

Referenz:1932 Bei starkem Frost froren die Neagar Falls ein.

Gegenstand. Menschengemachte Notfälle

Vorlesungsplan:

Einführung.

1. Notfälle durch Verkehrsunfälle.

2. Notfälle durch Brände und Explosionen in Wirtschaftseinrichtungen

3. Notfälle, die durch die Freisetzung chemisch gefährlicher Stoffe verursacht werden.

4. Notfälle im Zusammenhang mit der Freisetzung radioaktiver Stoffe.

5. Notsituationen, die durch hydrodynamische Unfälle verursacht werden.

Pädagogische Literatur:

1. Schutz der Bevölkerung und wirtschaftlicher Einrichtungen in Notsituationen

Strahlenschutz Teil 1.

2. Schutz der Bevölkerung und des Territoriums in Notsituationen

ed. V.G.Shakhov, hrsg. 2002

3. Notfälle und Verhaltensregeln der Bevölkerung im Falle ihres Eintretens

ed. V.N.Kovalev, M.V.Samoylov, N.P.Kokhno, hrsg. 1995

Die Quelle eines von Menschen verursachten Notfalls ist ein gefährlicher von Menschen verursachter Vorfall, in dessen Folge ein von Menschen verursachter Notfall an einem Objekt, einem bestimmten Territorium oder Wassergebiet aufgetreten ist.

Menschengemachter Notfall- Dies ist eine ungünstige Situation in einem bestimmten Gebiet, die sich infolge eines Unfalls, einer Katastrophe entwickelt hat, die zu menschlichen Opfern, Schäden an der menschlichen Gesundheit, der Umwelt, erheblichen materiellen Verlusten und der Beeinträchtigung der Lebensgrundlage führen kann oder geführt hat.

Gefährliche, von Menschen verursachte Zwischenfälle umfassen Unfälle und Katastrophen in Industrieanlagen oder beim Transport, Feuer, Explosion oder Freisetzung verschiedener Arten von Energie.

Grundbegriffe und Definitionen nach GOST 22.00.05-97

Absturz- Dies ist ein gefährlicher, von Menschen verursachter Vorfall, der eine Bedrohung für das Leben und die Gesundheit von Menschen an einem Objekt, einem bestimmten Territorium oder Wassergebiet darstellt und zur Zerstörung von Gebäuden, Bauwerken, Ausrüstung und Fahrzeugen sowie zur Unterbrechung des Produktions- oder Transportprozesses führt , sowie Schäden an der natürlichen Umwelt.

Katastrophe- Dies ist ein schwerer Unfall, normalerweise mit menschlichen Opfern.

menschengemachte Gefahr- Dies ist ein Zustand, der einem technischen System, einer Industrie- oder Transporteinrichtung, die Energie enthält, innewohnt. Die Freisetzung dieser Energie in Form eines Schadfaktors kann zu Schäden für Mensch und Umwelt führen.

Industrie Unfall- ein Unfall in einer Industrieanlage, technischen Anlage oder Industrieumgebung.

industrielle Katastrophe- ein schwerer Industrieunfall mit Todesfolge, Gesundheitsschäden oder Zerstörung und Zerstörung einer Sache, Sachwerte von erheblichem Umfang und auch zu schweren Umweltschäden

2.1. Einschlag kleiner kosmischer Körper

(siehe Anhang 4).

Inzwischen wurden 160 Krater auf der Erdoberfläche identifiziert, die durch eine Kollision mit kosmischen Körpern entstanden sind. Hier sind sechs der bemerkenswertesten:

Vor 50.000 Jahren Berringer Krater (Arizona, USA), Umfang 1230 m - aus einem Meteoritenfall mit einem Durchmesser von 50 m. Dies ist der allererste Meteoritenfallkrater, der auf der Erde entdeckt wurde. Es wurde "Meteorit" genannt. Außerdem ist es besser erhalten als andere.

Vor 35 Millionen Jahren, Krater Chesapeake Bay (Maryland, USA), Umfang 85 km - vom Fall eines Meteoriten mit einem Durchmesser von 2-3 km. Die Katastrophe, die ihn verursachte, zerschmetterte die Felsbasis in 2 km Tiefe und schuf ein Salzwasserreservoir, das bis heute die Verteilung der Grundwasserströme beeinflusst.

Vor 37,5 Millionen Jahren, Popigai-Krater (Sibirien, Russland), Umfang 100 km - vom Fall eines Asteroiden mit 5 km Durchmesser. Der Krater ist mit Industrie übersät

Diamanten, die dadurch entstanden, dass beim Aufprall ungeheurer Druck auf Graphit ausgeübt wurde.

Vor 65 Millionen Jahren, Chicxulub-Becken (Yucatan, Mexiko), Umfang 175 km - vom Fall eines Asteroiden mit einem Durchmesser von 10 km. Es wird angenommen, dass die Explosion

dieses Asteroiden verursachte gewaltige Tsunamis und Erdbeben der Stärke 10.

Vor 1,85 Milliarden Jahren, Sudbury-Krater (Ontario, Kanada), Umfang 248 km - vom Fall eines Kometen mit einem Durchmesser von 10 km. Am Grund des Kraters, dank der Hitze,

Bei der Explosion freigesetzten Wasserreserven und den im Kometen enthaltenen Wasserreserven entstand ein System heißer Quellen. Entlang des Randes des Kraters wurden die weltweit größten Vorkommen an Nickel- und Kupfererz gefunden.

Vor 2 Milliarden Jahren, Vredefort-Kuppel (Südafrika), Umfang 378 km - vom Fall eines Meteoriten mit einem Durchmesser von 10 km. Der älteste und (zum Zeitpunkt der Katastrophe) größte dieser Krater auf der Erde. Es entstand als Ergebnis der massivsten Energiefreisetzung in der gesamten Geschichte unseres Planeten.

Zugegeben, die beeindruckendsten Entdeckungen der letzten Jahre auf dem Gebiet der Paläoklimatologie wurden bei Eisschildbohrungen und Eiskernuntersuchungen in den zentralen Regionen Grönlands und der Antarktis gemacht, wo die Eisoberfläche fast nie schmilzt, was die enthaltenen Informationen bedeutet darin ist etwa die Temperatur der Oberflächenschicht der Atmosphäre auf Jahrhundert gespeichert. Durch die gemeinsamen Bemühungen russischer, französischer und amerikanischer Wissenschaftler zur Isotopenzusammensetzung des Eisbohrkerns aus einem ultratiefen Eisbohrloch (3350 m) an der russischen Antarktisstation Wostok war es möglich, das Klima unseres Planeten für diesen Zeitraum nachzubilden. So schwankte die Durchschnittstemperatur im Bereich der Wostok-Station für diese 420.000 Jahre von etwa - 54 bis - 77 ° C. Drittens, während der letzten "Eiszeit" (vor 20 - 10.000 Jahren), das Klima in der mittleren Spur Russland, einschließlich Sibirien, unterschied sich vor allem im Sommer kaum von heute. Dies wird durch den Isotopenmarker des atmosphärischen Niederschlags belegt, der sich seit Hunderttausenden von Jahren im Eis der Polargletscher und im Permafrost, in Bodenkarbonaten, Phosphaten von Säugetierknochen, Baumringen usw. Die Hauptgefahr auf globaler Ebene stellen Asteroiden mit einem Radius von mehr als 1 km dar. Die Kollision mit kleineren Körpern kann zu erheblichen lokalen Zerstörungen führen (Tunguska-Phänomen), führt jedoch nicht zu globalen Folgen. Je größer der Asteroid, desto unwahrscheinlicher ist es, dass er die Erde trifft.

Die Art der Prozesse, die den Fall eines runden Asteroiden mit einem Durchmesser von 10 km (dh der Größe des Everest) auf die Erde begleiten. Nehmen wir 20 km/s als Fallgeschwindigkeit des Asteroiden. Wenn man die Dichte des Asteroiden kennt, kann man die Kollisionsenergie mit der Formel E=M·v2/2 finden, wobei M=Pi·D3·ro/6 (4), ro die Dichte des Asteroiden ist, m, v und D sind seine Masse, Geschwindigkeit und Durchmesser. Die Dichte kosmischer Körper kann von 1500 kg/m3 für Kometenkerne bis 7000 kg/m3 für Eisenmeteoriten variieren. Asteroiden haben eine Eisen-Stein-Zusammensetzung (für verschiedene Gruppen unterschiedlich). Sie kann als Dichte des fallenden Körpers angenommen werden. ro~5000 kg/m3. Dann beträgt die Kollisionsenergie E ~ 5 1023 J. In TNT-Äquivalent (eine Explosion von 1 kg TNT setzt 4,2 106 J Energie frei) beträgt dies ~ 1,2 108 Mt. Die stärkste der von der Menschheit getesteten thermonuklearen Bomben, ~100 Mt, hatte eine Million Mal weniger Kraft.

Tisch. Energieskalen natürlicher Phänomene.

Bildung von explosiven Meteoritenkratern in einem geschichteten Ziel (siehe Anhang 5):

a) Beginn des Eindringens des Impaktors in das Ziel, begleitet von der Bildung einer kugelförmigen Stoßwelle, die sich nach unten ausbreitet;

c) weitere Bildung eines Übergangskratertrichters, die Schockwelle zerfällt, der Kraterboden ist mit Schockschmelze ausgekleidet, ein kontinuierlicher Auswurfvorhang breitet sich vom Krater aus;

d) Am Ende der Aushubphase hört das Wachstum des Trichters auf. Die Modifikationsphase verläuft für kleine und große Krater unterschiedlich.

In kleinen Kratern in einen tiefen Trichter aus nicht kohäsivem Wandmaterial rutschen - Aufprallschmelze und zerkleinertes Gestein. Wenn sie gemischt werden, bilden sie eine Impaktbrekzie.

2.1.1. Kurzfristige Folgen der Kollision

Wie bereits erwähnt, besticht das Werk durch seine Eleganz, die Liebe zum Detail, daher ist es besonders schade, dass es nichts mit der Realität zu tun hat.

Gemeinsame Bemühungen russischer, französischer und amerikanischer Wissenschaftler zur Isotopenzusammensetzung von Eisbohrkernen aus einem ultratiefen Eisloch (3350 m) an der russischen Antarktisstation "Wostok"

gelang es, das Klima unseres Planeten in dieser Zeit nachzubilden. So schwankte die Durchschnittstemperatur im Bereich der Station "Wostok" für diese 420.000 Jahre von etwa - 54 bis - 77 ° C.

2.2 Einfluss der Sonne auf die Erde

Vom 7. bis 29. März ist die Sonnenaktivität höher als gewöhnlich und vom 7. bis 29. März in den asiatisch-pazifischen, indischen Regionen hören die Erdbeben nicht auf (AT. Region - Stärke von 4 und Region - Stärke von 3).

Fazit

Als Ergebnis der Sichtung der verfügbaren Literatur zum Thema und auf der Grundlage der festgelegten Ziele und Zielsetzungen können mehrere Schlussfolgerungen gezogen werden.

Strahlungsgürtel spielen eine wichtige Rolle in der Wechselwirkung mit der Erde. Dank der Gürtel hält das Magnetfeld der Erde geladene Teilchen, nämlich: Protonen, Alpha-Teilchen und Elektronen.

Kleine kosmische Körper sind ein ebenso wichtiger Faktor in der Wechselwirkung des Weltraum-Erde-Systems. Es lohnt sich zu bedenken, dass ein großer Asteroid, der in den Ozean fällt, eine zerstörerische Welle auslöst, die den Globus mehrmals umkreisen und alles auf ihrem Weg hinwegfegen wird. Wenn ein Asteroid auf das Festland trifft, steigt eine Staubschicht in die Atmosphäre auf, die das Sonnenlicht blockiert. Es wird eine Auswirkung des sogenannten nuklearen Winters geben.

Somit sind Weltraumprozesse der bestimmende Faktor im Zusammenspiel des Systems "Weltraum - Erde". Es ist auch wichtig, dass ohne die oben genannten Phänomene kein Leben auf dem Planeten existieren könnte.

Literatur

1. Gnibidenko, Z.N./Z.N. Gnibidenko//Paläomagnetismus des Känozoikums der Westsibirischen Platte/Geo. - Nowosibirsk, 2006. - S. 146-161

2. Sorokhtin, O. V. / O. V. Sorochtin // Theorie der Erdentwicklung: Ursprung, Evolution und tragische Zukunft / RANS.-M., 2010.-S. 722-751

3. Krivolutsky, A. E./A. E. Krivolutsky // Blue Planet / Thought.-M., 1985.- S.326-332

4. Byalko, A. V./ A. V. Byalko // Unser Planet ist die Erde / Wissenschaft. - M., 1989.- S.237

5. Khain, V. E./ V. E. Khain// Planet Earth/ Moscow State University Geol. Fälschung. - M., 2007.- S.234-243

6. Leonov, E.A./E.A. Leonov// Weltraum und superlange hydrologische Vorhersage/ Wissenschaft. -M., 2010

7. Romashov, A.N./ A.N. Romashov // Planet Earth: Tektonophysik und Evolution / Editorial URSS - M., 2003

8. Todhunter, I./I. Todhunter//Geschichte mathematischer Anziehungstheorien und der Figur der Erde von Newton bis Laplace/Editorial URSS. – M., 2002.- S.670

9. Vernov S.N. Strahlungsgürtel der Erde und kosmische Strahlung/S. N. Vernov, P. V. Vakulov, E. V. Gorchakov, Yu. I. Logachev.-M.: Education, 1970.- S.131

10. Heß W./W. Hess//Der Strahlungsgürtel und die Magnetosphäre der Erde/Atomizdat.-M., 1973.-S.423

11. Roederer X./ X. Roederer// Dynamik der vom Erdmagnetfeld eingefangenen Strahlung/ Mir. - M, 1972. - S. 392

12. URL: http://dic.academic.ru/pictures/wiki/files/77/Magnetosphere_rendition.jpg

13. URL: http://www.glubinnaya.info/science/sun/sun.files/fig-1000.jpg

14. URL: http://www.movelife.ru/image/big/0000054.gif

15. URL: http://travel.spotcoolstuff.com/wp-content/uploads/2009/08/barringer-crater-2.jpg

16. URL: http://www.meteorite.narod.ru/proba/stati/stati58.htm

17. URL: http://att-vesti.narod.ru/KATASTR.PDF

18. URL: http://www.meteorite.narod.ru/proba/stati/stati51.htm

19. URL: http://crydee.sai.msu.ru/Universe_and_us/1num/v1pap4.htm

20. URL: http://www.tesis.lebedev.ru/sun_flares.html

A. G. Zhabin, Doktor der geologischen und mineralogischen Wissenschaften

In Mineralkristallen, Gesteinen, geschichteten Sedimentschichten sind Zeichen fixiert und über Milliarden von Jahren erhalten, die nicht nur die Entwicklung der Erde selbst, sondern auch ihre Wechselwirkung mit dem Weltraum charakterisieren.

Terrestrische und kosmische Phänomene.

In geologischen Objekten, in der Sprache physikalischer und chemischer Eigenschaften, ist eine Art genetische Information über die Auswirkungen kosmischer Prozesse auf die Erde aufgezeichnet. Über die Methode zur Gewinnung dieser Informationen sagt der berühmte schwedische Astrophysiker H. Alven Folgendes:

„Weil niemand wissen kann, was vor 45 Milliarden Jahren passiert ist, sind wir gezwungen, vom gegenwärtigen Zustand des Sonnensystems auszugehen und Schritt für Schritt immer mehr frühere Stadien seiner Entwicklung zu rekonstruieren.“ Dieses Prinzip, das unbeobachtbare Phänomene hervorhebt, liegt in der Grundlage des modernen Ansatzes zum Studium der geologischen Entwicklung der Erde; sein Motto: "Die Gegenwart ist der Schlüssel zur Vergangenheit."

Tatsächlich ist es bereits möglich, viele Arten äußerer kosmischer Einflüsse auf die Erde qualitativ zu diagnostizieren. Seine Kollision mit riesigen Meteoriten wird durch Astrobleme auf der Erdoberfläche (Earth and Universe, 1975, 6, S. 13-17.-Ed.), das Auftreten dichterer Mineralarten, die Verschiebung und das Schmelzen verschiedener Gesteine belegt. Auch kosmischer Staub und eindringende kosmische Teilchen können diagnostiziert werden. Es ist interessant, den Zusammenhang der tektonischen Aktivität des Planeten mit verschiedenen Chrono-Rhythmen (zeitlichen Rhythmen) zu studieren, die durch kosmische Prozesse wie Sonnenaktivität, Supernovae, die Bewegung der Sonne und des Sonnensystems in der Galaxis verursacht werden.

Diskutieren wir die Frage, ob es möglich ist, kosmogene Chronorhythmen in den Eigenschaften terrestrischer Mineralien aufzudecken. Rhythmisch und großräumig können die Natur der Sonnenaktivität und andere kosmophysikalische Faktoren, die den gesamten Planeten abdecken, als Grundlage für die planetarischen "Benchmarks" der Zeit dienen. Daher kann die Suche und Diagnostik von materiellen Spuren solcher Chronorhythmen als neue vielversprechende Richtung angesehen werden. Es nutzt gemeinsam isotopische (radiologische), biostratigraphische (basierend auf fossilen Überresten von Tieren und Pflanzen) und kosmogen-rhythmische Methoden, die sich in ihrer Entwicklung ergänzen werden. Die Forschung in dieser Richtung hat bereits begonnen: Astrobleme wurden beschrieben, Schichten mit kosmischem Staub in Salzschichten entdeckt und die Periodizität der Kristallisation von Substanzen in Höhlen festgestellt. Aber wenn in der Biologie und Biophysik in letzter Zeit neue Spezialabteilungen der Kosmorhythmologie, Heliobiologie, Biorhythmologie, Dendrochronologie erschienen sind, dann hinkt die Mineralogie solchen Studien immer noch hinterher.

periodische Rhythmen.

Besonderes Augenmerk gilt nun der Suche nach möglichen Fixierungsformen des 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität in Mineralien. Dieser Chronorhythmus ist nicht nur auf modernen, sondern auch auf Paläoobjekten in tonig-sandigen Sedimenten des Phanerozoikums, in CoIIenia-Algen aus dem Ordovizium (vor 500 Millionen Jahren) und auf Abschnitten fossiler versteinerter Bäume des Perms (vor 285 Millionen Jahren) fixiert. Wir fangen gerade an, nach einem Spiegelbild eines solchen kosmogenen Rhythmus auf Mineralien zu suchen, die auf unserem Planeten in der Hypergenesezone, dh im obersten Teil der Erdkruste, gewachsen sind. Aber es besteht kein Zweifel, dass sich die klimatische Periodizität kosmogener Natur durch eine unterschiedliche Intensität der Zirkulation von Oberflächen- und Grundwasser (Wechsel von Dürren und Überschwemmungen), eine unterschiedliche Erwärmung der oberen Schicht der Erdkruste, durch eine Änderung in die Zerstörungsrate von Bergen, Sedimentation (Earth and Universe, 1980, 1, S. 2-6. - Ed.). Und all diese Faktoren wirken sich auf die Erdkruste aus.

Die vielversprechendsten Orte für die Suche nach Anzeichen für solche kosmogenen Chronorhythmen sind die Verwitterungskruste, Karsthöhlen, Oxidationszonen von Sulfidablagerungen, Salz- und Flysch-Sedimente (letztere sind ein geschichteter Wechsel von Gesteinen unterschiedlicher Zusammensetzung aufgrund der oszillierenden Bewegungen von der Erdkruste), die sogenannten Ribbon Clays, die mit dem periodischen Abschmelzen von Gletschern verbunden sind.

Lassen Sie uns einige Beispiele für die Periodizität geben, die während des Wachstums von Mineralkristallen aufgezeichnet wurde. Calcitstalaktiten (CaCO3) aus den Sauerlandhöhlen (BRD) sind gut untersucht. Es wurde festgestellt, dass die durchschnittliche Dicke der Schicht, die jedes Jahr auf ihnen wächst, sehr gering ist, nur 0,0144 mm. (Wachstumsrate beträgt etwa 1 mm in 70 Jahren) und das Gesamtalter des Stalaktiten beträgt etwa 12.000 Jahre. Aber vor dem Hintergrund von Zonen oder Schalen wurden auch dickere Zonen auf Stalaktiten mit jährlicher Periodizität gefunden, die in Abständen von 10 - 11 Jahren wuchsen. Ein weiteres Beispiel sind Coelestin (SgSO4)-Kristalle mit einer Größe von bis zu 10 cm, die in Hohlräumen zwischen den silurischen Dolomiten von Ohio (USA) gewachsen sind. In ihnen wurde eine sehr feine, gut konsistente Zonierung gefunden. Die Leistung eines Zonenpaares (hell und dunkel) reicht von 3 bis 70 Mikrometer, aber an einigen Stellen, an denen es viele tausend solcher Paare gibt, ist die Leistung stabiler 7,5 - 10,6 Mikrometer. Mit einer Mikrosonde konnte festgestellt werden, dass sich die hellen und dunklen Zonen im Wert des Sr/Ba-Verhältnisses unterscheiden und die Kurve einen pulsierenden Charakter hat (sedimentäre Dolomite waren zum Zeitpunkt der Auswaschung vollständig versteinert und es bildeten sich Hohlräume). Nach Erwägung der möglichen Gründe für das Auftreten einer solchen Zonierung wurde der jährlichen Periodizität der Kristallisationsbedingungen der Vorzug gegeben. Anscheinend wurde warmes und heißes Chloridwasser, das Sr und Ba enthielt (Wassertemperatur im Bereich von 68 bis 114 ° C), und sich in den Eingeweiden der Erde periodisch einmal im Jahr nach oben bewegte, durch Oberflächenwasser verdünnt. Als Ergebnis könnte eine feine Zonierung von Coelestin-Kristallen entstanden sein.

Die Untersuchung von dünnschichtigen Sphaleritkrusten aus Tennessee (USA), die in der Erzlagerstätte Pine Point gefunden wurden, zeigte auch das periodische Wachstum von Schalen oder Zonen auf diesen Krusten. Ihre Dicke beträgt etwa 5 - 10 Mikrometer, und dickere wechseln sich mit 9 - 11 dünnen Zonen ab. Die jährliche Periodizität erklärt sich in diesem Fall dadurch, dass in die Erzlagerstätte eindringendes Grundwasser das Volumen und die Zusammensetzung der Lösungen verändert.

Eine feine jährliche Zonierung ist auch bei Achaten vorhanden, die in der oberflächennahen Schicht der Erdkruste wachsen. In den Beschreibungen von Achaten aus dem letzten Jahrhundert werden manchmal bis zu 17.000 dünne Schichten in einem Zoll angegeben. Somit hat eine einzelne Zone (helles und dunkles Band) eine Leistung von nur 1,5 &mgr;m. Eine solch langsame Kristallisation von Achatmineralien ist interessant zu vergleichen mit dem Wachstum von Knollen im Ozean. Diese Geschwindigkeit beträgt 0,03 - 0,003 mm. pro tausend Jahre oder 30 - 3 Mikrometer. Im Jahr. Anscheinend offenbaren die obigen Beispiele eine komplexe Kette von miteinander verbundenen Phänomenen, die den Einfluss des 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität auf das Wachstum von Mineralkristallen in der Oberflächenschicht der Erdkruste bestimmen. Wahrscheinlich äußert sich die Änderung der meteorologischen Bedingungen unter Einwirkung der solaren Korpuskularstrahlung insbesondere in Schwankungen in der Bewässerung der oberen Teile der Erdkruste.

Supernova-Explosionen.

Neben Jahres- und 11-Jahres-Chrono-Rhythmen gibt es einzelne kosmogene „Benchmarks“ der Zeit. Hier meinen wir Supernova-Explosionen. Der Leningrader Botaniker N. V. Lovellius untersuchte die Struktur der Wachstumsringe eines 800 Jahre alten Wacholderbaums, der in einer Höhe von 3000 m an einem der Hänge des Zeravshan-Gebirges wächst. Er fand Perioden, in denen sich das Wachstum von Baumringen verlangsamte. Diese Perioden fallen ziemlich genau auf die Jahre 1572 und 1604, als Supernovae am Himmel aufblitzten: Tycho Brahes Supernova und Keplers Supernova. Wir kennen noch nicht die geochemischen und mineralogischen Folgen intensiver kosmischer Strahlungsflüsse im Zusammenhang mit fünf Supernova-Explosionen, die sich in unserer Galaxie im vergangenen Jahrtausend (1006, 1054, 1572, 1604, 1667) ereigneten, und wir können sie noch nicht diagnostizieren solche Zeichen. Dabei geht es nicht so sehr darum, Spuren von primärer kosmischer Strahlung in terrestrischen Mineralien zu sehen (etwas ist hier schon bekannt), sondern eine Methode zu finden, um die Zeitintervalle zu bestimmen, in denen kosmische Strahlung in der Vergangenheit unseren Planeten am intensivsten beeinflusst hat. Solche Zeitintervalle, die auf der ganzen Erde synchronisiert sind, können mit allgegenwärtigen Schichten bekannten Alters verglichen werden, die stratigraphische Horizonte markieren. Astrophysikern zufolge flammten während der Existenz der Erde etwa zehnmal die sonnennächsten Sterne als Supernovae auf. Die Natur gibt uns also mindestens zehn aufeinanderfolgende Chrono-Reperatoren, die für den gesamten Planeten gleich sind. Mineralogen müssen Spuren solcher kosmogener zeitlicher Referenzpunkte in den Eigenschaften von Mineralkristallen und den Gesteinen, aus denen sie bestehen, finden. Ein Beispiel ist der Mondregolith. Es spiegelt die Geschichte des Aufpralls von Sonnenwind, galaktischer kosmischer Strahlung und Mikrometeoriten auf dem Mond wider. Außerdem sollten große kosmogene Chrono-Rhythmen hier kontrastreicher sein, da der Mond keine Atmosphäre hat und daher kosmische Einflüsse auf ihn nicht so sehr verzerrt werden. Die Untersuchung von Regolith zeigte, dass die Intensität der Protonenstrahlung auf dem Mond von 1953 bis 1963 viermal so hoch war wie die durchschnittliche Intensität für mehrere Millionen Jahre zuvor.

Die Idee eines kausalen Zusammenhangs zwischen der Periodizität geologischer Prozesse auf der Erde und der Periodizität der Wechselwirkung zwischen Erde und Kosmos dringt zunehmend in die Köpfe von Geologen und Planetenwissenschaftlern ein. Nun ist klar geworden, dass die Periodisierung der Erdgeschichte, der Geochronologie, durch die Einheit der zeitlichen Struktur mit der Sonnenaktivität verbunden ist. Aber vor kurzem sind neue Daten eingegangen. Es stellte sich heraus, dass die planetaren tektono-magmatischen (mineralogischen) Epochen mit der Dauer des galaktischen Jahres korrelieren. Beispielsweise wurden für die nacharchäische Zeit neun Maxima der Mineralstoffablagerung festgestellt. Sie fanden vor etwa 115, 355, 530, 750, 980, 1150, 1365, 1550 und 1780 Millionen Jahren statt. Die Intervalle zwischen diesen Maxima betragen 170 - 240 Millionen Jahre (im Durchschnitt 200 Millionen Jahre), dh sie entsprechen der Dauer des galaktischen Jahres.

Korrespondierendes Mitglied der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, G. L. Pospelov, analysierte den Platz der Geologie in der Naturwissenschaft und stellte fest, dass das Studium mehrstufiger geologischer Komplexe diese Wissenschaft zur Entdeckung von Phänomenen wie der "Quantisierung" verschiedener Prozesse im Makrokosmos führen wird. Mineralogen sammeln zusammen mit Geologen-Stratigraphen, Astrogeologen und Astrophysikern Fakten, die es in Zukunft ermöglichen werden, eine Zeitskala zu erstellen, die allen Planeten des Sonnensystems gemeinsam ist.

Schematischer Schnitt durch einen geschichteten Bereich der Erdkruste. Freigelegte (links) und "blinde" (rechts) hydrothermale Adern sind sichtbar (dicke schwarze Linien). Links findet ein Austausch von Hydrothermen mit oberirdischem Grundwasser statt.

1, 2, 3, 4 - aufeinanderfolgende Wachstumsstadien von Mineralien: Quarz- und Pyritkristalle. Es stellt sich heraus, dass das Wachstum von Kristallen im Erdinneren mit einem 11-Jahres-Zyklus der Sonnenaktivität verbunden ist.

Unter den Naturphänomenen, die die geologische Umgebung und die geografische Hülle beeinflussen, spielen kosmische Prozesse eine wichtige Rolle. Sie werden durch einfallende Energie und Materie verursacht, die auf kosmische Körper unterschiedlicher Größe fallen - Meteoriten, Asteroiden und Kometen.

Weltraumstrahlung

Ein starker Strom kosmischer Strahlung, der von allen Seiten des Universums auf die Erde gerichtet ist, hat schon immer existiert. „Die Außenfläche der Erde und das Leben, das sie erfüllt, sind das Ergebnis eines vielseitigen Zusammenspiels kosmischer Kräfte ... Organisches Leben ist nur dort möglich, wo freier Zugang zur kosmischen Strahlung besteht, denn leben heißt, den Strom durch sich selbst hindurchgehen der kosmischen Strahlung in ihrer kinetischen Form“, betrachtet den Schöpfer der Heliobiologie A. L. Chizhevsky (1973).

Gegenwärtig werden viele biologische Phänomene der geologischen Vergangenheit der Erde als global und synchron angesehen. Lebende Systeme werden von einer externen Energiequelle beeinflusst - der kosmischen Strahlung, deren Wirkung konstant, aber ungleichmäßig war und starken Schwankungen bis hin zu den stärksten Schwankungen unterworfen war, die sich in Form von Aufprallwirkungen ausdrückten. Dies liegt daran, dass sich die Erde, wie alles andere, um das Zentrum der Galaxie in der sogenannten galaktischen Umlaufbahn dreht (die Zeit einer vollständigen Umdrehung wird als galaktisches Jahr bezeichnet und entspricht 215-220 Millionen Jahren ), fiel periodisch in die Wirkungszone von Jetstreams (Jet-Ausfluss von Weltraumsubstanzen). Während dieser Perioden nahmen die Flüsse der kosmischen Strahlung, die auf die Erde trafen, zu, und die Zahl der Außerirdischen - Kometen und Asteroiden - nahm zu. Die kosmische Strahlung spielte während der explosiven Evolutionsperioden zu Beginn des Lebens eine führende Rolle. Dank kosmischer Energie wurden Bedingungen für die Entstehung des Mechanismus zellulärer Organismen geschaffen. Die Rolle der kosmischen Strahlung an der Wende vom Kryptozoikum zum Phanerozoikum während der "Bevölkerungsexplosion" ist wichtig. Heute kann man mehr oder weniger zuversichtlich von der abnehmenden Rolle der kosmischen Strahlung im Laufe der Erdgeschichte sprechen. Dies liegt daran, dass sich die Erde entweder im „günstigen“ Teil der galaktischen Umlaufbahn befindet oder über einige Schutzmechanismen verfügt. In frühen geologischen Epochen war der Fluss der kosmischen Strahlung intensiver. Dies äußert sich in der größten "Toleranz" gegenüber kosmischer Strahlung von Prokaryoten und den ersten Einzellern, hauptsächlich Blaualgen. So wurden Zyanide sogar an den Innenwänden von Kernreaktoren gefunden, und eine hohe Strahlung beeinträchtigte ihr Leben in keiner Weise. Die Wirkung harter kurzwelliger und ultrakurzwelliger Bestrahlung auf Organismen mit unterschiedlicher genetischer Struktur, Organisationsgrad und Schutzeigenschaften war selektiv. Daher kann der Einfluss der kosmischen Strahlung sowohl Massenaussterben als auch eine signifikante Erneuerung der organischen Welt in bestimmten Phasen der Erdgeschichte erklären. Nicht ohne Beteiligung der kosmischen Strahlung entstand der Ozonschirm, der für die weitere Richtung der Erdentwicklung eine entscheidende Rolle spielte.

Kosmogeologische Prozesse

Kosmische Prozesse sind mit dem Fall kosmischer Körper - Meteoriten, Asteroiden und Kometen - auf die Erde verbunden. Dies führte zur Entstehung von Impakt-, Impakt-Explosions-Kratern und Astroblemen auf der Erdoberfläche sowie zur Impakt-metamorphen (Schock-)Umwandlung von Gesteinsmaterie an den Orten, an denen kosmische Körper fielen.

Durch Meteoriteneinschläge entstandene Einschlagskrater haben einen Durchmesser von weniger als 100 m, Einschlagskrater in der Regel über 100 m. Weltraumkörper, deren Größe viel größer ist als die Größe von Meteoriten. Auf der Erde gefundene Astrobleme haben einen Durchmesser von 2 bis 300 km.

Derzeit wurden etwas mehr als 200 Astrobleme auf allen Kontinenten gefunden. Eine viel größere Anzahl von Astroblemen ruht auf dem Grund der Ozeane.

Sie sind schwer zu erkennen und für eine visuelle Untersuchung unzugänglich. Auf dem Territorium Russlands ist das Astrobleme Popigai, das sich im Norden Sibiriens befindet und einen Durchmesser von 100 km erreicht, eines der größten.

Asteroiden sind die Körper des Sonnensystems mit einem Durchmesser von 1 bis 1000 km. Ihre Bahnen liegen zwischen denen von Mars und Jupiter. Dies ist der sogenannte Asteroidengürtel. Einige Asteroiden umkreisen die Erde nahe. Kometen sind Himmelskörper, die sich auf stark gestreckten Bahnen bewegen. Der zentrale hellste Teil eines Kometen wird Kern genannt. Sein Durchmesser reicht von 0,5 bis 50 km. Die Masse des Kerns, bestehend aus Eis - einem Konglomerat aus gefrorenen Gasen, hauptsächlich Ammoniak, und Staubpartikeln - beträgt 10 14 -10 20 g Der Schweif des Kometen besteht aus Gasionen und Staubpartikeln, die unter Einwirkung von Sonnenlicht aus dem Kern entweichen . Die Länge des Schwanzes kann mehrere zehn Millionen Kilometer erreichen. Kometenkerne befinden sich außerhalb der Umlaufbahn von Pluto in den sogenannten Kometen-Oort-Wolken.

Während nach dem Fall von Asteroiden ursprüngliche Krater - Astrobleme bleiben, erscheinen nach dem Fall von Kometen keine Krater, und ihre riesige Energie und Materie werden auf besondere Weise neu verteilt.

Wenn ein kosmischer Körper – ein Meteorit oder ein Asteroid – in einem sehr kurzen Moment, innerhalb von nur 0,1 s, einstürzt, wird eine enorme Energiemenge freigesetzt, die für das Komprimieren, Zerkleinern, Schmelzen und Verdampfen von Gestein an der Kontaktstelle aufgewendet wird mit der Oberfläche. Durch den Aufprall einer Stoßwelle entstehen Gesteine, die allgemein als Impakte bezeichnet werden, und die dabei entstehenden Strukturen werden als Impakt bezeichnet.

Kometen, die nahe an der Erde vorbeifliegen, werden von der Schwerkraft angezogen, erreichen aber nicht die Erdoberfläche. Sie brechen in den oberen Teilen auf und senden eine starke Schockwelle an die Erdoberfläche (nach verschiedenen Schätzungen sind es 10 21 -10 24 J), die schwere Zerstörungen mit sich bringt, die die natürliche Umgebung und die Substanz in Form verändern Gase, Wasser und Staub verteilen sich auf der Erdoberfläche.

Zeichen kosmogener Strukturen

Kosmogene Strukturen lassen sich anhand morphostruktureller, mineralogisch-petrographischer, geophysikalischer und geochemischer Merkmale unterscheiden.

Zu den morphostrukturellen Merkmalen gehört eine charakteristische ringförmige oder ovale Kraterform, die auf Weltraum- und Luftaufnahmen deutlich sichtbar ist und sich bei sorgfältiger Untersuchung der topografischen Karte unterscheidet. Darüber hinaus werden ovale Formen von einer ringförmigen Schwellung, einem zentralen Anstieg und einer ausgeprägten radial-ringförmigen Anordnung von Störungen begleitet.

Mineralogische und petrographische Merkmale werden aufgrund des Vorhandenseins von Hochdruckmodifikationen von Mineralien und Mineralien mit Impaktstrukturen von Impakt-, Schotter- und Brekziengesteinen in Impakt-metamorphen Kratern unterschieden.

Hochdruckmineralien umfassen polymorphe Modifikationen von SiO 2 – Coesit und Stishovit, kleine Diamantkristalle, die sich morphologisch von Kimberlit-Diamanten unterscheiden, und die Hochdruckmodifikationen von Kohlenstoff – Lonsdaleit. Sie entstehen in den Tiefen des Erdinneren, im Erdmantel bei ultrahohen Drücken und sind für die Erdkruste nicht charakteristisch. Daher gibt das Vorhandensein dieser Mineralien in Kratern allen Grund, ihren Ursprung als Einschlag zu betrachten.

In den gesteinsbildenden und akzessorischen Mineralien des Kraters wie Quarz, Feldspat, Zirkon usw. bilden sich planare Strukturen oder Verformungslamellen - dünne Risse von mehreren Mikrometern, die normalerweise parallel zu bestimmten kristallographischen Achsen von Mineralkörnern liegen. Minerale mit planaren Strukturen werden Schockmineralien genannt.

Impactites werden durch geschmolzene Gläser dargestellt, oft mit Fragmenten verschiedener Mineralien und Gesteine. Sie werden in tuffähnliche Suevite und massive lavaähnliche Tagamite unterteilt.

Unter den Brekziengesteinen gibt es: authenische Brekzien – ein stark gebrochenes Gestein, das oft durch Zerkleinern zu Mehl verarbeitet wird; Allogene Brekzie, bestehend aus großen verschobenen Fragmenten verschiedener Gesteine.

Geophysikalische Zeichen kosmogener Strukturen sind Ringanomalien von Gravitations- und Magnetfeldern. Das Zentrum des Kraters entspricht normalerweise negativen oder reduzierten Magnetfeldern, Gravitationsminima, manchmal kompliziert durch lokale Maxima.

Geochemische Merkmale werden durch die Anreicherung von Schwermetallen (Pt, Os, Ir, Co, Cr, Ni) der analysierten Gesteine von Kratern oder Astroblemen bestimmt. Diese sind typisch für Chondrite. Aber auch das Vorhandensein von Impaktstrukturen lässt sich anhand von Isotopenanomalien von Kohlenstoff und Sauerstoff diagnostizieren, die sich deutlich von unter terrestrischen Bedingungen entstandenen Gesteinen unterscheiden.

Szenarien für die Entstehung kosmogener Strukturen und die Realität kosmischer Katastrophen

Eines der Szenarien für die Bildung kosmogener Strukturen wurde von B. A. Ivanov und A. T. Bazilevsky vorgeschlagen.

Der kosmische Körper nähert sich der Erdoberfläche und kollidiert mit ihr. Eine Stoßwelle breitet sich vom Aufprallpunkt aus und setzt die Materie am Aufprallpunkt in Bewegung. Der Hohlraum des zukünftigen Kraters beginnt zu wachsen. Teils aufgrund des Auswurfs und teils aufgrund der Transformation und Extrusion von einstürzendem Gestein erreicht der Hohlraum seine maximale Tiefe. Es bildet sich ein temporärer Krater. Bei einer geringen Größe des kosmischen Körpers kann der Krater stabil sein. In einem anderen Fall rutscht das zerstörte Material von den Seiten des temporären Kraters und füllt den Boden. Es bildet sich ein "echter Krater".

Bei einem großräumigen Einschlagsereignis kommt es zu einem schnellen Stabilitätsverlust, der zu einer schnellen Anhebung des Kraterbodens, einem Kollaps und einem Absenken seiner peripheren Teile führt. Dabei bildet sich ein "zentraler Hügel" aus und die ringförmige Vertiefung wird mit einem Gemisch aus Bruchstücken und einer Prallschmelze gefüllt.

In der Erdgeschichte hat die organische Welt immer wieder Umbrüche erlebt, in deren Folge es zu Massensterben kam. Für relativ kurze Zeiträume verschwand eine beträchtliche Anzahl von Gattungen, Familien, Ordnungen und manchmal sogar Klassen von Tieren und Pflanzen, die einst blühten. Es gibt mindestens sieben bedeutende Aussterben im Phanerozoikum (das Ende des Ordoviziums, die Grenze des Famenniums und des Frasniums im späten Devon, an der Wende des Perms und der Trias, am Ende der Trias, an der Grenze der Kreidezeit und des Paläogens, am Ende des Eozäns, an der Wende vom Pleistozän zum Holozän). Ihr Auftreten und ihre bestehende Periodizität wurden wiederholt versucht, durch viele unabhängige Gründe zu erklären. Forscher sind heute davon überzeugt, dass biotische Veränderungen während eines Aussterbeereignisses nur schwer allein durch intrinsische biologische Ursachen zu erklären sind. Immer mehr Tatsachen weisen darauf hin, dass die Evolution der organischen Welt kein autonomer Prozess und die Umwelt des Lebens kein passiver Hintergrund ist, vor dem sich dieser Prozess entwickelt. Schwankungen der physikalischen Parameter der Umwelt, ihre ungünstigen Veränderungen für das Leben, sind die direkte Quelle der Ursachen für Massensterben.

Am beliebtesten sind solche Hypothesen des Aussterbens: Exposition infolge des Zerfalls radioaktiver Elemente; Exposition gegenüber chemischen Elementen und Verbindungen; thermische Wirkung oder Wirkung des Kosmos. Zu letzteren gehören eine Supernova-Explosion in der „nächsten Nachbarschaft“ der Sonne und „Meteoritenschauer“. In den letzten Jahrzehnten haben die Hypothese von „Asteroiden“-Katastrophen und die Hypothese von „Meteoritenschauern“ große Popularität erlangt.

Viele Jahre lang wurde angenommen, dass der Fall von Kometen auf der Erdoberfläche ein eher seltenes Phänomen ist, das alle 40 - 60 Millionen Jahre einmal auftritt. Aber kürzlich wurde auf der Grundlage der galaktischen Hypothese von A. A. Barenbaum und N. A. Yasamanov gezeigt, dass Kometen und Asteroiden ziemlich oft auf unseren Planeten fielen. Darüber hinaus korrigierten sie nicht nur die Anzahl der Lebewesen und veränderten die natürlichen Bedingungen, sondern führten auch die für das Leben notwendige Substanz ein. Insbesondere wird angenommen, dass das Volumen der Hydrosphäre fast vollständig vom Kometenmaterial abhing.

1979 stellten die amerikanischen Wissenschaftler L. Alvarez und W. Alvarez eine originelle Wirkungshypothese auf. Basierend auf der Entdeckung eines erhöhten Iridiumgehalts in Norditalien in einer dünnen Schicht an der Grenze zwischen Kreide und Paläogen, die zweifellos kosmischen Ursprungs ist, schlugen sie vor, dass die Erde zu dieser Zeit mit einem relativ großen (mindestens 10 km) kollidierte Durchmesser) kosmischer Körper - ein Asteroid. Infolge des Aufpralls änderten sich die Temperaturen der Oberflächenschichten der Atmosphäre, es entstanden starke Wellen - Tsunamis, die die Küsten trafen, und Meerwasser verdunstete. Dies lag daran, dass sich der Asteroid beim Eintritt in die Erdatmosphäre in mehrere Teile aufspaltete. Einige der Fragmente fielen an Land, während andere in den Gewässern des Ozeans versanken.

Diese Hypothese regte das Studium der Grenzschichten der Kreidezeit und des Paläogens an. Bis 1992 wurde die Iridium-Anomalie an mehr als 105 Orten auf verschiedenen Kontinenten und in Kernen von Bohrlöchern in den Ozeanen entdeckt. In denselben Grenzschichten bildeten sich infolge der Explosion Mikrosphären von Mineralien, Schuttkörner von Schockquarz, isotopengeochemische Anomalien von 13 C und 18 O, Grenzschichten, die mit Pt, Os, Ni, Cr und Au angereichert sind, die die für Chondrit-Meteoriten charakteristisch sind, gefunden. In den Grenzschichten wurde zudem das Vorhandensein von Ruß nachgewiesen, was auf Waldbrände hinweist, die durch einen erhöhten Energieeintrag während der Asteroidenexplosion verursacht wurden.

Derzeit gibt es Hinweise darauf, dass an der Grenze zwischen Kreide und Paläogen nicht nur Fragmente eines großen Asteroiden fielen, sondern auch ein Schwarm Feuerbälle auftauchte, der eine Reihe von Kratern verursachte. Einer dieser Krater wurde in der nördlichen Schwarzmeerregion entdeckt, der andere - im Polarural. Aber die größte Einschlagstruktur, die aus diesem Bombardement resultiert, ist der verschüttete Chicxulup-Krater im Norden der Halbinsel Yucatan in Mexiko. Er hat einen Durchmesser von 180 km und eine Tiefe von etwa 15 km.

Dieser Krater wurde während des Bohrens entdeckt und durch Schwerkraft und magnetische Anomalien konturiert. Der Brunnenkern enthält Brekziengestein, Impaktgläser, Schockquarz und Feldspat. Emissionen aus diesem Krater wurden in großer Entfernung gefunden – auf der Insel Haiti und im Nordosten Mexikos. An der Grenze zwischen Kreide und Paläogen wurden Tektite gefunden - Kugeln aus geschmolzenem Glas, die als aus dem Chiksulupsky-Krater ausgestoßene Formationen diagnostiziert wurden.

Der zweite Krater, der infolge kosmischer Bombardierung an der Wende der Kreidezeit und des Paläogens entstand, ist der Kara-Astrobleme, der sich am Osthang des Polarurals und des Pai-Khoi-Kamms befindet. Es erreicht einen Durchmesser von 140 km. Ein weiterer Krater wurde auf dem Schelf der Karasee (Ust-Kara Astrobleme) gefunden. Es wird vermutet, dass ein großer Teil des Asteroiden auch in die Barentssee gestürzt ist. Es verursachte eine ungewöhnlich hohe Welle - einen Tsunami, verdunstete einen erheblichen Teil des Ozeanwassers und verursachte große Waldbrände in den Weiten Sibiriens und Nordamerikas.

Obwohl die Vulkanhypothese alternative Ursachen für das Aussterben aufzeigt, kann sie im Gegensatz zur Impakthypothese nicht die Massensterben erklären, die in anderen Abschnitten der Erdgeschichte aufgetreten sind. Das Scheitern der Vulkanhypothese zeigt sich, wenn man die Epochen aktiver vulkanischer Aktivität mit den Entwicklungsstadien der organischen Welt vergleicht. Es stellte sich heraus, dass während der größten Vulkanausbrüche die Arten- und Gattungsvielfalt nahezu vollständig erhalten blieb. Laut dieser Hypothese wird angenommen, dass massive Ausbrüche von Basalten auf dem Deccan-Plateau in Indien an der Wende von der Kreidezeit zum Paläogen zu ähnlichen Folgen führen könnten wie die Folgen eines Asteroiden- oder Kometensturzes. In viel größerem Umfang ereigneten sich im Perm auf der sibirischen und in der Trias auf der südamerikanischen Plattform Fallenausbrüche, die jedoch kein Massensterben verursachten.

Die Intensivierung der vulkanischen Aktivität kann aufgrund der Freisetzung von Treibhausgasen in die Atmosphäre - Kohlendioxid und Wasserdampf - zu einer globalen Erwärmung führen und hat mehr als einmal dazu geführt. Gleichzeitig stoßen Vulkanausbrüche aber auch Stickoxide aus, die zur Zerstörung der Ozonschicht führen. Der Vulkanismus kann jedoch solche Merkmale der Grenzschicht nicht erklären, wie einen starken Anstieg des Iridiums, das zweifellos kosmischen Ursprungs ist, das Auftreten von Schockmineralien und Tektiten.

Dies macht nicht nur die Aufprallhypothese vorzuziehen, sondern legt auch nahe, dass das Ausgießen von Fallen auf dem Deccan-Plateau sogar durch den Fall kosmischer Körper aufgrund der vom Asteroiden eingebrachten Energieübertragung provoziert werden könnte.

Die Untersuchung phanerozoischer Ablagerungen hat gezeigt, dass in fast allen Grenzschichten, die zeitlich dem bekannten phanerozoischen Aussterben entsprechen, das Vorhandensein einer erhöhten Menge an Iridium, Schockquarz und Schockfeldspat festgestellt wurde. Dies gibt Anlass zu der Annahme, dass der Untergang kosmischer Körper in diesen Epochen sowie an der Wende von Kreidezeit und Paläogen Massenaussterben verursachen könnte.

Die letzte große Katastrophe in der jüngeren Erdgeschichte, möglicherweise verursacht durch die Kollision der Erde mit einem Kometen, ist die im Alten Testament beschriebene Sintflut. 1991 stellten österreichische Wissenschaftler, die Eheleute Edith Christian-Tolman und Alexander Tolman, sogar das genaue Datum des Ereignisses fest - den 25. September 9545 v. Chr. -, indem sie Baumringe, einen starken Anstieg des Säuregehalts im grönländischen Eisschild und andere Quellen verwendeten . e. Einer der Beweise für die Verbindung der Sintflut mit kosmischem Bombardement sind die Niederschläge von Tektiten über ein riesiges Gebiet, das Asien, Australien, Südindien und Madagaskar umfasst. Das Alter der tektithaltigen Schichten beträgt 10.000 Jahre, was mit der Datierung der Tolman-Ehegatten zusammenfällt.

Anscheinend fielen die Haupttrümmer des Kometen in den Ozean, was katastrophale Erdbeben, Eruptionen, Tsunamis, Hurrikane, globale Regenstürme, einen starken Temperaturanstieg, Waldbrände, einen allgemeinen Stromausfall durch die in die Atmosphäre geschleuderte Staubmasse und verursachte dann ein Kälteeinbruch. So könnte ein Phänomen aufgetreten sein, das heute als „Asteroidenwinter“ bekannt ist und in seinen Folgen dem „nuklearen“ Winter ähnelt. Infolgedessen sind viele Vertreter der Landfauna und -flora der historischen Vergangenheit verschwunden. Dies gilt insbesondere für große Säugetiere. Meeresbiota und kleine terrestrische Fauna überlebten, da sie am besten an die Lebensraumbedingungen angepasst waren und sich einige Zeit vor ungünstigen Bedingungen verstecken konnten. Zu letzteren gehörten die Naturvölker.

Die Erde ist ein offenes System und wird daher stark von kosmischen Körpern und kosmischen Prozessen beeinflusst. Mit dem Fall kosmischer Körper ist die Entstehung besonderer kosmogeologischer Prozesse und kosmogeologischer Strukturen auf der Erde verbunden. Nach dem Fall von Meteoriten und Asteroiden auf der Erdoberfläche bleiben explosive Krater - Astrobleme zurück, während nach dem Fall von Kometen Energie und Materie auf besondere Weise neu verteilt werden. Der Fall von Kometen oder ihr Durchgang in unmittelbarer Nähe der Erde sind in der Erdgeschichte in Form von Massensterben verzeichnet. Das größte Aussterben in der organischen Welt an der Wende vom Mesozoikum zum Känozoikum war höchstwahrscheinlich auf den Einsturz eines großen Asteroiden zurückzuführen.

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