Общий разговор, из ветки АЭС Фукусима Опции

[renegade1951]

Гарри Хэммонд Хесс (24 мая 1906 – 25 августа 1969) – геолог, предложил теорию образования океанической коры

Это он докажет, что структура океанического дна очень проста и это он выдвинет гипотезу спрединга.

А затем случилась война…. Уильяма Боуи к тому времени уже не было в живых. Все остальные поступили строго в соответствии с тезисом Фрица Габера – учёный «во время войны принадлежит своей стране». Эдвард Буллард со своим коллегой Патриком Блэкеттом в Кембридже разрабатывали меры по борьбе с немецкими магнитными минами. В ходе этой работы они выдвинули гипотезу о том, что геомагнетизм — следствие вращения Земли, попытавшись таким образом подтвердить идею Эйнштейна о связи гравитации с электромагнитными явлениями.

Для изготовления нужных деталей Блэкетт даже сумел выпросить у Банка Англии пятнадцать килограммов золота. Эксперимент их вариант гипотезы не подтвердил, но благодаря ему появился способ узнать, содержатся ли магнетики в каком-либо минерале. А точность прибора позволила измерять остаточный магнетизм в геологических образцах, что в будущем дало возможность геологам проследить за движением земной коры на протяжении долгих геологических эпох.

Геолог и геофизик Гарри Хэммонд Хесс в начале войны разработал систему для обнаружения немецких подводных лодок в Северной Атлантике и лично тестировал её на борту судна-приманки USS Big Horn. Впоследствии прослужил всю войну штурманом и капитаном на военном транспорте ВМС США "Кейп-Джонсон".

Но при этом он не утратил интерес к геологии. На его транспорте был установлен эхолот с самописцем, который он никогда не выключал во время походов по западной части Тихого океана. Благодаря этому он открыл в глубоководных районах океана более сотни подводных гор с плоской вершиной, назвав их в честь швейцарского геолога Арнольда Гийо. При этом он сделал совершенно верный вывод, что это бывшие острова вулканического происхождения.

Позже обследовав цепочки островов в Тихом океане Гарри Хесс сделал провидческий вывод, что они связаны с глубокими нарушениями земной коры. Дослужился до контр-адмирала.

[renegade1951]

Из всей группы Ричарда М. Филда только Морис Юинг, пожалуй, всю войну занимался исключительно морской геофизикой и геологией. Конечно, он тоже внёс свой вклад и немалый, надо сказать, в помощь ВМС США в войне, но это скорее был побочный эффект. Правда, эти, так сказать, побочные эффекты имели далеко идущие последствия.

Поскольку группа Юинга занималась исследованием океанического дна при помощи сейсмических методов, то результаты их работы сильно зависели от взаимодействия звуковых волн с морской водой. Поэтому, для того чтобы получить какие-либо достоверные результаты, им необходимо было изучить законы прохождения звуковых волн в океане и создать соответствующее оборудование как для создания этих самых волн, так и для их регистрации.

В результате было обнаружено, что в океане существуют теневые области, задерживающие звуковые волны. Кроме того, на определённых глубинах звуковая волна ведёт себя так, как будто бы она распространяется в канале, что увеличивает расстояния, на которых её можно зарегистрировать, до тысяч миль. На основе этого эффекта вначале были созданы сигнальные буи, которые позволяли скрытно от противника указать место аварии самолёта или корабля. Позже этот же эффект был использован для наблюдения за советскими подводными лодками.

Группа Юинга создала первую фотокамеру для подводной съёмки на больших глубинах. А сейсмографы и методы их установки были усовершенствованы настолько, что после войны вдоль побережья США была создана постояннодействующая сейсмографическая сеть для раннего предупреждения о приближении советских подводных лодок.

Вплоть до 1944 года группа Юинга все свои исследования проводила, используя парусник RV Atlantis водоизмещением 460 тонн с дизельным двигателем, принадлежащий океанографическому институту в Вудс-Холе.

Парусник RV Atlantis, основное научно-исследовательское судно океанографического института в Вудс-Холе с 1931 по 1964 год

[renegade1951]

В 1944 году Юинг был приглашён на геологический факультет Колумбийского университета. Он соглашается и в июне 1946 года переезжает. Большинство его группы следует за ним.

Несмотря на то, что война помешала проведению работ в океанских просторах, исследования в некоторых прибрежных зонах продолжались. Поскольку военные нужды заставили увеличить финансирование на разработку новых эффективных средств борьбы с подводными лодками, то методы исследования морского дна в ходе войны получили толчок к развитию. Были созданы более мощные и точные эхолокаторы, имеющие высокую разрешающую способность. Стали более совершенными методы сейсмозондирования. Это, в свою очередь, привело к составлению карт донных осадков.

К концу войны океанология вполне сложилась как наука и в первые же послевоенные годы большинство развитых стран вложили немало сил и средств в исследования морского дна. Причём финансировали эти исследования и физические лица тоже, и не только деньгами.

Американский банкир Уильям Томас Ламонт-младший с отличием окончил Гарвард со степенью бакалавра искусств в 1892 году. Позже он становится бизнесменом, а с 1911 года партнёром JP Morgan & Ко. Участвует как представитель США в переговорах по Версальскому договору, а позже играет ведущую роль в управлении JP Morgan & Ко планами Дауэса и Юнга, которые определяли порядок выплаты Германией репараций по итогам Великой войны. Неофициальный консультант администраций Вудро Вильсона, Герберта Гувера и Франклина Делано Рузвельта.

Уильям Томас Ламонт-младший (30 сентября 1870 - 2 февраля 1948) – американский банкир

Ламонт, щедрый благотворитель Гарвардского университета, строит на свои средства библиотеку, жертвует значительные средства на восстановление Кентерберийского собора в Англии. Впрочем, жизнь его была столь же коротка, сколь и насыщена яркими событиями, всего-навсего пятьдесят шесть лет.

[renegade1951]

Его вдова, Флоренция Хаскелл Корлисс вскоре после смерти мужа пожертвовала Колумбийскому университету, имение с видом на реку Гудзон в Palisades, Нью-Йорк. Около шестидесяти гектаров земли и особняк вместе с фондом в двести пятьдесят тысяч долларов – прекрасный подарок.

На фото главный корпус Lamont Geological Observatory, 1950 год

Попечительский совет Колумбийского университета, учитывая результаты научной работы Мориса Юинга, предложил ему это имение для организации лаборатории. Под влиянием коллег и дружелюбного отношения тогдашнего президента Колумбийского университета генерала Дуа́йта Дэ́вида Эйзенха́уэра, Юинг соглашается. И с 1949 года становится директором Геологической Обсерватории Ламонт (Lamont Geological Observatory).

Позже, в 1969 году Фонд Доэрти выделил Юингу грант в семь миллионов долларов, и с тех пор лаборатория стала называться Ламонт-Доэрти Геологическая обсерватория (Lamont-Doherty Geological Observatory).


Сообщение отредактировал renegade1951 - 23.9.2013, 5:16

[renegade1951]

Современный вид главного корпуса Lamont-Doherty Geological Observatory

Получив такой подарок, Морис Юинг немедленно принялся его обустраивать и приспосабливать к проведению научных исследований. Многие методики сейсмических исследований и оборудование всё ещё нуждались в совершенствовании. Кроме того Юинг уже давно понял, что для того, чтобы получить ответы на многочисленные вопросы надо уходить в океан и как можно дальше.

Практически до 1953 года большая часть текущих расходов финансировалась Управлением военно-морских исследований (Office of Naval Research (ONR)). Но вот однажды в 1953 году Морис Юинг обнаружил, что военные отказались предоставить необходимое судно для проведения исследований. Весь план исследований оказался под угрозой срыва.


Сообщение отредактировал renegade1951 - 23.9.2013, 5:18

[renegade1951]

К счастью почти сразу же удалось арендовать за сто тысяч долларов подходящий корабль. Это была трёхмачтовая гоночная океанская яхта со стальным корпусом, прекрасной палубой из тика, роскошной спальней в стиле Людовика XV, восточными коврами, камином отделанным мрамором и золотой фурнитурой в ванной. Год постройки 1923-й.

Правда такой она была недолго. С началом Второй мировой войны все океанские яхты в США, и Vema в том числе, были конфискованы в пользу государства и превращены в корабли береговой охраны. Постепенно яхта потеряла свой лоск и золотую фурнитуру в ванной, превратившись в плавучую казарму и учебный корабль торгового флота США.

После войны она несколько лет пролежала на отмели у Стейтон Айленд, пока какой-то капитан не спас её, попытавшись превратить в чартерное судно. В таком виде Vema и досталась Lamont Geological Observatory. Конечно, это было не совсем новое судно, но за небольшую доплату яхту удалось выкупить, а собственный корабль значительно увеличивал возможности лаборатории по части экспериментов в море.

RV Vema со своим знаменитым белым орлом под бушпритом приближается к Пьермонт Пирс, Калифорния, 1960

Мечты Мориса Юинга о проведении комплексных исследований в океане начали сбываться. Совсем скоро RV Vema вышла в море и начала проводить в походах по триста двадцать дней в году, бороздя все океаны, и стала первым судном, прошедшим миллион миль проводя научные исследования.


Сообщение отредактировал renegade1951 - 23.9.2013, 5:24

[renegade1951]

Группой Юинга была разработана система непрерывного сейсмического профилирования морского дна, кроме того одновременно проводилась батиметрия, а позже добавились гравиметрия и магнитометрия. Проводился также ежедневный отбор образцов с морского дна.

В результате если к 1948 году были отобраны глубоководные образцы и проведены разноплановые измерения только в ста точках, то к 1956 году этих точек уже было 1195, а к 1981 году RV Vema прошла 1 225 000 морских миль, проводя подобные исследования.

Карта исследовательских маршрутов RV Vema

И если до сороковых годов ХХ века среди океанологов преобладало убеждение, что: «С океанологической точки зрения топография океанского дна представляет интерес главным образом потому, что оно образует нижнюю и боковые границы водной толщи», то к середине пятидесятых годов уже было понятно, что существует принципиальное различие между океанской и континентальной земной корой.

По сравнению с точкой зрения учёных ХIX века когда морское дно представляли чем-то вроде кладбища или свалки, как писал один из сторонников этой гипотезы: «Монотонный пейзаж океанического дна нарушается только скелетами животных, попавших сюда с поверхности» - это был гигантский шаг вперёд.

А к шестидесятым годам исследования океанского дна, выполненные в пятидесятые годы, выявив довольно простую картину рельефа ложа океана, послужили основой для разработки теории тектоники плит.

[renegade1951]

Необходимо отметить, что к началу пятидесятых годов ХХ века сейсмологи уже имели достаточно обширные данные о сейсмически активных зонах Земли. Так в 1953 году в своём докладе французский сейсмолог Жан-Пьер Роте описал линию повышенной сейсмической активности, которая проходит в Атлантическом и Индийском океанах. А в 1954 году он же опубликовал карту очагов сильных и умеренных землетрясений на земном шаре.

Карта французского сейсмолога Жана-Пьера Роте, 1954 год

Аналогичные данные были получены и позднее. Насколько можно судить по карте очагов умеренных и сильных землетрясений, которая была составлена в 1968 году по данным с 1961 по 1968 год, картина стала ещё более выраженной.

Сейсмичность Земли: размещение эпицентров землетрясений (Barazangi, Dorman, 1968)

Внимательный читатель уже, конечно, обратил внимание на то, о чём говорил Жан-Пьер Роте. Практически по центру Атлантического океана проходит пунктирная линия эпицентров землетрясений. То же самое можно видеть и в Индийском океане, где такая же линия разделяет этот океан на три части. Причём, часть этой линии, огибая остров Мадагаскар, ветвится и заходит одной веткой в Аденский залив и через Красное море уходит в сторону Европы, а второй – попадает в Восточно-Африканскую великую рифтовую долину.

[renegade1951]

Итак, рифт и его спутники – грабен, горст и дайка….

Вообще термин рифт, от английского rift — расщелина, ущелье, ввёл в XIX веке известный английский учёный, один из основоположников современной геологии Джон Уолтер Грегори.

Интересно, что наряду с исследованием Африки и Австралии как геологических объектов он на протяжении всей научной карьеры пытался дать ответ на один из наиболее острых вопросов эволюционной теории: что же в большей степени формирует природу расовых различий - среда или наследственность?

Джон Уолтер Грегори (27 января 1864 - 2 июня 1932) – британский геолог и исследователь, известен своими работами по ледниковой геологии и географии, и геологии Австралии, и Восточной Африки

Первым хорошо изученным рифтом был Рейнский рифт. В его ложе располагается Эльзасская равнина и протекает Рейн. Слева и справа выступают горы Вогезы и Шварцвальд. В 1740 году на севере равнины было обнаружено одно из первых в мире месторождений нефти. В недавнем прошлом в глубине равнины протекали сейсмические процессы – так в 1356 году город Базель был полностью разрушен землетрясением.

[renegade1951]

Геологи утверждают, что Рейнский рифт был образован в результате растяжения пород и вертикального движения блоков земной коры. В течение многих тысячелетий расщелина неоднократно затапливалась морем и засыпалась осадками различного типа, отсюда и обильные минеральные ископаемые.

Топографическая карта Эльзаса

Согласно современным представлениям «РИФТ — линейно вытянутая на несколько сот километров (нередко свыше 1000 км) щелевидная или ровообразная структура глубинного происхождения». Ширина большинства континентальных рифтов 30—70 км, однако, известны более узкие (5—20 км) и более широкие (200—400 км) рифты. Очень часто рифт сейсмически и вулканически активен, а через его дно обычно проходит высокий тепловой поток.

[renegade1951]

В природе это может выглядеть и так.

Кения – рифт Валаби

В рельефе рифты, как правило, выражены узкими и глубокими удлинёнными котловинами или рвами с относительно крутыми склонами. Эти котловины ещё называют грабенами.

«ГРАБЕН (от нем. Graben, буквально — ров, англ. – graben, trough) — опущенный участок земной коры».

Часто рифты содержат не только грабены, но и горсты.

«ГОРСТ (от нем. Horst, буквально — гнездо, англ. – horst, elevated block, uplift) — участок земной коры, занимающий приподнятое положение по отношению к окружающим областям».

[renegade1951]

И, наконец, дайка.

«ДАЙКА (от англ. dike, dyke, буквально — преграда) — пластинообразное, вертикально стоящее (или близкое к вертикали) геологическое тело, ограниченное параллельными стенками и секущее вмещающие породы. Мощность дайки изменяется от долей до десятков метров, протяжённость от 1 метра до 500 километров».

Одна из самых известных – Великая дайка Зимбабве, имеет возраст 2,574 миллиарда лет. Это геологическое чудо возвышается над окружающей местностью на 50—300 м, протягиваясь на 560 километров при мощности от 3,2 до 12,3 км. Больше таких даек нигде нет.

Великая дайка Зимбабве – фрагмент (снимок со спутника)

Великая дайка Зимбабве – это месторождение хромовых руд мощностью в один миллиард тонн и крупнейшие запасы платины, никеля, меди и других металлов.


Сообщение отредактировал renegade1951 - 23.9.2013, 5:41

[renegade1951]

Ещё одно чудо света – Великая Восточно-Африканская рифтовая долина.

Восточно-Африканская рифтовая система – вид из космоса

Довольно долго причины возникновения этих гигантских разломов земной коры были для геологов совершенной загадкой. Это было так же загадочно, как и сейсмическая активность морского дна. И только после доклада Жана-Пьера Роте стали появляться некоторые догадки.

Вначале обратили внимание на то, что вот та самая линия сейсмической активности на дне Атлантического океана соединяется с Восточно-Африканским рифтом, хотя физически она намного уже его. Но о сейсмической активности Африканской рифтовой системы было известно достаточно давно. Да и вулканов на территории Африканского рифта очень много. Мало того, в Африканской рифтовой системе до настоящего времени находится цепь постоянно действующих вулканов, чего нельзя было сказать о дне Атлантического океана.

Вот тут-то и произошло то самое знаковое событие, в результате которого вся мозаика науки о Земле, представлявшая собой груды разбросанных цветных камешков с отдельными включениями более или менее понятных фрагментов, вдруг как по волшебству начала стремительно собираться в единое ясное панно.


Сообщение отредактировал renegade1951 - 23.9.2013, 5:45

[renegade1951]

Всё началось с того, что аспирант Брюс Хизен, работавший в группе Юинга, попытался выяснить причину обрывов подводного кабеля в Атлантическом океане. С такой просьбой обратилась компания прокладывавшая кабель. Вскоре выяснилось, что все обрывы происходили либо на континентальном склоне, либо в центре океана на Срединно-Атлантическом хребте.

Карта первых телеграфных кабелей

[renegade1951]

Брюс Хизен рассматривает батиграмму эхолокатора

Обработкой данных занималась Мари Тарп, научный сотрудник и коллега Хизена, которая предположила, что вершина Срединно-Атлантического хребта это не что иное, как рифтовая долина. Потому, что на каждом из шести имевшихся разрезов сводовая часть хребта рассечена впадиной от 1500 до 2000 метров глубиной и от 30 до 40 километров шириной. Первое время Брюс Хизен отмахивался от этих предположений, в шутку называя их «девичьими сказками».

Мари Тарп на улицах Нью-Йорка, вскоре после того как она была нанята на работу в группу доктора Мориса Юинга

Но однажды, обсуждая первые шесть полученных трансатлантических профилей морского дна, Морис Юинг и Брюс Хизен сделали смелую экстраполяцию этих данных на весь Атлантический океан, предположив, что профили океанского дна вдоль всей линии сейсмической активности Жана-Пьера Роте одинаковы.

[renegade1951]

Карта корреляций эпицентров землетрясений в Атлантическом океане с границами рифта

А отсюда следовало, что на дне океана существует рифт длиной почти шестьдесят тысяч километров – самая большая сейсмически активная структура на поверхности Земли.

Первые шесть трансатлантических профилей. На врезке цветными линиями показаны маршруты, по которым снимались профили. В легенде каждому цвету соответствует номер рейса и год его выполнения

Конечно, не Морис Юинг, не Брюс Хизен и не Мари Тарп были первооткрывателями рифтовой долины в океане. Эти долины в некоторых частях Атлантического и Индийского океанов были обследованы и ранее, но только Морис Юинг и Брюс Хизен отважились на столь смелую экстраполяцию экспериментальных данных. В результате в 1957 году на семинаре в Принстонском университете это открытие, по словам Гарри Хесса, «потрясло основы геологии».

[renegade1951]

Брюс Чарльз Хизен (11 апреля 1924 - 21 июня 1977) американский геолог. В руках у него знаменитый глобус океанского дна ручной работы, который он использовал в выступлении с докладом в Принстонском университете

Мари Тарп (30 июля 1920 года - 23 августа 2006) американский геолог и картограф, которая вместе со своим коллегой Брюсом Хизеном составила карту дна океана, в том числе срединно-океанических хребтов. На заднем плане тот самый знаменитый глобус

Все-таки, несмотря на такие важнейшие открытия, ключ к загадке морского дна нашли не учёные Ламонтского центра. Слишком сильным было их увлечение поисками новых и новых фактов в морских глубинах и слишком сильно было влияние догмы о постоянстве океанических бассейнов. «Док» Юинг на вопросы о подвижности материков отвечал неизменно: «Вы-то хотя бы не верите этим глупостям? Океан куда сложнее, нежели о нём думают». Очень скоро Гарри Хесс докажет, что это далеко не так, всё гораздо проще.


Сообщение отредактировал renegade1951 - 23.9.2013, 5:56

[renegade1951]

Не стоит, однако, слишком строго судить Мориса Юинга и его коллег, учёный не сапёр и имеет право на ошибку. Даже наш великий Вернадский и то написал 21 января 1942 года своему коллеге и единомышленнику Личкову Борису Леонидовичу о движении материков: «Я пришёл теперь к решительному мнению, что лучше все эти концепции оставить в стороне».

Да, да, как это ни странно, но в нашей стране даже во время войны оставались сторонники гипотезы мобилизма. Правда, их было немного, остальные же геологи либо о ней ничего не знали, либо, если всё-таки читали Вегенера или Дю Тойта, были её противниками. Одним из таких романтиков, сторонников теории Вегенера и был Борис Леонидович Личков. Единственный человек в 30-40-х годах прошлого века, с которым В.И. Вернадский в переписке обсуждал естественно-философские проблемы.

Борис Леонидович Личков (1888 - 20 октября 1966) геолог, близкий друг и коллега В.И. Вернадского, профессор Ленинградского государственного университета, разрабатывал общую теорию Земли как планетного тела

Вообще вокруг гипотезы Вегенера наблюдается удивительное скопление совершенно разных, но очень талантливых учёных. Если не забираться вглубь веков, то можно начать хотя бы с Эдуарда Зюсса, президента австрийской Академии наук и профессора Венского университета, почётного члена почти всех академий земного шара и автора многотомного сочинения «Лик Земли». Эта работа для своего времени была столь ёмкой, что Эдуард Зюсс вполне может считаться учителем всех геологов.


Сообщение отредактировал renegade1951 - 23.9.2013, 6:13

[renegade1951]

Эдуард Зюсс (20 августа1831— 26 апреля 1914) — австрийский геолог и общественный деятель

Именно ему принадлежат гипотезы о существовании единого континента Гондвана и древнего океана Тетис. Ему же мы обязаны и введением понятия «биосфера». Это он отнёс окраины материков в Тихом и Атлантическом океанах к разным типам и показал, что характер геологических процессов там существенно отличается.

Или вот, например, Карпинский Александр Петрович геолог, основатель русской геологической научной школы, современник Эдуарда Зюсса. Под впечатлением идей последнего, пытается найти такую проекцию материков Земли, которая наглядно показала бы общие черты их геологического строения.

Алекса́ндр Петро́вич Карпи́нский (26 декабря 1846 — 15 июля 1936) — русский геолог, академик, первый выборный президент Российской академии наук, один из организаторов и директор Геологического комитета

В 1888 году, будучи членом Императорской академии наук, публикует на русском и немецком языках статью «О правильности в очертании, распределении и строении континентов» в которой пытается обосновать идеи Эдуарда Зюсса. И при помощи разработанной им географической проекции материков, используя расположение горных цепей, наглядно показать общие черты их геологического строения.

Сообщение отредактировал renegade1951 - 23.9.2013, 6:05

[renegade1951]

Расположение материков в проекции А.П. Карпинского, 1888 год

И совершенно невероятно, чтобы построения А.П. Карпинского прошли мимо внимания его западных коллег, тем более что оттиск статьи отправляется в Вену Эдуарду Зюссу.

Но интересные совпадения на этом не заканчиваются. Член-корреспондент Императорской академии наук с 1830 года, историк, географ, этнограф, демограф и статистик, академик Пётр Иванович Кёппен имел двух сыновей Фёдора и Владимира.

Пётр Ива́нович Кёппен (19 февраля 1793 — 23 мая 1864)— русский учёный немецкого происхождения, академик

Старший сын, Фёдор Петрович Кёппен, становится членом-корреспондентом Академии наук почти одновременно с А.П. Карпинским. Его научный интерес распространяется очень широко.

Фёдор Петрович Кёппен (30 декабря 1833 — 24 мая 1908) — российский зоолог-энтомолог, ботаник, географ, библиограф, член-корреспондент Петербургской Академии наук