Физика без преград. Увлекательные научные факты, истории, эксперименты

Землетрясения страшны и опасны сами по себе, но они могут привести к не менее опасным явлениям, таким как цунами – огромные волны, сметающие все на своем пути. Оползни, сход лавин и разжижение грунта – тоже гибельные последствия землетрясений. Подобные стихийные бедствия ежегодно уносят множество человеческих жизней, и далеко не всегда ученые могут спрогнозировать их появление.
Выиграть войну так же невозможно, как невозможно выиграть землетрясение. – Джанет Рэнкин
 № 81 
 «Окна кузницы Гефеста»: почему извергается вулкан 
Древние греки почитали бога огня и кузнечного дела по имени Гефест. Он, как были уверены эллины, постоянно ковал что-то в своей подземной кузнице. Иногда его мех раскалялся так, что жар от него выходил наружу, через жерла вулканов. Римляне переименовали Гефеста в Вулкана, это же имя получили геологические образования, выплевывающие из себя магму, обычно хранящуюся в недрах земли.
Вулканы – это горы, частично или полностью созданные из продуктов извержений. Они образуются в местах, где в земной коре имеются трещины или каналы. По этим каналам и выходит наружу раскаленная лава, газы и обломки горных пород. Вулкан может быть действующим, уснувшим или потухшим навсегда – если внутренняя деятельность в этом месте земных недр прекратилась.
Уснувший вулкан просыпается, чаще всего, от небольшого внутреннего землетрясения. И сразу начинает выбрасывать из своего жерла горячий газ с кусками холодной лавы. Позже лава становится жидкой, раскаленный фонтан из газов, лавы и пепла может подниматься до нескольких километров вверх, а продукты жизнедеятельности вулкана могут разбрасываться на тысячи километров.
Что же становится причиной начала вулканической активности? Мантия, расположенная под относительно тонкой (толщиной 70–80 км) поверхностью Земли, напоминает горячую смолу, которая постоянно кипит и перемешивается. Плиты, из которых состоит поверхность, сталкиваются, наползают друг на друга, давление подземного газа увеличивается, что может привести к взрыву. Газы и расплавленная часть мантии вырываются наружу – это и есть извержение.
В горах нет ни честности, ни коварства. Они просто опасны. – Райнхольд Месснер
 № 82 
 Материк в отъезде. Движение плит земной коры 
Когда слышишь словосочетание «земная кора», представляется нечто цельное, как скорлупа ореха. На самом деле поверхность нашей планеты напоминает лоскутное одеяло, состоящее из восьми крупных лоскутов (тектонических плит) и нескольких мелких. На границах плит находятся зоны повышенной сейсмической активности. Плиты движутся, сталкиваются, трутся, это вызывает землетрясения и извержения вулканов.
Плиты как бы плавают в океане раскаленной мантии, они постоянно перемещаются, но движение это незначительно, поэтому заметить его практически невозможно. Но ученые все же давно заметили, что края континентов на удивление подходят друг к другу, как кусочки пазла. Если сложить западный берег Африки с восточным берегом Южной Америки, а сверху добавить Северную Америку и присоединить Евразию с Австралией, то получится цельный континент.
Конечно, его края совпадут не идеально, и все же совпадение будет значительным – потому что когда-то давно, около 300 миллионов лет назад, все существующие ныне на Земле континенты были одним целым. Этот суперконтинент получил название Пангея. Впоследствии Пангея раскололась на две части, северную и южную. Из северной образовались Евразия и Северная Америка, из южной – остальные континенты.
Движение плит продолжается, медленно, по метру в год, но материки снова движутся навстречу друг другу. Ученые посчитали, что цикл схождения-расхождения континентов длится от 300 до 500 миллионов лет, они даже придумали название для нового суперконтинента, который образуется в далеком будущем – Пангея Ультима.
 
Земля – это огромный театр, в котором одна и та же трагедия играется под различными названиями. – Вольтер
 № 83 
 «Ветер, ветер, ты могуч…» Почему дует ветер? 
Ветряная мельница – механизм, который выполняет механическую работу за счет энергии ветра
Для того чтобы понять, как перемещаются воздушные массы разной температуры, рекомендуется проделать такой опыт: зажечь две свечи и держать их возле приоткрытой двери на улицу, одну внизу, а другую вверху. По направлению пламени станет понятно, что более легкий теплый воздух (идущий из комнаты) поднимается вверх, а холодный (идущий с улицы) опускается вниз.
Днем солнце нагревает все поверхности нашей планеты, причем нагрев происходит неравномерно: суша прогревается быстрее, чем вода. Воздух над сушей поднимается вверх, на его место приходит более тяжелый и холодный воздух с моря. Вечером происходит обратное, воздух движется с берега к морю. Это и есть ветер. Подобные процессы происходят на поверхности всей Земли, теплый и холодный воздух постоянно меняются местами, поэтому и ветер дует постоянно.
Ветер есть и на Солнце. Это выбросы плазмы со скоростью 300–1200 км /с. Солнечный ветер порождает магнитные бури и полярные сияния.
 № 84 
 Калорийно, однако! Еда и энергия 
Мы едим, чтобы получить энергию, которую потом тратим на самые разные действия, в том числе и на добывание новой пищи и новой энергии. Это бесконечный круговорот энергии в природе, в котором человек участвует наряду со всеми живыми и неживыми объектами.
Без затрат энергии жизнь невозможна. Энергия необходима организму для поддержания всех процессов: пищеварения, кровообращения, передачи импульсов в нервной системе, поддержания тонуса мышц, работы мозга и т. п. Это неконтролируемые затраты, наши клетки сами берут из запасников столько энергии, сколько им нужно. Кроме них существуют затраты контролируемые – физическая и умственная активность. Мы можем целый день бегать как белка в колесе или лежать на диване, как медведь в спячке. Затраты энергии в том и другом случае будут разными.
Вот тут самое время завести речь о калориях – единицах энергии, получаемой из пищи. Одна калория – это количество теплоты, которое нужно, чтобы нагреть один грамм воды на один градус Цельсия. Для определения калорийности того или иного пищевого продукта его сжигают в специальном приборе, калориметре, способном определить, сколько при этом выделяется тепла. Примерно так же продукт «сгорает» в пищеварительной системе человека.
В наше время многие озабочены подсчетом калорий и стараются употребить не больше энергии, чем будет потрачено. Потому что избытки калорий, остающиеся в организме, идут не на благое дело – они оседают на животе, боках и других частях тела, при этом портят фигуру и настроение ее владельцев.
Один из секретов успеха – ешь все, что нравится, и пусть в животе победит сильнейший. – Марк Твен
 № 85 
 Первая и вторая свежесть. Как выбрать яйцо на завтрак 
Казалось бы, судить о свежести или несвежести яйца можно только после того, как оно разбито: в случае если продукт «залежался», он оповестит вас об этом ужасным запахом. Но можно попытаться избежать этой неприятности.
Положите сырое яйцо в воду. Если оно всплывет, то его лучше не употреблять в пищу. Дело в том, что скорлупа яйца негерметична (ведь когда в яйце находится цыпленок, ему необходимо поступление кислорода!) Через нее идет медленное, но постоянное испарение жидкости. Чем больше ее испарилось, тем, соответственно, больше будет внутренний воздушный мешок и выше вероятность того, что яйцо не просто несвежее, а откровенно тухлое. Оно может и не иметь неприятного запаха, но есть лучше все же свежие продукты… Приятного аппетита!