Самые удивительные природные феномены нашей планеты
Природа то и дело находит способы, чтобы показать нам, насколько мы невероятно малы по сравнению хотя бы с планетой. Чем ближе смотришь, тем больше понимаешь, что некоторые из вещей и явлений, которые нередко кажутся чем-то самим собой разумеющимся, на деле по-настоящему удивительны. А теперь мы ещё и способны заснять их на камеру, чтобы чудеса природы увидели все.
Море пены
Море пены получается из морской воды с высокой концентрацией органических веществ, как правило, после прибоя. Обычно оно выглядит всего-навсего как тонкая линия пены на ватерлинии, но иногда пены настолько много, что она вырывается из воды и вторгается на сушу.
Большие моря пены могут возникнуть по нескольким причинам, но чаще всего — из-за цветения водорослей. Когда недалеко от берега появляется огромное количество автотрофов, то распадающиеся водоросли вкупе с прибоем могут «взбиться» в пену. По большей части эта пена безвредна, а на деле она является хорошим показателем нормальности экосистемы океана.
Но в редких случаях большое количество пены опасно. Некоторые цветы (вроде динофлагеллятов Karenia brevis) могут даже распространять водорослевые токсины, которые могут раздражать глаза и дыхательные системы людей и животных, в результате чего птицы или морские обитатели даже умирают.
Дендритные кристаллы
Дендриты — это кристаллы, образующие повторяющийся узор, который делает их похожими на деревья. С точки зрения минералогии, дендритные кристаллические образования возникают всякий раз, когда богатая марганцем и железом вода течёт вдоль трещин и напластования различных типов пород. С точки зрения химии дендрит — это любой кристалл, делящийся во время роста на две части.
Фрактальные узоры придают дендритам потрясающее внешнее сходство с деревьями. Это чудесным образом сочетается с красотой зимы — кристаллы кажутся ледяными. Таковыми они становятся, когда влага из окружающей атмосферы почти мгновенно конденсируется. В итоге получаются узоры, которые будут повторяться вплоть до того момента, пока условия окружающей среды не изменятся. Рост ледяных дендритных кристаллов похож на рост живого существа: с течением времени кристаллы становятся бесконечно сложнее.
Островные волнистые облака
Острова могут создавать в небе волны. Берег океана — не слишком серьёзное препятствие для возникающего на воде ветра. Это означает, что человек в лодке почувствует более сильный ветер, чем в центре города среди многочисленных зданий, автомобилей, деревьев и других объектов, которые мешают воздушным потокам.
Когда сильные воздушные потоки с открытой воды на своём пути встречают остров, то ветер либо усиливается, либо проходит над островом — примерно так воздух путешествует вверх вдоль лобового стекла автомобиля. И такой воздух может создать в облаках впечатляющие волны, форма которых зависит от места, где ветер изменил направление.
В 2009-м году НАСА удалось сделать несколько фотографий такого масштабного явления на Южных Сандвичевых островах.
Взрывные озёра
Взрывные озёра — это природные явления, возникающие при необычайно большой концентрации СО2 или любого метана в воде. Во время «взрывных» событий можно увидеть, как на поверхности озера появляется множество пузырьков — это газ выходит из глубин. Но над озером при этом формируется опасное газовое облако, которое вполне может оказаться смертельным для тех, кто будет на берегу.
Об этом явлении впервые узнали в 1984-м году, когда озеро в Камеруне взорвалось, и наружу вырвалось газовое облако, убившее 37 человек. Другое озеро в Камеруне взорвалось в 1986-м году, погибли 1700 человек.
На видео вы можете посмотреть, как из замёрзших озёр во всём мире вырывается горючий метан. Это показывает не только насколько опасным стало бы озеро без льда, но и что концентрацию метана в озере можно снизить — сделать так, чтобы газ вышел в атмосферу в виде СО2. И хотя СО2 тоже парниковый газ, метан выделяет в 25 раз больше тепла, а это значит, что люди на видео зажигают факелы, чтобы предотвратить возможный пожар.
Волнисто-бугристые облака (асператусы)
Волнисто-бугристые облака выделены в отдельный вид облаков сравнительно недавно, всего лет 30 назад. Такие облака на небе напоминают океанские волны с их постоянным однонаправленным движением, и хотя выглядят они довольно угрожающе, рассеиваются они сами собой, без шторма или другого буйства стихии.
Поскольку открыли их недавно, учёные пока точно не знают причин их возникновения. Сейчас проводятся исследования — учёные хотят выяснить, какие именно условия необходимы для формирования асператусов.
Волнисто-бугристые облака чаще всего возникают в районе Великих равнин Северной Америки. Вынести их в отдельную категорию предложили только в 2009-м году, и если предложение примут, то асператусы станут первыми «новыми» облаками за последние 50 лет.
Ледяное цунами
Ледяное цунами возникает, когда сильные океанские течения или ветра позволяют твёрдому и частично растаявшему льду скопиться у кромки воды и в конце концов двинуться на землю. Представьте, что смотрите на видео наступление ледника на быстрой перемотке — вот так ледяное цунами и выглядит.
По сути, механизм тот же, что и у айсбергов. Сильные океанские течения позволяют айсбергам дрейфовать на воде, а сильные ветра могут позволить льду преодолеть трение земли и начать двигаться. Свидетели сравнивали шум ледяного цунами со стуком колёс поезда, громом и звуком бесчисленных одновременно бьющихся окон сразу. Обычно такое движение льда приводит к повреждению стоящих у воды домов и деревьев. Зимой в северных районах, например, в Канаде, часто бывают предупреждения о скоплениях льда передают по телевизору или радио наряду с предупреждениями о наводнениях.
Синяя «лава»
На вулкане Кавах Иджен в Индонезии недавно было заснято необычное явление: люди заметили, что из кратера течёт не совсем обычная лава — она была синего цвета.
Синий цвет — это последствие выходящего из трещин вулкана серного газа, а не лавы. Когда находящийся под высоким давлением газ встречается с воздухом, он сгорает, и какая-то часть серы фактически конденсируется и становится жидкостью, а затем раскалённым потоком продолжает течь по склонам так же, как это делает лава.
Хотя об этом явлении сообщают нечасто, расплавленная сера в вулканических фумаролах — явление обычное. Температура плавления серы достаточно низкая, и температура в жерле вулкана и рядом с ним часто заметно выше, а синяя «лава» появляется там, где такое происходит.
Эффект Лейденфроста
Большинство людей знают, что вода при нагревании испаряется. Те, кто хоть раз кипятил воду в кастрюле, наверняка заметили, что при достаточной температуре пузырьки воды будут всплывать на поверхность в виде капель и испаряться гораздо медленнее. Это явление называется эффектом Лейденфроста, и оно может заставить жидкость двигаться в гору. На видео физики из Батского университета используют этот эффект, чтобы творчески передвигать капельки воды.
Когда жидкость вступает в контакт с телом, температура которого значительно выше температуры кипения жидкости, вокруг неё возникает изолирующий слой пара. Этот слой предохраняет жидкость от быстрого выкипания. Этому способствует и низкая теплопроводность пара — скорость передачи тепла между горячей поверхностью и каплей воды резко замедляется.
Снежные валики
Снежные валики — это природные шары или цилиндры из снега. Они появляются среди разных ландшафтов при нужной консистенции снега. Чаще всего снежные валики возникают в холмистой местности — их создаёт ветер. Когда ветер метёт позёмку, он собирает больше снега, а затем скатывает их в валики подобно тому, как мы скатываем шары для снеговика. Это очень редкое явление, потому что для возникновения природного снежного кома нужно точное соблюдение множества условий.
Метеорологи заявляют, что для формирования снежных валиков уже выпавший на землю снег должен быть достаточно твёрдым, чтобы новый падающий снег не слеплялся с ним. В этом случае правильное сочетание рыхлого снега, сильного ветра и открытого пространства может сформировать снежные валики. А если снег с растущих на крутом склоне деревьев вдруг упадёт вниз, он может «подтолкнуть» снежный валик, и тот покатится.
Асфальтовые озёра
Озеро Пич-Лейк в Тринидаде и Тобаго — довольно странное явление. Люди открыли его в 1595-м году и сразу поняли, как полезна озёрная смола. Однако о происхождении озера было проведено очень мало исследований. Некоторые учёные считают, что оно стало результатом двух разломов, которые столкнулись, и на поверхность земли выступила нефть. Правда, это только предположения — наверняка ничего не известно. Длительный контакт с воздухом на поверхности позволяет более лёгким элементам нефти не испаряться, в результате чего образуется асфальт.
Ла-Брея-Пич является самым крупным асфальтовым озером в мире. Это отличный экономический ресурс для народа Тринидада и Тобаго. Из озёрного асфальта можно делать на экспорт антикоррозионную чёрную краску, изоляционные соединения, герметик, автомобильные коврики и многие другие полезные вещи.
Но существуют и более удивительные вещи...
Например природные ядерные реакторы
«В государстве Габон (вблизи экватора, западная Африка) в 1972г. обнаружили урановый рудник, который 1900 миллионов лет назад работал как естественный, природный ядерный реактор. Обнаружили шесть «реакторных» зон с признаками протекания реакции деления.
По остаткам распада актиноидов был сделан вывод, что реактор работал в режиме медленного кипения на протяжении сотен тысяч лет. Содержание изотопа урана U-235 меньше стандартного. Дело в том, что содержание 0,7202 % характерно для всех урановых минералов, горных пород и вод Земли, только в месторождении в Окло эта норма нарушена и составляет 0,7171%. Эта разница предположительно возникла в результате «выгорания» U-235, такой процесс наблюдается в топках ядерных электростанций. Ученые полагают, что нахождение рудника в тропической зоне и близкое расположение к поверхности, где достаточное количество грунтовых вод, благоприятно для работы природного ядерного реактора.
Были обнаружены: шесть зон с признаками протекания реакции деления, торий при распаде U-236, висмут – при распаде U-237. Остатки распада актиноидов говорят о том, что реактор работал в режиме медленного кипения в течение нескольких сотен тысяч лет. Каким-то образом реакторы были способны саморегулироваться – иначе избыточная мощность могла привести к выкипанию воды и к остановке реактора.
Каким же образом создались естественные условия для протекания цепной ядерной реакции? Ученые объясняют процесс следующим образом. В дельте реки на крепком базальтовом ложе отложился слой песчаника, богатого урановой рудой. В результате тектонической активности (в то время это было обычным явлением) базальтовый фундамент погрузился в землю на несколько километров вместе с ураноносным песчаником. Песчаник растрескался, в трещины стала проникать грунтовая вода. Впоследствии пласт песчаника был приподнят до прежнего уровня.
В Окло так же, как и в ядерных топках АЭС топливо располагалось компактными массами внутри замедлителя. Замедлителем служила вода. В руде содержались глинистые «линзы». В них концентрация природного урана от обычных 0,5 % повысилась до 40 %. После того, как масса и толщина слоёв достигла критических размеров, возникла цепная реакция и установка начала работать. В результате работы реактора образовались около 6 тонн продуктов деления и 2,5 тонны плутония. Большая часть радиоактивных отходов осталась в кристаллической структуре минерала уранита, содержащемся в теле руд.
Те элементы, ионный радиус которых намного больше или меньше решётки уранита – диффундируют (проникают посредством диффузии) или выщелачиваются. С начала работы реактора примерно половина из более чем тридцати продуктов деления осталась связанной в руде, несмотря на обилие грунтовых вод. «Реактор» проработал около 600 тысяч лет, выработал примерно 13 000 000 кВт. час энергии.
Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе объяснили, что естественным регулятором цепной реакции служила вода. Поступая в активную зону, она запускала цепную реакцию, которая приводила к испарению воды, уменьшению потока нейтронов и остановке реакции. Через 2,5 часа, когда активная зона реактора остывала, цикл повторялся.
