| |||
|
| Задания 3 тура |
|
В 2008 году в нашей стране проходил конкурс «Семь чудес России». На первом этапе конкурса путём Интернет - голосования были отобраны 49 чудес – по 7 от каждого федерального округа. На втором этапе были определены 14 финалистов. И 12 июня в День России во время концерта на Красной площади торжественно объявили победителей конкурса.
Озеро Байкал, Долина гейзеров на Камчатке, Мамаев курган и статуя Родины-Матери в Волгограде, Петергоф в Санкт-Петербурге, собор Василия Блаженного в Москве, природный памятник «Столбы выветривания» в Коми, гора Эльбрус на Кавказе – вот природные и архитектурные жемчужины нашей Родины – это мир, который вокруг нас. И чтобы его понять, ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы: 1. Под действием каких физических процессов возникло чудо в Коми? 2. Какие физические процессы происходят при извержении гейзеров? 3. Как зарождаются ледники? Какими физическими механизмами можно объяснить их движение? |
| Ответы на задания 3 тура |
|
Ответить на вопросы III тура нам поможет замечательная книга Л.В. Тарасова «Физика в природе».
1. «Столбы выветривания» приобрели свою причудливую форму под действием морозного выветривания. Горные породы, залегающие на поверхности или вблизи неё, подвергаются воздействию солнечных лучей, воды, воздуха, организмов. Процессы разрушения и изменения приповерхностных пород, которые при этом происходят, называются выветриванием. Выветривания может иметь физическую и химическую природу. Разрушение, измельчение породы без изменения её химического состава называется физическим выветриванием. Морозное выветривание – один из видов физического выветривания - разрушения породы от давления льда на стенки трещин при замерзании воды. Это происходит потому, что объём льда больше, чем объём воды той же массы (плотность воды больше, чем плотность льда). Морозное выветривание распространено в приполярных и высокогорных областях, где происходят частые переходы температуры через ноль градусов, то есть вода часто замерзает, а затем лёд снова тает. Термин выветривание не совсем точен, так как ветер играет незначительную роль. Выветривание не создаёт причудливые формы, а только подготавливает породу к переносу. Причудливая форма скал создаётся вследствие того, что частицы, отделившиеся в результате выветривания, падают, выдуваются ветром, смываются водой, то есть смещаются, а это в процесс выветривания не входит. 2. Гейзеры – источники, которые периодически, через определённые промежутки времени, выбрасывают фонтаны горячей воды и пара. Слово «гейзер» в переводе с исландского означает «хлынуть». Гейзеры располагаются вблизи действующих или сравнительно недавно уснувших вулканов. Распространяющаяся от вулкана теплота нагревает почти до кипения подземные воды, которые заполняют трещины и разломы вблизи поверхности земли. Главное отличие гейзеров от горячих источников – это периодичность действия. Промежутки времени между извержениями у разных гейзеров различны. Одни извергают струю кипятка через 10-20 минут, другие – всего один-два раза в месяц. Извержение почти у всех гейзеров длится всего несколько минут. Вокруг гейзера, как правило, есть небольшой природный бассейн диаметром до нескольких метров. Земля вокруг гейзеров обычно тёплая и даже горячая. Сразу после извержения воды в бассейне нет, а в его центре видно отверстие – это уходящий в глубь земли канал, его называют трубкой гейзера. Трубки имеет длину более 20 метров. Перед началом извержения вода поднимается по трубке, заполняет бассейн, бурлит – и вдруг вверх взметается фонтан кипятка. После окончания извержения вода из бассейна снова уходит в трубку. Чтобы понять, как происходит извержение гейзера, надо вспомнить, что температура кипения воды зависит от давления. С увеличением давления температура кипения повышается. В результате измерений, выполненных непосредственно перед извержением гейзера, было установлено, что по мере увеличения глубины температура воды в трубке растёт. Одновременно растёт и давление – оно складывается из атмосферного давления и давления столба воды в трубке. При этом температура воды по всей длине трубки оказывается немного ниже температуры кипения, соответствующей давлению на той или иной глубине. Если по одной из боковых трещин в трубку поступает пар, то он поднимает воду, находящуюся выше трещины. При этом часть воды выливается в бассейн. В результате подъёма вода с большей температурой оказывается на глубине с меньшим давлением и немедленно закипает. При кипении образуется пар, который ещё выше поднимает воду в верхней части трубки, заставляя её выливаться в бассейн. При этом давление на нижние слои воды в трубке уменьшается, и наступает момент, когда закипает вся оставшаяся в трубке вода. Образуется огромное количество пара; расширяясь, он с огромной скоростью устремляется вверх, выбрасывая остатки воды из трубки и часть воды из бассейна – происходит извержение гейзера. Но вот весь пар из трубки вышел, вода, подброшенная вверх, стекла в бассейн, охладилась и снова ушла в трубку. Время от времени внизу слышатся взрывы – это внутрь трубки попадают из боковых протоков порции пара. Однако очередной выброс воды начнётся только тогда, когда вода в трубке нагреется до температуры, близкой к температуре кипения. 3. Снежный покров в горах формируется не в один день. Поэтому он имеет слоистую структуру: сверху слои более свежего снега, внизу слои слежавшегося снега. При этом важно, что снежные слои нельзя рассматривать изолированно друг от друга – между ними происходит обмен водяными парами, талые воды из верхних слоёв стекают в нижние, верхние слои давят на нижние. Температура снежного покрова в горах в направлении сверху вниз уменьшается. В результате давление водяных паров в верхних слоях покрова оказывается больше, чем в нижних, и водяные пары устремляются сверху вниз. Они кристаллизуются в нижних слоях, что приводит к их уплотнению. Уплотнение нижних слоёв усиливается также за счёт давления нарастающих верхних слоёв. Оба фактора (сила тяготения и внутриснежное перемещение водяных паров) действуют в одном направлении; в итоге сильное уплотнение самых нижних слоёв снега приводит к образованию фирна, а затем и монолитного льда. Именно так и зарождаются ледники. Длина горного ледника измеряется десятками и даже сотнями километров. По длине ледник можно разбить на две части – область аккумуляции («накопление») и область абляции («отнятие»). В области аккумуляции преобладают процессы, приводящие к нарастанию льда, а в области абляции преобладают обратные процессы – таяние льда, его испарение, сход ледяных масс в море. В области аккумуляции ледник растёт, а в области абляции разрушается. Границу между этими областями называют границей питания. Так как эти два процесса происходят непрерывно, несмотря на движение всей массы ледника по склону, профиль ледника со временем не меняется. Измерения показали, что скорость движения ледника уменьшается с глубиной. Это позволяет сделать вывод, что лёд обладает пластичностью. Значит движение ледника связано с деформацией – верхние слои льда смещаются относительно нижних. Существуют ледники с прочно примороженным дном к каменистому ложу. Тогда движение ледника подобно движению очень вязкой жидкости: лёд медленно «течёт», и скорость этого течения постепенно возрастает от нуля у дна ледника до наибольшего значения у поверхности (порядка нескольких десятков метров в год). Если скорость льда у самого ложа не обращается в нуль, то ледник как целое скользит по ложу. Такое движение возможно при условии, что температура льда вблизи ложа будет достаточно близкой к 00С. При этом будет наблюдаться явление режеляции: когда какая-то область придонного льда натыкается на острый камень, она тает вследствие возникающего в данном месте высокого давления, талая вода обтекает препятствие и тут же замерзает. Получается, что придонные слои ледника в буквальном смысле обтекают всевозможные неровности каменного ложа. Явление режеляции обеспечивает перемещение ледника по каменистому дну. Таким образом, движение ледника следует объяснять в общем случае двумя физическими механизмами: пластической деформацией ледника и скольжением ледника по ложу. |
| ГЛАВНАЯ |
| 1 тур "Знакомство" |
| 2 тур "История одного открытия" |
| РЕЗУЛЬТАТЫ 3 ТУРА |
Используются технологии uCoz