Специальные функции математической физики - Кафтанова Ю.В.
ISBN 978-966-2046-62-5
Скачать (прямая ссылка):
Тропосфера, определяющая погоду на поверхности Земли, распространяется на 11 000 метров. В спокойном слое стратосферы летают самолеты — этот слой простирается до 50 000 метров. Твердые космические тела сгорают на высоте до 80 000 метров в мезосфере. И до 450 000 метров простирается термосфера, в которой происходит отклонение фазовых траекторий элементарных частиц высоких энергий. Вот так происходит переход к космическому вакууму.
Особенностью процесса формирования ударных волн описываемого типа является возможность передачи энергии из атмосферы в земную кору или в океан. Из атмосферы часть энергии ударных волн передается в более плотную сплошную среду, а наоборот — уже нет. 133
132
Помимо Хиросимы и Нагасаки, классическим примером формирования ударных волн подобного типа является два последовательных взрыва Тунгусского метеорита. Ученые долго работали над этой загадкой — и только серия лабораторных опытов и экспериментов позволила установить не только два последовательных источника, но и их месторасположение и даже оценочную мощность.
Эксперименты производились с установленными на спицах маленькими взрывпакетами — над лабораторным лесом из обыкновенных спичек. Рельеф был воспроизведен максимально правдоподобно.
После долгих и отчаянных поисков исследователи смогли практическим путем получить идентичную природной картину поваленного спичечного леса. Уже после этого взрыв Тунгусского метеорита моделировали не один раз — и каждый раз лабораторная картина совпадала с природными реалиями. При любых отклонениях картина значительно менялась.
Перебрав все возможные варианты одного источника, исследователи сделали вывод, что их было два. Более того, взрываться они должны были строго последовательно один за другим и независимо друг от друга, только в указанных точках и только на заданной высоте. И мощность каждого взрыва тоже имела только один вариант.
Мне как теоретику сложно представить себе, как можно выдержать такое количество однотипных лабораторных экспериментов, методично повторявшихся изо дня в день, из месяца в месяц.
Хотя, с другой стороны, исследователь-практик не сможет больше двадцати лет постоянно думать над одной и той же теоретической проблемой — он просто не выдержит столь продолжительного ожидания.
Поэтому для прогресса науки требуются усилия и теоретиков, и практиков — только в этом случае наука поступательно движется вперед.
С того времени, как люди стали регистрировать происходящие вокруг них природные явления, отмечена активная деятельность почти 700 вулканов. Конечно, период, в течение которого ведется регистрация вулканических явлений, слишком мал в масштабах геологического вре-
133
мени. Кроме того, остается неучтенной деятельность подводных вулканов, поскольку извержения в глубинах океанов обычно протекают незаметно — только в Тихом океане имеется более 10 000 вулканических конусов и центров излияния лав.
Вулканы по видам извержения подразделяют на несколько типов. Два из них сопровождаются мощными и сверхмощными взрывными процессами.
Вулканический, или вулканский тип. В группе Липар-ских островов расположен остров Вулькано с пиком (499 м) и кратером; по его имени и названы все пики на земном шаре, образовавшиеся в результате извержений различного материала из недр, — вулканы.
Для вулканов этого типа характерна очень густая, вязкая лава, которая успевает образовать только очень короткие потоки, прежде чем остынет и затвердеет. В связи с этим в жерле вулкана вблизи вершины вскоре после начала извержения лавы возникает своеобразная шапка крепких пород, она закупоривает вулканический канал и препятствует выходу газов.
В конечном итоге, давление газов возрастает настолько, что происходит мощный взрыв, в результате которого вместе с газами выбрасываются черные тучи пепла. Одно из таких сильных извержений вулкана началось в 1888 году и продолжалось почти два года. Лава выбрасывалась из кратера в виде больших сгустков, которые затвердевали и превращались в вулканические бомбы. В настоящее время вулкан бездействует, но в будущем от него, безусловно, можно ожидать внезапных взрывных извержений.
Извержение везувианского типа в целом по своему механизму принципиально не отличается от извержения вулканического типа. Везувий (1277 м) — наиболее известный итальянский вулкан, хотя по высоте он почти в три раза меньше Этны (3340 м) — высочайшего вулкана Италии и всей Европы. Установлено, что в 79 г. н. э. произошло очень сильное извержение Везувия, сопровождавшееся ливнем, о чем свидетельствует тот факт, что расположенные вблизи вулкана поселения, в частности города Помпеи и Геркуланум, были молниеносно погребены под толщей вулканического пепла и образовавшейся из него жидкой грязи, а вершина вулкана была целиком снесена необычайно мощным выбросом газа. 134
Пелейский тип. Извержение этого типа отличается от вулканического тем, что очень вязкая лава, застывая глубоко в жерле, образует громадную пробку, выдавливающуюся из кратера в виде своеобразного монолитного обелиска. Накапливающиеся в канале вулкана газы вырываются из-под пробки в виде направленного вбок (по склону вулкана) взрыва, в результате которого вместе с газами выносится глубинный, сильно перегретый и сжатый материал.
