Последняя попытка достичь мантии реализуется международным проектом «SloMo», который бурит дно Индийского океана в области хребта, где до мантии всего 2,5 км, и бур уже прошел половину пути.
Смерчи
Смерчи и ураганы происходят не только в Соединенных Штатах Америки, но ни одна страна не страдает от их разрушительной силы так часто. В 1971 году ввели шкалу оценки смерча, чтобы помочь людям подготовиться к потенциальной опасности.
Шкала Фудзиты в сравнении с другими способами оценки скорости ветра (шкала Бофорта, число Маха).
Смерч представляет собой атмосферный вихрь, соединяющий основание грозового облака с землей. Атмосферное давление внутри воронки очень низкое, примерно 80 % от регулярных показателей на уровне моря. Восходящий воздушный поток засасывает предметы в облако, и от смены давления здания могут буквально взрываться (в крайних случаях). У среднего по силе смерча скорость ветра может доходить до 180 км/ч, радиус достигать 80 м, а продолжительность всего нескольких минут до полного исчезновения. Однако в худшем случае радиус смерча достигает 3 км, скорость ветра — около 480 км/ч, оставляя следы разрушений протяженностью до 100 км.
Массовая вспышка смерчей 1974 года была самой жестокой за всю историю. За сутки с 3 по 4 апреля 148 смерчей прошли по 13 штатам — так называемая Аллея смерчей, простирающаяся от Техаса до Мичигана, — и 30 из них имели отметку F4 и выше. Они нанесли ущерб стоимостью 4,5 млрд долларов (по сегодняшним меркам) и привели к гибели 335 человек. Супервспышка 2011 года состояла из еще большего числа смерчей, их было 216, но они были не такими сильными. Тем не менее они нанесли ущерб городским районам и привели к гибели 348 человек.
Возможность предсказывать смерчи появилась в 1948 году после того, как в течение нескольких дней смерч дважды поразил военно-воздушную базу «Тинкер» в Оклахоме. Метеостанция на базе зафиксировала их общие начальные условия. В 1971 году Теодор «Тед» Фудзита представил шкалу c шестью категориями, от самой слабой отметки F0 до самой разрушительной F5. Хотя шкала Фудзиты основывается на скорости ветра внутри вихря, она помогает оценить ущерб и применяется ретроспективно, чтобы экстренные службы были направлены туда, где в них больше всего нуждаются.
Гидротермальные источники
В 1976 году исследователи океана обнаружили на его дне горячий ключ и странный биологический вид с необычным образом жизни.
Исследователи глубинных вод время от времени докладывали, что обнаружили сверхсоленую воду на дне холодного океана. Предполагалось, что эта вода просочилась откуда-нибудь из вулканически активных областей морского дна. Ученые задавались вопросом, нет ли в породах этих областей ценных металлов, но обнаружить источники горячей воды в темном и глубоком море было непросто. Однако в июне 1976 года исследователи из Океанографического института Скриппса в Сан-Диего нашли один такой источник в восточной части Тихого океана, неподалеку от Галапагосских островов.
Температура некоторых гидротермальных источников может достигать 464 °C. Они остаются жидкими за счет высокого давления на морском дне и большого количества растворенных в воде минеральных веществ. Часто эти вещества при контакте с холодной водой океана выпадают в виде темного облака, создавая так называемого черного курильщика.
По предварительным оценкам данных с дистанционно управляемых камер, ключ, или, точнее, гидротермальный источник, был слишком горячим для живых организмов. Температура воды вокруг него составляла 60 °C, в то время как во всем океане она была лишь 2 °C. Исследовательская команда института дала источнику прозвище «Печеные моллюски» (любые морские животные просто сварились бы в вулканической воде). Они строили планы познакомиться с источником поближе с помощью батискафа «Алвин», которым управляли из Океанографического института Вудс-Хоул, расположенного на восточном побережье. По прибытии стало очевидно, что, вопреки всем оценкам, дела обстояли наоборот, — источник питал плодородную экосистему. Ничего подобного они раньше не встречали.
Вода из источников поднимается вверх по каналам, проходя сквозь камни, нагретые вулканическими процессами глубоко внизу. Достигая морского дна, она становится минеральной и используется в пищу бактериями, которые живут в теплой воде. Многие животные, такие как черви и моллюски, позволяют этим бактериям жить внутри своего тела, получая взамен питательные вещества. Это единственная экосистема на Земле, которая не зависит от солнечной энергии.
«Алвин» и другие подводные погружные аппараты были созданы, чтобы заменить батискафы 1960-х годов. Они были более маневренные, оборудованные световой аппаратурой, камерами и устройствами для забора образцов.
Массовые вымирания
Около 66 млн лет назад динозавры и другие крупные рептилии, господствовавшие на Земле, внезапно исчезли. Это событие ознаменовало конец мезозойской и начало кайнозойской эры. В 1980 году отец и сын нашли в горных породах разгадку — причину гибели динозавров.
Всего было пять великих массовых вымираний, ближайшее к нам по времени — мел-палеогеновое, которое считается относительно слабым.
Геохронологические границы всегда связаны с глобальными изменениями в горных породах и ископаемых останках. Граница мелового и палеогенового периодов (граница K-Pg) находится в конце мелового периода K — последнего периода мезозойской эры — и отмечает начало палеогенового периода Pg — первого периода кайнозойской эры и времени больших перемен. В это время пропали не только большие рептилии, но и все моллюски и многие цветковые растения. Вопрос «почему все эти формы жизни внезапно исчезли» горячо обсуждался. По старой версии, динозавры стали такими большими и медлительными, что не смогли подстроиться под изменение климата. В 1980 году маститый физик-ядерщик Луис Альварес и его сын-геолог Уолтер выдвинули гипотезу получше — что вымирание совпало с падением на Землю метеорита. В результате обширные участки земли были выжжены, а облака пыли в атмосфере на много лет скрыли всю планету от Солнца. Такие условия и привели к гибели ¾ всех живых организмов на Земле. В качестве доказательства Альварес приводил повышенное содержание в образцах пород иридия, минерала метеоритного происхождения, который образуется при сильном столкновении. Тонкий слой этого минерала покрывал всю планету на границе мелового и палеогенового периода. В гипотезе Альвареса не было указано, где произошло столкновение, но в 1990 году в южной части Мексики был обнаружен кратер Чиксулуб диаметром 150 км. Сейчас большую его часть покрывает вода Карибского моря. По оценкам, кратер образовался, когда на Землю упал «космический булыжник» до 80 км в поперечнике!
Луис (слева) и Уолтер Альваресы у границы K-Pg в Италии.
Лахар
Извержения вулканов часто происходили внезапно и становились смертоносными трагедиями. В 1985 году мир стал свидетелем малоизученной вулканической угрозы, разрушившей город Армеро.
На карте Геологической службы США изображены опасные зоны вокруг горы Рейнир, высокого вулкана в штате Вашингтон.
В ночь на 13 ноября 1985 года произошло извержение вулкана Невадо-дель-Руис в колумбийском департаменте Толима. Это не было неожиданностью, за последние два месяца вулканологи предупреждали о повышенной активности вулкана. Однако местные жители были не слишком обеспокоены: обычно извержения не достигали населенных пунктов. Но в этот раз все было иначе — пирокластические потоки (смесь вулканических газов и перегретого пепла) растопили горные ледники, что привело к образованию лахаров (вулканогенных селей). В общей сложности с горы со скоростью 50 км/ч спустились четыре лахара. Они набрали большую скорость, проходя через лощины, и попали в шесть главных речных долин, питающихся от ледников. Два лахара объединились в приток реки в 20 км от извержения и прошли 15 км вниз по склону. Эта смесь грязи, воды и камней поглотила город Армеро. Большинство из 29 000 жителей города спали, свыше 20 000 человек погибли, когда лахар накрыл их дома. Еще 3000 человек погибли, когда лахары достигли других городов. Эта вторая по количеству жертв вулканическая катастрофа XX века, и ее можно было избежать, если бы людей эвакуировали заранее.
Лахар оставил шрам на ландшафте горного поселения в Индонезии.
Озоновая дыра
В конце 1920-х годов ученые изобрели искусственные газы в качестве безопасной альтернативы токсичным газам хладагентов и пропеллентов. Эти газы, известные как хлорфторуглероды (или фреоны), оказались глобальной угрозой.
Лаборатория «Дюпон», которая занималась промышленным производством фреонов, также искала химически инертное вещество. Ученые предполагали, что связь между атомами хлора, фтора и углерода невозможно нарушить в естественных условиях, поэтому они не видели опасности в использовании этого газа. Их гипотезу подтвердили испытания, и новый газ сменил токсичные и взрывоопасные вещества в аэрозольных баллончиках и холодильниках. После использования газ уходил в атмосферу и все о нем забывали.
В 1995 году Марио Молина (на фото) и Шервуд Роуленд разделили Нобелевскую премию по химии с голландским ученым Паулем Крутценом, специалистом в области наук об атмосфере и озонового слоя.
В 1973 году два ученых-химика из Калифорнийского университета, американец Шервуд Роуленд и мексиканец Марио Молина, решили глубже изучить влияние хлорфторуглеродов на атмосферу. Они обнаружили, что CFC доходят до середины стратосферы, прежде чем разложиться под действием солнечной радиации. Затем они поняли, что в процессе распада высвобождаются свободные атомы хлора, которые вступают в реакцию с озоном в стратосфере. (Озон — редкая форма кислорода, в молекуле которого три атома кислорода вместо привычных двух.) Озон токсичен для животных, но озоновый слой в стратосфере играет роль надежного экрана, защищающего планету от ультрафиолетового излучения. В 1985 году Британская антарктическая служба подтвердила опасения Молины и Роуленда. Хлорфторуглероды создали огромную дыру над Антарктидой. Если бы они продолжали накапливаться там и дальше, весь озоновый слой мог исчезнуть. Последствия могли быть непредсказуемыми, ведь ультрафиолет губителен для всех живых организмов. В течение полутора лет был подписан Монреальский протокол — мировой запрет на производство фреонов — столкнувшись с общей угрозой, мировое сообщество показало редкий пример единства.