Зависимость относительной влажности почвенного воздуха от влажности и температуры почвы (по Д.Ф. Лебедеву) 1 страница
Михоцкий_Главный закон развития Земли_p.doc
ББК 26.2 М 69
Михоцкий С.В.
ПОЛНЫЙ ТЕКСТ
Главный закон развития Земли — термосатуродинамика. — М., Издатель Шумилова И.И., 1998. - 208с.
ISBN 5-89784-008-3
Книга раскрывает суть закона термосатуродинамики, который лежит в основе геомеханизма, приводящего б действие вулканы, землетрясения, круговороты воды (высокого и низкого давления), океанические течения, минералообразование и горообразование, вовлекающего в движение атмосферные воздушные массы, порождающего ураганы, тайфуны и аномальные зоны.
Рассматриваются виды будущих катастроф, связанных с практической деятельностью людей, и способы выхода из создавшейся ситуации. В общем виде даны рекомендации морякам и летчикам по выходу из аномальных зон без аварий.
Книга предназначена для физиков, сейсмологов, вулканологов, метеорологов, исследователей природных систем, а также для широкого круга читателей.
Полевые исследования и научно-изыскательские работы проводились на средства автора.
ББК 26.2
Книга издана за счет средств автора
ISBN 5-89784-008-3
© Михоцкий С.В-, 1998
Введение
Наша планета, как и весь космический мир, издавна представляет большой интерес не только для специалистов естественных наук, но и для самых широких слоев населения. Особенно заметно это проявляется сегодня, в связи с обострившейся по всему земному шару экологической ситуацией и участившимися природными катаклизмами — землетрясениями, наводнениями, погодными аномалиями, различными эпидемиями и заболеваниями.
|
|
|
Несмотря на то что многие естествоиспытатели разных направлений уже давно убедительно доказывают, что в природе все взаимосвязано, природные явления по-прежнему рассматриваются раздельно, а результаты исследований, за редким исключением, фактически не согласуются между собой. Даже в рамках одной научной дисциплины, например геологии, основные геособытия рассматриваются гидрогеологами, сейсмологами, вулканологами без всякой связи между собой.
В I960—1970-е годы в связи с утверждением в геологии гипотетической теории мобилизма (тектоники литосферных плит) еще больше размежевались такие научные дисциплины, как сейсмология, вулканология, геофизика — с гидрогеологией и метеорологией, минералогия — с океанологией и биологией.
Предлагаемая вашему вниманию книга рассматривает внутри-земные явления (землетрясения, вулканизм, минералообразова-ние, метаморфизм горных пород, аномально высокие пластовые давления, орогенез) и атмосферные явления (изменение климата и погоды, движение воздушных масс) как результат действия одного и того же механизма.
С точки зрения точных наук — гидродинамики, термодинамики, физики твердого тела и кинематики, теории машин и механизмов — можно сказать, что геомеханизм представляет собой
|
|
|
\003\
не что иное, как универсальную геомашину, оборудованную многоцелевыми энергетическими установками.
Конструкция «двигателя» геомашины до невозможности проста и в то же время непостижима для нашего воображения. Она состоит всего-навсего из природных соленых и пресных вод. Основным конструкционным материалом также является вода. Первый парадокс заключается в том, что «двигатель геомашины» состоит из одной воды.
Топливом является газовая смесь нашей атмосферы. Правда, эта газовая смесь отличается от газового состава атмосферы только в процентном соотношении, так как работает одно пуско-регулирующее термогидродинамическое устройство. Атмосфера разогревает недра Земли, а в критических точках — вулканы. Это второй парадокс.
Литосфера с точки зрения механики представляет собой как бы шасси или раму, на которой установлен двигатель и все остальное, а географические ландшафты являются главным пуско-регулирующим устройством, дополнительным форсажным механизмом и основным преобразователем солнечной и космической энергии. Это третий трудно постигаемый парадокс. Тем не менее это так. Конструкторы-механики так и представили бы нам этот механизм.
|
|
|
Физики эту систему представляли бы в виде основного закона — термосатуродинамики Земли. В таком виде описание также нежелательно, так как из внимания выпадает множество побочных явлений. Тем не менее, в этой форме геосистема и будет рассматриваться в книге.
Описание ведется в специальной форме, форме спирали: рассмотрев некоторые явления, мы возвращаемся как бы в исходную точку. Новый разбор явлений ведётся на более высокой научно-познавательной ступеньке.
Выше было сказано, что основой всего геомеханизма являются газы и вода. С разбора гидросферы и начинается предлагаемая книга. Сначала производится подробный критический анализ существующих в геологических науках «водяных» теорий. Затем рассматриваются круговороты воды: большой круговорот воды высокого давления и малый круговорот воды низкого давления, а также некоторые явления, которые с ними жестко связаны.
Затем раскрывается технология геопроцесса, т.е. каким способом большой круговорот воды высокого давления приводит в движение всю атмосферу Земли, вынуждая при этом газы атмосферы разогревать недра Земли. Далее, раскрывается вторая технологическая цепочка геомеханизма: каким способом гидросфера и газы атмосферы совместно с органическим веществом воз-
|
|
|
\004\
двигают в геосинклиналях гигантские горные системы, как возникают рифты и разломы.
Рассматриваются конструкционные схемы, раскрывающие сущность Основного закона Земли. На основании этих схем можно делать всевозможные расчеты, в том числе прогнозные относительно геологии, изменений климата, экологии, запасов минерального сырья и др. Раскрывается суть аномальных зон, которые встречаются довольно часто на нашей планете, причины их появления и исчезновения. Даются рекомендации, как необходимо вести себя в такой зоне.
Зная природу аномальных зон, мореходы и авиаторы смогут беспрепятственно выходить из аварийных ситуаций. Но самое главное, они дают ответ, каким способом в недрах земли появились крупные интрузивы-батолиты, как образуются нефть, газы, соляные структуры (галогенные минералы) и другие породы и какова роль океана в этих процессах. В схематической форме показан механизм приливов и отливов и многое другое.
Работа геомеханизма, который нам предстоит рассмотреть, базируется на одном геозаконе. Его невозможно расчленить на несколько независимых частей, а поэтому гидрогеология, сейсмология, океанология, вулканология, метеорология, климатология, геофизика объединяются в одну науку.
В будущих работах будут описаны геохимические и биохимические процессы, работа живого вещества и роль биосферы в развитии космических миров. Будут затронуты вопросы строения нашей Галактики, произведен разбор Гелиосфер, сфер Догалак-тики, Протогалактики и Галосфер (галактического ядра).
Космический мир откроется в более широком виде и жестко связанным между собой. Через призму земных законов теперь есть возможность рассматривать космос как единый механизм.
\005\
Часть I. НОВАЯ ОСНОВА ГИДРОГЕОЛОГИИ
1. АНАЛИЗ И КРИТИКА СУЩЕСТВУЮЩИХ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ КОНЦЕПЦИИ
Чтобы подойти к изучению огромного действующего звена космического механизма — планеты Земля, лучше всего начать с рассмотрения его водной оболочки — гидросферы. Именно в этой оболочке происходят самые удивительные и грандиозные явления; все земные процессы прямо или косвенно связаны с гидросферой. Начнем с рассмотрения подземных вод.
Интерес к воде земных недр люди проявляют давно. Еше в Вавилоне, четыре тысячелетия назад, была создана книга «О сотворении мира», в которой задолго до Библии описан не только Всемирный потоп, но и борьба божества, охранявшего воду, вытекающую из недр Земли, с чудовищем преисподней. Люди тех времен видели таинственную и огромную силу именно в подземных водах, и, как мы увидим в дальнейшем, в этом они не ошиблись*.
Рассмотрим основные так называемые «научные» концепции образования подземных вод, т.е. те теоретические основы, которые будущие геологи изучают в вузах. Например, в учебнике А.Ф. Якушевой, В.Е. Хаина, В.И. Славина «Общая геология» [27] в параграфе «Происхождение подземных вод» утверждается: «Ин-фильтрационные подземные воды образуются в результате просачивания (инфильтрации) в водопроницаемые горные породы атмосферных осадков. Доказательством такого происхождения подземных вод является повышение уровня воды в колодцах при выпадении большого количества атмосферных осадков или тая-
* В работе В.Мельникова «Словознание» даётся такая побуквенная расшифровка слова ЖИЗНЬ: Ж-илкостъ И-з 3-емных Н-едр. К. сожалению, геологическая наука и по сей день недостаточно хорошо изучила подземные воды и их динамику. Это мнение автора разделяют многие ученые. Так, видный советский геолог Е.В.Пиннекер в своей книге «Подземная гидросфера» [20] свои претензии к гидрогеологам выразил так: «К сожалению, глубины Земли мы ещё знаем плохо. И совсем мало известно о деятельности там воды. Мнения на сей счет весьма разноречивы, порой взаимоисключающи. Нет и единой точки зрения на то, когда вода появилась в недрах Земли. Эти проблемы, как правило, обходят вниманием или упоминают о них скороговоркой».
\006\
нии мощного снежного покрова и понижение уровня в засушливые годы. Таким образом, можно считать, что инфильтрация — основной источник пополнения подземных вод. В отдельных случаях наблюдается поступление воды в водоносные горизонты из рек, озер и морей».
Подобное обоснование происхождения подземных вод мы находим и в учебнике американских ученых Аиры Аллисона и Дональда Палмера «Геология» [2, с.219]: «Несомненно, большая часть подземных вод — это метеорная вода, которая поступает из атмосферы, выпадая в виде дождя или снега. Метеорная вода составляет почти 100% воды, участвующей в гидрогеологическом цикле, и является источником почти всех вод».
Против этого, однако, можно возразить. Я много раз проверял, на какую глубину может промочить землю дождь (этот замер удобно производить на склоне или вершине холма, под фруктовым деревом или просто на открытой местности). Оказалось, что при самом сильном летнем дожде при температуре воздуха 24—30°С земля промокала всего на 20—35 мм, а при затяжных дождях (2—4 дня) — на 50—70 мм и уровень воды в колодце не повышался. При температуре наружного воздуха +12°С эти глубины мог промочить и небольшой дождь, кроме этого, на глубине 200—300 мм влажность почвы увеличивалась, а также в это холодное время уровень воды в колодце повышался до 1000—2500 мм. Летом же и уровень воды в наблюдаемом колодце не зависел от количества выпавших атмосферных осадков, а лишь от температуры атмосферного воздуха. Характерно, что от влажности воздуха уровень воды в колодце никогда напрямую не зависел (исследование проводилось в с. Мужиловычи Яворовского района Львовской области). Самый высокий уровень воды в колодце наблюдался осенью и весной. Зимой уровень воды колеблется, как и летом, но уровень стояния зеркала воды намного выше, а амплитуда его колебаний ниже — до 500—700 мм. Бывают колебания до 1000—1500 мм, хотя зимой земля мерзлая и укрыта снегом и так называемая инфильтрация полностью отсутствует. Зимой зависимость совсем другая, но никто из геологов эту зависимость серьезно не изучал, по крайней мере я в научной литературе этого нигде не встречал.
Еще в 1877 г. в докладе, представленном XVIII общему собранию Союза немецких инженеров, Отто Фольгер обнародовал следующие два положения: 1) грунтовые воды не происходят из дождевых вод и 2) грунтовые воды образуются благодаря конденсации водяных паров воздуха атмосферы в земле на некоторой глубине от поверхности почвы.
Фольгер пришел к такому выводу на основании собственных наблюдений и соображений своих предшественников (Перольта и Делагира). Он указывал, что осадков выпадает вообще настоль-
\007\
ко мало, что они не могут проникнуть в почву на сколько-нибудь значительную глубину и, следовательно, не могут дать начала грунтовым водам. Почва обладает свойством не пропускать воду, если последняя находится над ней даже в больших количествах, о чем свидетельствуют наши реки, моря и озера. То же можно сказать и о рудниках, простирающихся под дном морей на весьма большие расстояния: напор воды в них не больше, чем в рудниках, заложенных в недрах гор.
О. Фольгер критиковал в своем докладе тех ученых, которые совершенно забывают об испарении и транспирации волы растениями. Хотя, например, Шюблер в результате своих наблюдений пришел к заключению, что общая сумма осадков на определенной площади намного меньше испарения с той же площади. Фольгер в связи с этим сделал вывод: если почва путем испарения теряет больше воды, чем получает в виде осадков, то необходимо допустить, что земля должна получить эту разницу из другого источника*.
Он указывал, что «таким источником является водяной пар, содержащийся в воздухе». Воздух проникает в землю, где на некоторой глубине при соответствующей температуре происходит конденсация водяных паров и, как следствие, образование грунтовых вод. Отметив, что нередко после дождя происходит повышение уровня грунтовых вод, О. Фольгер утверждал, что грунтовые воды пополняются не за счет просачивания дождевой воды, а благодаря обильному содержанию водяных паров в воздухе в дождливую погоду. Таким образом, повышенная влажность воздуха обусловливает образование дождевых облаков, с одной стороны, и образование грунтовой воды, с другой.
Профессора Зонтаг и Ярц также подвергли критике инфильтрационную теорию в своей статье в поддержку точки зрения Фольгера (Gaea. Bd. XVI. S. 320). «На что опирается старая теория? На явление, у которого известны только начальный и конечный члены ряда, и математическую выкладку, решающий фактор которой остается неучтенным. Начальный член ряда — это факт, что дождь падает на землю, конечный — это то, что в почве имеется вода. Эти два результата наблюдений привели в причинную связь, не зная или не принимая во внимание промежуточных членов ряда, а пробел в последовательности ряда старались заполнить тем, что всю теорию облекли в математические формы».
Еще в 1878 г. Зонтаг и Ярц решили этот вопрос опытным путем (Gaea. Bd. XIV, 1 878) при изучении водоудерживающей способности
* Die wissenschaftliche LOsung des Wassers insbesondere der Quellenfrage mi! Rtlcksicht auf die Versorgung der Siadte. Zeitschtift der Vereins deulscher Ingcnieure, 1877. Bd XXI, H. 11, S. 481—502.
\008\
различных почв, быстроты передвижения воды в них и явления заиливания. Они провели следующий опыт. В широкие трубы с различным количеством почвы наливалась вода и замерялась глубина просачивания. Было установлено, что просачивание воды идет в различных почвах на небольшую глубину, а водоудерживающая способность почв очень велика. Это видно из таблицы 1.
Таблица 1 .
| № ОПЫТОВ | Почва | Глубина просачивания в см | Кол-во воды в мм |
| I | Садовая земля | 38 | 1870 |
| II | Песок | 38 | 103 |
| III | Кварцевый песок | 65 | 95 |
В последнем столбце показано то количество воды (осадков) в миллиметрах, которое необходимо, чтобы вода просочилась на соответствующую глубину.
На опытах ученые экспериментально определили скорость вертикального передвижения воды и скорость заиливания и пришли к выводу, что образование и питание грунтовых вод путем инфильтрации речных и озерных вод невозможно.
Авторы на основании своих опытов получили такие данные: должно пройти 190 лет, чтобы частица воды передвинулась в рыхлом песке на 2000 метров; для просачивания в глине только на 100 метров необходимо 63,4 года.
А для выявления заиливания поставили опыт таким образом: была взята наполненная песком труба, песок пропитан водой настолько, что последняя начала вытекать с нижнего конца; когда эта вода была слита и заменена водой, в которой находилась муть взвешенной глины, то отсчет просачивающейся (под постоянным давлением) воды начался лишь через 5 часов и оказалось, что
в первые 100 минут просочилось воды — 142 мм
в следующие 6 часов — 128
6 - 101
9 - 083
Как видно из опыта, заиливание шло весьма интенсивно. Зонтаг и Ярц, так же как и Фольгер, доказали, что образование грунтовых вод путем просачивания дождевых, снеговых и т.п. вод, равно как и путем инфильтрации речных вод, невозможно из-за сильной водоудерживающей способности почв (вла-
\009\
гоемкость), с одной стороны, и заиливания (берега и дно рек, озер), с другой.
Опыты по изучению просачивания воды в глине, проведенные этими авторами, показали, что слой сырой глины мощностью 15 см непроницаем для воды даже при сильном давлении*.
Приведу здесь пример из собственных наблюдений. Еще в детстве у меня была возможность наблюдать за лисьими норами. Они всегда находятся там, где неподалеку бьют ключи воды. Я уже знал, что в лесу на склоне холма, где песчаная почва, и внизу холма, где есть выходы холодной ключевой воды, обязательно будут лисьи норы. По этой примете я сразу их находил, и это всех удивляло. Я часто проверял эти норы до и после дождя. Характерно, что грунт норы всегда был одинаковой влажности. И ту нору, где дождь промочил хотя бы вход, лисы сразу покидали или строили вход в другом месте. Как видите, и в песчаной почве метеорная вода не просачивается глубоко. Лисы в сырой норе не живут.
В нашем случае мы на вершине холма и на его склонах имеем область питания с хорошо водопроницаемым слоем песчанистого грунта (слой колеблется от 300 до 2500 мм), и есть область разгрузки воды, о чем свидетельствуют ключи. По внешнему признаку можно сказать, что здесь идет процесс инфильтрации метеорных вод.Тогда рассмотрим, как живется лисам в наблюдаемой местности.
Норы их всегда располагаются ниже середины склона или у подножия холма, там, где имеются деформированные участки и максимальный слой песка. На таких участках песок всегда определенной влажности, причем достаточно стабильной влажности и не зависит от атмосферных осадков. Этот слой песка подстилается мощным слоем белой глины. Если бы существовала инфильтрация через слой песка, то норы после дождя были бы сырыми — это первое, и, во-вторых, этот слой быстро бы смыло водой, так как песок с избыточной влажностью на разделе с глиной, а тем более с белой, образует плывун. Но этого мы не наблюдаем, а значит, нет инфильтрации метеорных вод, как нет и конденсации водяного пара атмосферы. Значит, в ключах не метеорная вода и не конденсационная (пары атмосферы). Образно говоря, можно сказать, что сверху отсутствует всякое поступление влаги.
Но вернемся к дебатам немецких гидрогеологов. Еще в 1881 г. немецкий ученый Ганн доказал, что в грунтах не существует конденсации атмосферных паров, и выступил против конденсационной теории Фольгера (Gaea. 1881. Bd. 17. S. 330—336).
Ганн выдвинул следующие возражения:
" Прощу прощения за то, что привожу в качестве примеров очень старые материалы полевых и лабораторных исследований. Обусловлено это тем, что и последнее время этими вопросами ученые перестали заниматься.
\010\
*1) В атмосфере нет такого количества водяных паров, которое могло бы обеспечить питание грунтовых вод в количестве около 200 мм в год согласно норме, обычно принимаемой последователями инфильтрационной теории.
2) В тропических странах, по теории Фольгера, невозможно было бы образование грунтовых вод, потому что там отсутствует слой земли с достаточно низкой температурой.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 254; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!