Современная геодинамика и гелиогеодинамика. Природные катастрофы и организация превентивных мероприятий при чрезвычайных ситуациях. Задонина Н.В - 74 стр.

UptoLike

Рубрика: 

62
Если допустить, что над всей терри-
торией распространения мерзлых толщ в
северной Евразии 13
10
6
км
2
установились
одинаково благоприятные условия для тая-
нья льда, то при затратах энергии 4,14
10
5
Дж получаем слой талой воды толщиной 8
10
-10
мм (это одно крайнее значение для по-
строения шкалы потенциальной энергии
криолитосферы).
Для получения второго крайнего зна-
чения допустим самое невероятное - мерз-
лота вытаяла полностью! Приведем неко-
торые объемные характеристики криолито-
сферы северной Евразии: общий объем W
FR
вечно мерзлых пород составляет 1310
6
км
2
0,4 - 0,65 км 5,2
10
18
- 8,4
10
18
дм
3
;
масса льда в этом объеме мерзлых пород
соответствует 5,210
18
- 8,410
18
дм
3
0,12
- 0,4 1,0 кг =1 - 3,410
18
кг. Отсюда по-
требное количество энергии для полного
уничтожения мерзлоты E
FR
= 4,14
10
23
-
1,4110
24
Дж (это вторая крайняя позиция
для построения шкалы).
Теперь найдем значения внутри чи-
слового ряда. Известно, что за сезон обычно
оттаивает слой толщиной от 0,2 до 5 м.
Объем и масса слоя толщиной 0,2 м соста-
вит 1,3
10
15
дм
3
и 1,3
• 10
15
кг. Тогда коли-
чество тепловой энергии, которая будет по-
трачена на выполнение этой «работы» при
сохранении идеальности всех прочих усло-
вий, E
FR
= 5,410
20
Дж.
Объем и масса слоя толщиной 5 м
6,510
16
дм
3
и 6,5
• 10
16
кг, а потребное ко-
личество энергии составит E
FR
= 2,710
22
Дж.
Простые подсчеты показывают, что
изменение массы вытаивающей мерзлоты на
один порядок приводит к изменению по-
требного количества энергии тоже на один
порядок: W
FR
10
n
кг E
FR
10
m
Дж = 10
0
-10
5
; 10
1
-10
6
; 10
2
-10
7
; 10
3
-10
8
…. -
10
18
-10
24
(знак «-» указывает на то, что
энергия поглощается).
Заметим, что суммарная площадь
распространения мерзлоты в северном по-
лушарии составляет ~ 20
10
6
км
2
; суммар-
ная масса ~ 1-5,2
10
18
кг. Для полного
уничтожения мерзлоты требуется ~ 4,1
10
23
– 2,210
24
Дж тепловой энергии. При этом
Земля ежегодно получает от Солнца 10
24
-
10
26
Дж энергии, вариации которой зависят
от периодов солнечной активности. Таким
образом, для полного уничтожения мерзло-
ты необходимо израсходовать почти все го-
довое поступление солнечной энергии к
Земле. Это не реально, поэтому вечно мерз-
лые толщи горных пород будут существо-
вать всегда, увеличиваясь или уменьшаясь в
размерах в зависимости от обстоятельств.
Но это не мешает нам попытаться построить
шкалу потенциальной энергии криолито-
сферы (см. вкладыш). Однако заметим, что
поглощаемая тепловая энергия несмотря на
достаточно большое ее числовое значение
рассредоточена на обширных (10
6
км
2
) тер-
риториях и по времени. Шкала составлена
только в первом приближении и, безуслов-
но, нуждается в уточнении и корректировке.
Подводя итог, отметим, что авторы в
этой главе рассматривали те природные
опасности и необычные природные явления,
которые отмечались в исторических хрони-
ках и которые могут быть оценены энерге-
тически. Знакомство с сущностью этих
опасностей позволит далее анализировать не
бездушные слова и цифры, а со знанием де-
ла проследить ход возникновения экстре-
мальных ситуаций во времени и выявить
статистические закономерности их повто-
ряемости.
        Если допустить, что над всей терри-         ≈ -105; 101 ≈ -106; 102 ≈ -107; 103 ≈ -108 …. -
торией распространения мерзлых толщ в               1018 ≈ -1024 (знак «-» указывает на то, что
северной Евразии 13 • 106 км2 установились          энергия поглощается).
одинаково благоприятные условия для тая-                    Заметим, что суммарная площадь
нья льда, то при затратах энергии 4,14 • 105        распространения мерзлоты в северном по-
Дж получаем слой талой воды толщиной 8 •            лушарии составляет ~ 20 • 106 км2; суммар-
10-10 мм (это одно крайнее значение для по-         ная масса ~ 1-5,2 • 1018 кг. Для полного
строения шкалы потенциальной энергии                уничтожения мерзлоты требуется ~ 4,1 • 1023
криолитосферы).                                     – 2,2 • 1024 Дж тепловой энергии. При этом
        Для получения второго крайнего зна-         Земля ежегодно получает от Солнца 1024-
чения допустим самое невероятное - мерз-            1026 Дж энергии, вариации которой зависят
лота вытаяла полностью! Приведем неко-              от периодов солнечной активности. Таким
торые объемные характеристики криолито-             образом, для полного уничтожения мерзло-
сферы северной Евразии: общий объем WFR             ты необходимо израсходовать почти все го-
вечно мерзлых пород составляет 13 • 106 км2         довое поступление солнечной энергии к
                            18           18    3
• 0,4 - 0,65 км ≈ 5,2 • 10 - 8,4 • 10 дм ;          Земле. Это не реально, поэтому вечно мерз-
масса льда в этом объеме мерзлых пород              лые толщи горных пород будут существо-
соответствует 5,2 • 1018 - 8,4 • 1018 дм3 • 0,12    вать всегда, увеличиваясь или уменьшаясь в
- 0,4 • 1,0 кг =1 - 3,4 • 1018 кг. Отсюда по-       размерах в зависимости от обстоятельств.
требное количество энергии для полного              Но это не мешает нам попытаться построить
уничтожения мерзлоты EFR = 4,14 • 1023 -            шкалу потенциальной энергии криолито-
1,41 • 1024 Дж (это вторая крайняя позиция          сферы (см. вкладыш). Однако заметим, что
для построения шкалы).                              поглощаемая тепловая энергия несмотря на
        Теперь найдем значения внутри чи-           достаточно большое ее числовое значение
слового ряда. Известно, что за сезон обычно         рассредоточена на обширных (106 км2) тер-
оттаивает слой толщиной от 0,2 до 5 м.              риториях и по времени. Шкала составлена
Объем и масса слоя толщиной 0,2 м соста-            только в первом приближении и, безуслов-
вит 1,3 • 1015 дм3 и 1,3 • 1015кг. Тогда коли-      но, нуждается в уточнении и корректировке.
чество тепловой энергии, которая будет по-
трачена на выполнение этой «работы» при                   Подводя итог, отметим, что авторы в
сохранении идеальности всех прочих усло-            этой главе рассматривали те природные
вий, EFR = 5,4 • 1020 Дж.                           опасности и необычные природные явления,
        Объем и масса слоя толщиной 5 м ≈           которые отмечались в исторических хрони-
6,5 • 1016 дм3 и 6,5 • 1016кг, а потребное ко-      ках и которые могут быть оценены энерге-
личество энергии составит EFR = 2,7 • 1022          тически. Знакомство с сущностью этих
Дж.                                                 опасностей позволит далее анализировать не
        Простые подсчеты показывают, что            бездушные слова и цифры, а со знанием де-
изменение массы вытаивающей мерзлоты на             ла проследить ход возникновения экстре-
один порядок приводит к изменению по-               мальных ситуаций во времени и выявить
требного количества энергии тоже на один            статистические закономерности их повто-
порядок: WFR • 10n кг ≈ EFR • 10m Дж = 100          ряемости.




                                                   62