эрг/сек [122]
Современные значения скорости генерации в мантии радиогенной и приливной энергий соответственно равны 0,34 х 10
эрг/сек и 0,02 х 10
Эрг/сек. Тогда по условию энергетического баланса находим, что генерация гравитационного дифференциала Земли, в пересчете на тепло, приблизительно равная 2,76х10
эрг/сек.
Гравитационная энергия, выделяемая на поверхности земного ядра, приблизительно в 50 раз превышает возможную энергию остывания ядра и намного больше энергии магнитного поля.
Суммарный поток солнечной энергии на земную поверхность около 1,75 10
эрг/сек приблизительно в 4000 раз превосходит величину глубинного потока самой Земли (4,3 х 10
эрг/сек).
Тектоническая активность – возникновение в мантии крупномасштабных конвективных движений. В результате перемещения литосферных плит возникает комплекс геологических процессов и явлений, и мы связываем с этим понятие тектонической активности Земли, например, землетрясения вулканическая деятельность, горообразование и др. Средняя скорость любых динамических (тектонических) процессов в недрах Земли относительных перемещений литосферных плит 4,5 – 5 см в год
Наиболее естественной мерой тектонической активности Земли является идущий из мантии глубинный тепловой поток, суммарное значение которого достигает 3,39 х 10
эрг/сек.
Общая энергия вращения современной Земли, как известно, приблизительно равна 2,1?10
эрг. [122]. Таким образом, кроме лунных приливов, всеми остальными факторами экзогенного воздействия на тектоническую активность Земли можно пренебрегать. Лунные же приливы, вносили заметный вклад в общий разогрев Земли только в катархее (т.е. ещё на догеологическом этапе её истории) и в раннем архее, послужив тем самым как бы спусковым механизмом, запустившим тектоническое развитие Земли. В остальное же время вклад лунных приливов в тектонику нашей планеты оставался достаточно скромным. Следовательно, тектоническая активность Земли начиная со времени 3,8 млрд лет назад, практически всегда питалась только эндогенной энергией.
Верхние слои геосферы Земли – её атмосфера, гидросфера, земная кора и даже литосфера находятся в постоянном массообмене друг с другом. При этом не следует забывать, что эти внешние геосферы сформировались на Земле только благодаря действию эндогенных процессов дегазации и дифференциации земных недр. Однако существование на Земле жидкой фазы воды, комфортных климатических условий, высокоорганизованной жизни, развитие процессов выветривания горных пород, седиментогенеза, образования горючих и других экзогенных полезных ископаемых связаны исключительно с солнечным излучением. Однако если учесть, что энергия любых динамических (тектонических) процессов в недрах Земли в конце концов переходит в тепло, то наиболее естественной мерой тектонической активности Земли все-таки является идущий из мантии глубинный тепловой поток, суммарное значение которого сегодня достигает значений 3,39?10
эрг/с [122].
Способы определения энергии и мощности сейсмических волн
В результате проведенных выше сравнений и исследований было выявлено главное: в древних пирамидах использовали сейсмические волны и связанными с ними гравитационные волны и магнитное поле. При этом исследователи часто пишут, о том, что энергия сейсмических волн безгранична и неиссякаемая. В предыдущей главе о ВИЭ – возобновляемых источниках энергии указаны мизерные значения средней по поверхности сейсмической энергии. Теперь самое время найти реальные значения местной сейсмической энергии. При этом, следует учесть, что через тектонические разломы проходит 95% всей энергии.
Начиная с раннего протерозоя скорость движения литосферных плит последовательно снижалась с 50 см/год до её современного значения около 5 см/год. Снижение средней скорости движения плит будет происходить и далее, вплоть до того момента, когда благодаря увеличению мощности океанических плит и их трению друг о друга оно вообще не прекратится. Но произойдёт это, по-видимому, только через 1—1,5 млрд лет.
Мощность, достигающая верхнего слоя атмосферы Земли, в расчёте на один квадратный метр поверхности, обращённый к Солнцу, в дневное время составляет около 1370 Вт в секунду, а в среднем по всей планете равно четвертой части этой величины. Около 30% солнечного света, достигающего верхних слоёв атмосферы, отражается обратно в космос.
Приблизительно на две трети эта отражательная способность обусловлена облаками и мелкими частицами в атмосфере, известными как «аэрозоли». Светлые цветные участки Земли – в основном снег, лед и пустыни – отражают остальную треть солнечного света. Наиболее существенное изменение обусловленной аэрозолями отражательной способности имеет место, когда в результате извержений вулканов высоко в атмосферу выбрасываются различные материалы.
Дождь, как правило, вычищает аэрозоли из атмосферы за одну-две недели, но, когда в результате интенсивного извержения вулкана разные вещества выбрасываются выше самых высоких облаков, эти аэрозоли, как правило, влияют на климат в течение одного года или двух лет, и лишь потом выпадают в тропосферу и переносятся на поверхность с осадками. Поэтому сильные извержения вулканов могут вызывать падение средней глобальной температуры поверхности приблизительно на полградуса Цельсия, что может продолжаться месяцами и даже годами. Некоторые искусственные аэрозоли также существенно отражают солнечный свет.
Мощность, которая не отражается обратно в космос, поглощается поверхностью Земли и атмосферой. Это количество составляет около 240 ватт на квадратный метр.
Тектоническая активность в Египте и характеристика реки Нил
Рассмотрим тектоническую активность в Египте и представим характеристику реки Нил, вокруг которой сосредоточены все пирамиды Египта.
Нил пересекает Египет по всей длине, и нет такого места, которое было бы удалено от Нила более, чем на 300 км [116]. Дельта Нила считается частью пассивного переднего края Африканской плиты вдоль юго-восточного средиземноморского побережья. Сейсмическая зона почти совпадает с современной средиземноморской прибрежной зоной, отделяющей нестабильный шельф от бассейновой области. Египет с территорией около 1 млн. км
находится в СВ углу Африки. Африканский континент считается стабильным районом, за исключением Восточно-Африканского рифта, который разветвляется в северной части Эфиопии к Красному морю и рифтам Аденского залива. В восточной части Египта рифты Красного моря разветвляются к Суэцкому заливу и заливу Акаба. В средиземноморском районе Африканская плита сталкивается с Евразийской плитой. Отсюда вытекает, что основные сбросы и поверхностные контуры, как правило, развиты по трем направлением: красноморское (сз – юв), направление залива Акаба (ссв – ююз) и средиземноморское направление (в-з).
На карте на рис. 44 будут показаны тектонические разломы в Египте. Река Нил поставляет около 97% годовых возобновляемых водных ресурсов в Египте. Среднее естественное течение Нила, достигающее района Асуан, составляет 84,0 км
/год. Из этого числа, в соответствии с Нильским Водным Соглашением (1959), для Египта выделяется доля в 55,5 млрд. м
/год. Подземные воды содержатся в глубоких водоносных горизонтах и являются не возобновляемыми водными ресурсами. Кроме того, в число альтернативных ресурсов входят сельскохозяйственное повторное дренирование воды, опреснение морской воды, повторное использование муниципальных сточных вод, сбор дождевой воды и опреснение солоноватых вод. Разработка подземных вод, которая оценивается в размере 1,65 млн. м
/год, в основном сосредоточена в оазисе Западной пустыни. Объём повторного использования муниципальных сточных вод в настоящее время составляет порядка 2.9 млн. м
/год, в то время как сельскохозяйственное повторное дренирование по прогнозам составляет около 9,7 млрд. м
/год в долине и дельте Нила.
Подземные воды в Нильском водоносном горизонте и окраинах пустыни не являются ресурсами сами по себе, а пополняются из Нила посредством просачивания из каналов и глубокого просачивания из ирригационных систем. Годовой забор подземных вод из водоносного горизонта дельты и окраин Нила составляет около 4.6 млрд. м
. Еще 0,5 млрд. м
добывается из пустынных водоносных горизонтов и прибрежных районов. Ожидается, что забор подземных вод значительно возрастет до 11,4 млрд. м
.
Основные водоносные горизонты Египта – Нильский водоносный горизонт, относящийся к четвертичному и позднему третичному периодам, занимает пойму Нила и окраины пустыни; 2) Нубийский водоносный горизонт, относящийся к палеозойскому и мезозойскому периодам, занимает большую площадь Западной пустыни, а также частично Восточную пустыню и Синайский полуостров; 3) Могхрийский водоносный горизонт, относящийся к нижнему миоцену занимает в основном западный край дельты; 4) Прибрежный водоносный горизонт, относящийся к четвертичному и позднему третичному периодам, занимает северо-западное и восточное побережье; 5) Карбонатный водоносный горизонт, относящийся к эоцену и верхнему меловому периоду, преобладает в основном в северных и средних частях Западной пустыни; 6) Водоносный горизонт трещинных и выветренных твёрдых пород, относящийся к докембрийскому периоду, преобладает в Восточной пустыне и Синайском полуострове, является возобновляемым, лежит в основе дельты Нила и характеризуется высокой производительностью и малой глубиной залегания грунтовых вод, позволяя добывать большие количества воды (100 м3 /час) при низкой стоимости откачки воды.
Водоносный горизонт дельты Нила является одной из самых ранних известных дельт в мире. Термин «дельта» был впервые предложен греческим историком Геродотом около 450 г. до н.э. при описании аллювиальных отложений в устье реки Нил. Дельта Нила не только самая древняя известная дельта, но также самый большой и важный осадочный комплекс в Средиземноморском бассейне.
Кроме того, это единственное место в Египте, благоприятное для накопления и сохранения отложений четвертичного возраста.
Средний уровень осадков в дельте очень низок и варьируется от 25 мм/год-1 на юге и в центральной части дельты до 200 мм/год-1 на севере. Другим значительным фактором, оказывающим влияние на пополнение главного водоносного горизонта, является уровень воды в оросительных каналах. Также уровень воды является важным фактором при моделировании подземных вод, так как он влияет на взаимодействие поверхностных и грунтовых вод. Обзор научной литературы показывает, что в большинстве исследований на моделях было представлено среднее значение уровня воды в каналах.
С другой стороны, уровень воды в каналах меняется от месяца к месяцу, а также в разных секторах канала, что следует принимать во внимание для более точного представления взаимодействия между водоносным горизонтом и поверхностными водами в дельте.
Существуют серьёзные экологические проблемы в бассейне реки Нил и её подземных водных ресурсах. В последние годы появились научные доказательства изменения климата и обусловленного экономическим развитием воздействия на окружающую среду в глобальном масштабе, а также на территории Египта. Некоторые последствия не слишком заметны, такие как снижение уровня воды в реке Нил, другие же намного более заметны, например, засоление всей прибрежной земли дельты Нила – сельскохозяйственного центра Египта. Эти последствия стали печальной действительностью, вызванной многими связанными между собой проблемами надзора за подземными водами. При изучении климатических изменений также выделяют влияние подъёма уровня Мирового океана на увеличившееся вторжение морской воды. В дельте Нила экстенсивный забор подземных вод также является значительным фактором, увеличивающим вторжение морской воды. В водозаборных скважинах, которые раньше были за пределами зон засоления, впоследствии происходит образование водяного конуса солёной или солоноватой воды. В действительности, это считается самой серьезной причиной вторжения морской воды в развивающихся странах. Литология водоносного горизонта дельты Нила четвертичного возраста была изучена многими авторами, такими как Аттия, Риццини, Саид [51].
Расчеты энергии и мощности землетрясений в Мексике и
Калифорнии
При расчете для Мексики будем исходить из ширины тектонического разлома в В
=50 км. Ранее было отмечено другими авторами, что через тектонический разлом проходит 95% всей энергии, поэтому этот коэффициент Кс = 0,95 будет далее учтен. Величину энергии по магнитуде находим из графика на рис. 69. Длину разлома для Сан-Андреас составляет 1280 км, тогда её площадь равна 50 ? 1280 = 6,4 ? 10
км
или 6,4 ?10
м