Приливы и отливы
Океан постоянно двигается, и это выражается не только в виде волн, но и в изменении уровня воды. Каждый из нас наблюдал на пляже картину: буквально час назад вода была далеко, а сейчас подобралась так близко, что грозит смыть шлёпанцы.
Изменения уровня воды называются прилив и отлив. Когда вода прибывает – это прилив, а когда убывает – отлив. Здесь стоит пояснить небольшой момент: в русском языке «прилив» и «отлив» это и глагол, и существительное. Мы подразумеваем под словом «прилив» процесс прибытия воды.
В английском языке прилив это «high tide», которое соответствует русскому существительному, т.е. максимальная вода или высокий прилив. Отлив, соответственно, «low tide», т.е. минимальная вода. Этими терминами – минимальная и максимальная вода – в этой статье мы будем обозначать точку, когда пришло или ушло максимальное в этот день количество воды. Под словами прилив или отлив без добавления прилагательных, мы будем подразумевать глаголы, которые обозначают движение воды.
Физика приливов и отливов
Воду на Земле за счёт гравитационных сил притягивают к себе Солнце и Луна. Солнце от нашей планеты далеко, и оно сильно превосходит её в размерах, поэтому гравитация действует на весь земной шар, заставляя Землю вращаться по орбите. Вода пластичная и поэтому она немного перетягивается в сторону Солнца. Луна меньше по размеру, но значительно ближе, а значит, гравитационное воздействие от неё сильнее, но больше локализовано в секторе Земли, наиболее близкой к спутнику.
Приливные силы Луны действуют на Землю так: условно Земля покрыта равномерным слоем воды, и поскольку вода подвижна, она вытягивается в сторону Луны за счёт силы гравитации. Вода образует вытянутую каплю. Земля вращается вокруг своей оси, а капля остается вытянутой в сторону луны, поэтому мы видим изменение уровня воды. Можно предположить, что за 24 часа – полный оборот Земли вокруг оси – мы должны наблюдать один прилив и один отлив.
Однако, по наблюдениям в сутках два полных прилива и два полных отлива. Чтобы понять, откуда взялся второй, нам нужно вспомнить, что Луна не просто вращается вокруг Земли. На самом деле система Земля-Луна вращаются вокруг общего центра масс, он находится в Земле, но не по центру, поэтому при вращении в этой системе Земля совершает колебания. Вода по инерции устремляется в противоположном от Луны направлении и вытягивает условную “каплю” океана в вытянуый блинчик. Так мы получаем два полных прилива и два полных отлива.
Так как Луна делает полный оборот вокруг Земли за 28 дней, каждые сутки она проходит 1/28 пути, перетягивая за собой и точку максимального прилива. Каждый день он смещается по времени примерно на 50 минут вперёд.
Почему приливы различаются по высоте
Если мы посмотрим на график уровня воды за месяц, то увидим, что максимальная и винимальная вода то сильно отличаются, то слабо колеблются вокруг среднего значения. Это происходит в зависимости от изменения фазы Луны: в новолуние и полнолуние Луна и Солнце встают в одну линию, и сила их притяжения складывается. В периоды, когда оси Земля-Луна и Земля-Солнце перпендикулярны, то они наоборот тянут в разные стороны. В итоге значения уровня воды усредняются.
Все приведённые данные были бы актуальны, если бы Земля была покрыта слоем воды равномерно. По факту строение морского дна, острова и континенты оказывают влияние на траекторию движения воды. Поэтому где-то на Земле приливы и отливы почти не отличаются по высоте, а в других местах разница будет очень заметной. Когда приливной бугор встречает на своём пути длинную береговую линию континента, то воде некуда идти вперёд. Задние ряды воды уже напирают, как толпа людей в автобусе, и получается, что высота прилива увеличивается.
Приливы, отливы и сёрфинг
Почему сёрфера волнуют приливы и отливы? Дело в том, что разница в уровне воды оказывает влияние на волны, так как для их образования нужна определённая глубина. В отлив воды мало, поэтому волна может быть резкой и закрываться по всей длине. А в прилив может быть такое, что волна будет слишком «жирной», и будет сложнее разгрестись. А бывает наоборот, что какие-то споты работают только в полный отлив или только в прилив.
Поэтому сёрферам нужно понимать работу конкретного спота: как дует здесь ветер, конфигурацию дна и какие особенности у приливов и отливов. По сути, в сёрфинге распорядок дня определяют природные данные: на какой воде работает именно этот спот, и какое у неё «расписание».
Чтобы стать хорошим сёрфером нужно разбираться во многих вещах, особенно важно понимать, как устроены природные явления. От этого зависит твой прогресс и безопасность. Поэтому на наших курсах и в сёрф-трипах мы уделяем время не только практике, но и теории.
Приливы и отливы
В древности мореплаватели ежедневно наблюдали повышение и понижение уровня воды, но не имели представления о природе этих процессов. Считалось, что таким образом дышит живая планета. На протяжении многих столетий ученые разгадывали загадку циклических изменений уровня воды в Мировом океане. Но лишь в 20 веке океанологи выяснили, что приливы и отливы на Земле – следствие гравитационного влияния Луны.
Что такое прилив и отлив
Прилив и отлив – изменение уровня воды в Мировом океане, вызванное влиянием на планету Луны и Солнца.
Механизм приливно-отливного процесса следующий:
- Вода постепенно поднимается, достигает пикового значения, называемого «полной водой».
- Уровень держится некоторое время, затем начинает опускаться.
- Опускание длится около 6 часов. Минимальный уровень называется «малой водой».
Средняя продолжительность цикла – 12-13 часов. Из-за вращения Земли процесс имеет определенную периодичность, отмечается 2 раза в сутки. Вертикальный промежуток между уровнями «полной» и «малой воды» – это приливная амплитуда.
Явление имеет не только суточную, но и месячную цикличность. Положение «полной» и «малой» точки изо дня в день меняется, находится в зависимости от фаз Луны – полнолуния и новолуния. Поэтому частота максимальной приливной амплитуды составляет 2 раза в месяц, минимальной – такая же.
Также высота прилива определятся особенностями рельефа берегов. Если участок суши воронкообразной формы, то при движении приливной волны берег сжимается. В итоге уровень воды становится выше, чем на соседних участках суши, имеющих другую форму. Так, из мест самых высоких приливов следует назвать:
- североамериканский залив Фанди (отметки воды – до 19 м).
- заливы Бретани в Европе (приливные волны до 14 м).
Что вызывает приливы и отливы
Главные причины образования приливов и отливов:
- гравитационное воздействие Луны (в большей степени);
- воздействие Солнца (в меньшей степени).
Воздействие Луны
Земля и Луна пребывают в непрерывной связи согласно закону всемирного тяготения. Планета притягивает спутник, но и Луна влияет на планету. Благодаря такой связи, сохраняется определенное расстояние между орбитами космических объектов. Земля и Луна при движении то приближаются друг к другу, то отдаляются.
Когда спутник приближается к планете, планетарная кора изгибается в сторону объекта притяжения. Из-за этого воды Мирового океана смещаются, поднимаются над планетарной поверхностью. Но куда уходит вода во время отлива, когда Луна отдаляется? Водная масса не исчезает, она возвращается в исходное положение. То есть на планете вода постоянно перемещается с места на место.
Влияние Луны на гидросферу Земли
Причем приливы в аналогичное время происходят и на противоположной к Луне стороне Земли. Но если в первом случае вспучивание земной коры и подъем воды обусловлены прямым притяжением спутника, то на противоположной стороне явление вызвано снижением притяжения. То есть земная кора оседает, и освободившееся пространство заполняется водой.
Поскольку оборот Луны вокруг планеты чуть больше 24 часов, то каждые следующие сутки время наступления прилива и отлива сдвигается на 50 минут. То есть волна, движущаяся со скоростью 1600 км/ч, «догоняет» спутник, за планетарные сутки переместившийся на 13°.
В астрономии считается, что приливные волны влияют на скорость движения Земли. Они создают течения, а те движутся, испытывая сопротивление земной коры. В результате планета постепенно замедляется. Несколько миллиардов лет назад земные сутки длились 22 часа. В далеком будущем Земля замедлится настолько, что ее сутки синхронизируются с лунными, и тогда приливно-отливные явления исчезнут.
Воздействие Солнца
Гравитационное воздействие Солнца на Землю не так выражено, как лунное. Звезда как притягивающий объект гораздо крупнее Луны, но находится на значительном расстоянии от планеты. Поэтому солнечная приливная амплитуда меньше в 2 раза, чем лунная.
При полнолунии и новолунии три космических тела (Солнце, Луна, Земля) выстраиваются в линию. В результате солнечная амплитуда накладывается на лунную, отмечаются максимальные колебания воды – сизигийные.
Минимальный по силе прилив наблюдается при действии сил Луны и Солнца под прямым углом друг к другу. Он носит название квадратурный.
Разновидности
По длительности цикла приливы и отливы бывают следующих видов:
- Полусуточные (Атлантический океан, моря Северного Ледовитого океана). В сутки отмечаются по 2 прилива и отлива. Чередующиеся амплитуды почти не различаются, представляются синусоидальной кривой.
- Суточные (Тихий океан). Фиксируются редко. В сутки по 1 приливу и отливу. Если Луна находится на линии экватора, то вода стоит. Если спутник незначительно склоняется, то в экваториальной зоне наблюдаются небольшие приливы. Если склонение значительное, то отмечаются сильные подъемы воды в тропических областях.
- Смешанные (Тихий океан). По высоте фиксируются суточные или полусуточные явления с искаженной конфигурацией. То есть за половину суток уровень воды изменяется в соответствии с полусуточными приливами, а за сутки – с суточными. Процесс определяется склонением Луны в конкретный временной промежуток.
- Аномальные (Белое море, Английский канал). Вода поднимается и спадает, не соответствуя ни одному из вышеуказанных типов цикла. Такие явления связаны с мелководными участками, влияют на состояние речных устий, где приливы короче отливов.
Как человек использует приливы и отливы
Приливно-отливный процесс обладает огромной силой, но эффективному использованию ее на данном этапе пока не научились. Гидроэлектростанции, работающие на энергии морских приливов, начали сооружать еще в 50 годы 20 века. Но они технически несовершенны, их производительность неудовлетворительная. Поэтому сегодня приливная энергетика не распространена в мире.
Принцип работы приливной электростанции
Существует связь между судоходными реками и приливами. Во время морского прилива суда получают возможность зайти в реку на многие километры против течения, добраться до портового пункта. График движения судов капитаны сопоставляют с таблицами, в которых отмечено, когда будет подъем и спад воды.
В завершение следует отметить влияние колебаний океанической воды на живую природу. Особенно зависимы от процесса мелкие организмы прибрежной зоны. Их цикл жизни зависит от спада и подъема воды. Во время приливов и отливов представители фауны ищут пищу, перебираются на новое место обитания. Но даже глубоководные организмы чувствительны к колебаниям воды: с приливным циклом у них связаны изменения метаболизма и половой активности.
Самые сильные приливы и отливы
Прилив возникает в зоне океана, наиболее близкой к Луне, а также симметрично на противоположной стороне земного шара из-за действия центробежной силы, порождаемой совместным вращением Земли и Луны. Наиболее интенсивные приливы и отливы наблюдаются в глубоких океанических заливах, таких как бухта Фанди в Канаде, где перепад уровня между высокой водой и малой водой может достигать 20 м.
УЧЕНЫЕ СКРЫВАЛИ ОТ НАС! Луна создает приливы потому что…
Я довольно часто вижу, как в фильмах, книгах, в жизни и в интернете или еще где-нибудь, ошибочно объясняют явление приливов и отливов.
Очень часто это объяснение состоит в следующем – Луна и Солнце мол обладают гравитацией и притягивают воду к себе, а Земля крутится и поэтому появляются приливы и отливы. Люди, услышав это объяснение настолько верят ему, что не задумываются даже, насколько оно некорректно.
Из-за этого мы можем прочесть массу споров и обсуждений фейлов фильма Интерстеллар, о том, как там все антинаучно, но при этом не замечать самого очевидного. Вот этого.
Прежде чем объяснить, почему такие гигантские волны невозможны, и почему такая модель приливов (когда массивное тело притягивает воду к себе и поэтому там есть приливы) не полная и что в ней неправильно, я хочу для начала задать вам несколько интересных, на мой взгляд, вопросов.
Первое. Почему приливы есть в основном в океанах и всех связанных с ним водоемов, а в замкнутых водных системах, таких, как горные озера, или ваша ванна, или стакан воды – приливов при этом нет. То есть почему, сидя на берегу моря в момент прилива, вино в бокале в вашей руке не поднимается и не ползет вам в рот? Луна же тоже должна ее притягивать, разве нет?
Второе. Почему, если Луна и Солнце притягивает вас к себе, вы, как и поверхность Земли, не притягиваетесь на туже высоту? Почему стрелка весов не будет показывать меньший результат в момент приливов, и больший в момент отливов? Что ж выходит, гравитация притягивает только воду? При чем почему-то только в океане.
Третье. Как объяснить, что на обратной от Луны точке Земли тоже в этот момент прилив, если прилив появляется в результате притяжения воды к Луне? Ведь на той стороне нет гравитации Луны, более того там она самая слабая. Почему приливов и отливов в день по два, если Луна за день делает один оборот относительно одной точки на Земле?
Четвертое. Почему в разных точках Земли, высота приливов и отливов разная?
Если вы не нашли нормальных объяснений этим вопросам, то скорее всего вы неправильно объясняли себе все это время то, как работают эти самые приливы и отливы, и этот пост для вас. Давайте попробуем разобраться с вами, что же не так.
Часто для объяснения приливов и отливов рисуют такую вот картинку.
И все в ней вроде бы норм и понятно. Вот Луна тянет что-то синее на себя. И если не вдаваться в подробности, можно принять эту картинку за нормальное объяснение явления. Проблема в том, что в реальности причина приливов на картинке не раскрыта.
Не поймите меня неправильно. Сам факт того, что приливы и отливы появляются в результате гравитационного воздействия Луны и других астрономических тел, абсолютно верен. Это действительно происходит из-за них. Неверно само объяснение явления, которое порождает неверное масштабирование объяснения на другие объекты, и как результат, ведет к эпикфейлам, как это есть в Интерстелларе. Неверным является не это.
Неверно считать, что Луна притягивает воду в зонах приливов.
Приливы возникают не потому что Луна притягивает воду в ближайшей к себе точке на Земле. Нет. Приливы и отливы возникают потому, что Луна делает с океанами вот это.
Если вы не догадались, что происходит на гифке, то возможно вам станет понятнее дальше.
Давайте подробнее попробуем разъяснить, что происходит с океанами, что у них присутствуют приливы, а в бокале вина нет.
Для начала небольшое отступление от темы.
Существует масса причин, почему в различных водоемах могут присутствовать течения, и как следствия есть волны. Я не буду объяснять все явления, связанные с волнением и течениями, которые могли повлиять на уровень воды в водоеме.
Кроме всего существует масса моделей, объясняющих изменение уровня воды в водоемах при различных условиях. Те же цунами возникают из-за подводных землетрясений, например, а в вашей ванне вода трясется, потому что вы ели гороховый суп. Я не буду рассматривать все эти явления в этом посте.
В данном посте я коснусь только приливов и отливов, создаваемых гравитацией Луны. Солнце и другие астрономические объекты и их воздействие я буду игнорировать. Не буду учитывать и скорость вращения Земли. Они все тоже очень влияют на формирование течений и приливов, но для упрощения, я не хочу углубляться в эти детали. Даже без них, объяснив процесс на основе влияния Луны, можно изменить свое отношение к воде.
Итак, в чем же объяснение приливов?
Давайте для начала примем за факт – Луна действительно притягивает к себе все объекты на планете Земля.
Находясь под Луной на поверхности Земли (на уровне моря со стороны обращенной к Луне), на объект действительно действует ускорение равное, исходя из формулы «гравит. постоянная * масса луны / (расстояние от Луны в квадрате)» (барабанная дробь):
6.67*10^-11 * 7.36*10^22/16*10^16 = 3*10^-5 м/с^2
Для сравнения, притяжение Земли 9,8 м/с^2. То есть притяжение Луны на самый близкий к ней объект на поверхности Земли уменьшает вес этого объекта примерно на… 0.000003%.
Для того, чтобы понять, насколько это мало, давайте посчитаем, насколько среднестатистический человек весом 80 кг легчает под Луной. Умножаем 80 на процент и получаем — вес изменится на 240 миллиграмм. Не самый лучший способ похудеть.
Теперь понятно, почему на нас так слабо действует Луна, и мы не начинаем парить в небесах в полнолуние. По этой же причине МКС не утягивается Луной каждый раз, когда Луна проходит над ней.
Ну и как вы понимаете, такая сила неспособна сместить воду настолько, чтобы создать даже самую незначительную волну. Но некоторые приливы достигают 10 метров в высоту.
Тогда как же появляются приливы?
Для этого нужно посмотреть на то, как Луна и ее притяжение влияет не на ближайшую к себе точку, а на те объекты, что находятся вот тут в точках А и B:
Луна перемещает все объекты из этих точек к себе под определенным углом. Сама же Земля под воздействием Луны смещается к ней напрямую. Вот эта вот разница в векторах силы и «сдавливает» океаны с боков. То есть будь Земля плоской, такого эффекта мы бы не заметили. Но из-за формы Земли, Луна деформирует жидкость в ее океанах по меридиану от себя.
Не смотря на то, что сила воздействия Луны на поверхность Земли и объекты на ней небольшая, как я говорил ранее, воздействие это все таки присутствует. На каждую точку на поверхности нашей планеты гравитационное воздействие Луны действует под разным углом (потому что планета у нас достаточно большая).
При этом Земля под действием гравитации Луны смещается к ней. Из-за этого смещения, та часть вектора силы, что создается Луной по горизонтали будет скомпенсирована смещением Земли, а вот вертикальная составляющая останется нескомпенсированной и создаст дополнительную силу на объекты.
Собственно эта нескомпенсированная вертикальная составляющая и создает давление на воду в океанах, и как следствие отливы.
Если нарисовать векторы сил, которые создает Луна своей гравитацией на воду, то мы увидим примерно такую картинку:
То есть Луна не притягивает воду на Земле, создавая приливы.
В реальности Луна деформирует воду на Земле, создавая отливы, и как следствие создавая приливы. То есть как я уже показал на гифке – Луна как бы сдавливает стаканчик воды под названием Земля с двух сторон, поднимая тем самым уровень воды.
Именно поэтому, Луна так сильно влияет именно на океаны, а не на другие водоемы. В океанах очень много воды. Примерно, как в дипломе любого студента.
А так как вода почти не сжимается, то вода океанов в зоне отливов, смещаясь вбок накапливается в зонах приливов, достигая предела, когда силы, влияющие на разваливание «холмика» воды, компенсируются силами, которые появляются подталкиванием с боков воды к «холмикам» приливов.
По сути вода начинает толкаться, собираясь в одном месте на несанкционированный митинг в честь Луны. Давайте попросим наших ассистентов зомби показать этот эффект. Выходит что то типа такого.
Как вы понимаете, поэтому вода не может подняться выше, чем это позволяет ему давление со стороны отливов и гравитация Земли. Потому что приливы создаются не притяжением к Луне в ближайшей к ней точке, они создаются деформацией гидросферы Земли от притяжения Луны.
С воздухом такой фокус не проходит – воздух неплотный и ему попросту по фиг на попытку деформировать его. Твердые тела довольно хорошо удерживаются внутренними силами, не давая им сильно деформироваться под действием Луны.
Но с жидкостями ситуация другая. Воды в озерах и стаканах, в вашей ванне с уточкой очень мало, а площадь их поверхности очень небольшая (если только вы не Медведев). Поэтому воздействие деформации воды на эти водоемы слабое. Неоткуда попросту появится воде, которая толпой нагонит прилив. В отличии от океанов.
Именно поэтому приливов и отливов на Земле по два в день. Потому что вода деформируется в обе стороны от точек отливов, а не притягивается в одну – в сторону Луны. И именно поэтому в разных точках Земли разные высоты приливов. Разное давление воды от отливов, вот и высота разная.
Самый высокий, например, в бухте Фанди (почти 20 метров). Выглядит примерно вот так:
Такая высота приливов часто связана с тем, что давление воды в момент прилива создает в тех местах так называемый приливной Бор. То есть крайне сильную приливную волну.
Давление воды в приливы в таких местах выше по той же причине, почему вода из горлышка бутылки так резво выливается, когда ее сдавливают с боков.
Безусловно все водоемы имеют приливы и отливы. Даже самые маленькие.
Так Каспийское море, которое технически озеро, тоже имеет приливы и отливы. Как и Черное Море.
Но их высота крайне незначительна, и полностью покрывается другими воздействиями на водоемы – атмосферным, сейсмическим и антропогенным. Грубо говоря, отдыхающий на катере создает и то большее волнение на этих морях, чем Луна. А уж если этот отдыхающий еще и политику обсуждает.
Надеюсь у меня получилось объяснить, что не так с объяснением вида – Луна потянула воду на себя и получились приливы. Такое объяснение корректно настолько же, как если бы вы объясняли человеку причины движения автомобиля тем, что вы нажимаете на педальки.
И хотя иногда и это объяснение может работать, но по сути процесс не будет объяснен и понятен, а главное останутся вопросы, которые им не будут покрыты.
Правильное понимание природы явления и позволяет лучше объяснять для себя вещи, которым у тебя раньше не было. Например, почему в бассейнах нет приливов.
Надеюсь теперь, снова пересматривая Интерстеллар, вы заметите, что не так в гигантской приливной волны на планете Миллер, и почему «сдавливание» гораздо важнее «растягивания», при обсуждении приливов.
PS. Как вы понимаете из объяснения природы приливов следует еще и следующее – Земля не плоская. Да, дорогие мои плоскоземельщики, вашу теорию будто бы смыло приливной волной.
7.2K постов 77K подписчиков
Правила сообщества
Основные условия публикации
— Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.
— Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.
— Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.
— Видеоматериалы должны иметь описание.
— Названия должны отражать суть исследования.
— Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.
Не принимаются к публикации
— Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.
— Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.
— Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.
Наказывается баном
— Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.
— Попытки использовать сообщество для рекламы.
— Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.
— Нарушение правил сайта в целом.
Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество Пикабу.
Хорошо я сначала пробежал по тексту. Это ж пиздец господа. Сказать в начале, что луна не создает приливы. Но потом оказывается создает, но, блять, косвенно. Автор тебе книги писать: объясняешь долго и непонятно, еще и ни о чем. Из твоих книг можно будет воду добывать для африки.
Два следующих предложения из текста противоречат друг другу.
«Ну и как вы понимаете, такая сила неспособна сместить воду настолько, чтобы создать даже самую незначительную волну. «
«Луна перемещает все объекты из этих точек к себе под определенным углом. Сама же Земля под воздействием Луны смещается к ней напрямую. «
Читать невозможно без мозговых судорог. Вы ужасно объясняете. Объяснение должно быть коротким. Коротким, Карл! Тогда у него будет шанс стать понятным.
Повторы, повторы повторов, повторы повторов повторов. Я так диплом писал
Планета мepтвeцoв
В астрономии есть одно интересное направление. Его имя — некропланетология.
Первым научным учреждением, которое стало заниматься некропланетологией, был Центр изучения экзопланет и их обитаемости, находящийся в британском Ковентри.
Казалось бы, британские учёные снова мутят воду. Читая зловещее слово «некропланетология», легко представить, как по пустыне чужого мира шатаются орды металлических зомби. Такой вариант был бы интересным, но вот беда — Биореактор не пишет фантастику.
Реальность намного фантастичнее наших выдумок. Некропланетология родилась в тот момент, когда учёные заметили странные линии спектра в излучении некоторых звёзд.
Сделаем ремарку. Сгорая в термоядерной топке, любой элемент начинает светиться. По этому свету можно понять, какие вещества включены в состав звезды.
Когда планета падает на звезду, её поверхность буквально дезинтегрируется под воздействием приливных сил и мощнейших доз радиации. Проведя спектральный анализ, можно выяснить, какой была сгоревшая планета.
Если планетарный труп оказался разорванным за счёт гравитации, часть вещества образует кольца из твёрдых фрагментов. Они могут повторно спрессоваться в планету.
Когда звезда пожирает не один мир, а несколько, то из осколков могут зародиться причудливые уродцы. Мы именуем их планетами-зомби.
Система WD 1145+017 — одна из немногих представительниц этого рода. Она состоит из белого карлика и одной каменной планеты. Поначалу этот факт удивил астрономов. До 2015 года считалось, что ближние планеты не могут пережить смерть звезды.
Прежде чем взорваться, звезда разбухает, поглощая внутреннюю систему. К примеру, через несколько миллиардов лет радиус Солнца захватит орбиты Венеры и Земли. Во время сверхнового события внешние слои Солнца улетят в свободное плавание, очень больно шарахнув по Марсу. Он, скорее всего, не вынесет такого издевательства.
Глядя на WD 1145+017, можно сделать вывод: умирая, эта звезда утянула за собой как минимум одну планету с развитой литосферой, как у Земли или Венеры. В ту же печь пошли малые небесные тела. То, что осталось, сформировало аккреционный диск.
Это была большая неожиданность. Мы привыкли видеть аккреционные диски вокруг молодых звёзд. Теперь известно, что в посмертии звёздная система возвращает себе младенческие черты, и может стать центром активного планетообразования.
Планеты-зомби, эти гротескные Франкенштейны, обладают странной геологией. Будучи сшитыми из разных кусков, они могут похвастаться «невозможными минераллами». Например, их горные породы будут сложены из кварцевых пироксенитов и периклазовых дюнитов.
Что значат эти ругательные слова, мы пока не скажем. Таких материалов нет в Солнечной системе. И не будет ещё много миллиардов лет.
Могут ли зомби-планеты стать гаванями для внеземной жизни? Современная астробиология не запрещает этого.
Начнём с того, что сверхновое событие моментально перечёркивает любую жизнь на планетах, близких к звезде. Но в этом случае смерть — только начало, как говорил некромант Кел’Тузед из игры «Warcraft-III».
Из аккреционного диска формируются новые миры. У них для этого достаточно времени, ведь белые карлики и нейтронные звёзды отличаются практически бесконечным сроком не-жизни.
Если планета-зомби сумела натянуть себе газов и создать хоть какое-то магнитное поле, то у неё будет подобие атмосферы. Падения комет принесут воду с органическими соединениями углерода.
Ионизирующее излучение прожаривает поверхность. Глубоко под землёй могут сформироваться целые океаны жидкой воды, растопленной приливными силами и теплом от распада радиоактивных элементов.
Химический состав зомби-планеты однозначно богаче, чем у мира, родившегося по-старинке. Вкупе с уже упомянутыми условиями формируется гипотетическая возможность для начала абиогенного синтеза органики и даже эволюции жизни.
Как живётся на зомби-планетах? Плохо и долго. Над скалами поднимается увечное солнце, которое светит немногим слабее полной Луны. Повсюду тлеет полярное сияние. То, что плавает в подземных морях, не имеет шансов для выхода на поверхность. Во всяком случае, пока оно не придумает, как экранировать радиацию.
Здесь начинает работать закон больших чисел. Время остывания белого карлика — не менее 10^15 лет. После он становится чёрным карликом — трупом звезды с температурой 5К. Но даже так всё только начинается. За счёт аннигиляции тёмной материи чёрный карлик будет жить как минимум 10^25 лет. Это не просто много. Это непечатно дофига. На протяжении бесконечного срока послежизни чёрный карлик будет выступать источником гравитации, разогревая планеты с помощью приливных сил.
Этого маньяка остановит только тепловая смерть Вселенной, распад протона или пожирание чёрной дырой. То есть, события крайне отдалённого будущего.
По факту, гипотетическая биосфера планеты-зомби имеет триллионы лет на своё развитие. Здесь она может отвести душу.
Жизненные циклы в миллионы лет? Мы это называем понедельником. Эволюционные цепочки, которых человек и представить не может? Заверните две. Одна мысль, за время которой погаснет половина звёзд в галактике? Зомби-миры только разминаются.
С учётом этих фактов зомби-планеты могут считаться перспективными объектами для исследований астробиологами. Другое дело, что для поиска их обитателей придётся лично прилететь на место и забраться в пещеры.
Поскольку с межзвёздными путешествиями у нас пока туговато, эти вопросы откладываются на будущее. Это небольшая проблема. Зомби-миры умеют ждать. Что такое миллиард лет для того, чьё время уже остановилось?
1. Alexandra E. Doyle, Edward D. Young, Beth Klein, Ben Zuckerman, Hilke E. Schlichting Oxygen fugacities of extrasolar rocks: Evidence for an Earth-like geochemistry of exoplanets Science 2019.
2. Картинки с местными красотами взяты из видео канала Melodysheep.
Ценности Советской цивилизации – историк Глеб Таргонский | История СССР | Научпоп
Какими были ценности Советской цивилизации? Как они формировались? Кого крестьяне называли мироедами и как относились к коллективизации? Как советские ценности менялись на протяжении истории СССР? Об этом рассказывает историк Глеб Таргонский.
Экономика и менталитет
Автор статьи — Федор Яковлев
Часто встречается утверждение, что на экономическое благосостояние народов влияет их культура и менталитет. Можно даже собрать целое бинго: негативное отношение к предпринимателям в России плохо влияет на экономическое развитие, русские неспособны построить передовую экономику из-за пессимизма, а рабский менталитет не даёт России встать с колен и прочие вариации на тему «народ не тот». Насколько вообще обоснованы такие утверждения?
В некотором азиатском царстве, в некотором японском государстве, жил был американский миссионер Сидней Гулик. Этот мужик прожил в Японии 25 лет (1888–1913), хорошо знал японский и преподавал в местных университетах, словом, был очень хорошо знаком с японским менталитетом. В своей книге 1903 года «Evolution of the Japanese» он отмечал, что многие японцы «производят впечатление… ленивых и совершенно безразличных к течению времени». Японцы были «беспечными» и «эмоциональными» людьми, которым присущи такие качества, как «легкомыслие, отсутствие малейшей заботы о будущем, жизнь по большей части сегодняшним днем».
Интересно, что схожих убеждений придерживались даже прогрессивные социалисты. Так, Беатриса Уэбб, известная руководительница Фабианского общества, заявила, что у японцев «ужасные представления о досуге и совершенно невыносимые взгляды на личную независимость». Она утверждала, что в Японии «совершенно очевидно, стремление учить людей думать не существует». Не менее язвительно она отзывалась о корейцах, считая их «12-ю миллионами грязных, вырождающихся, мрачных, ленивых, лишенных религии дикарей, которые болтаются без дела в грязных белых одеяниях самого неуместного сорта и живут в грязных земляных хижинах».
Такие разные культуры и такие разные результаты. Или нет?
Дело было отнюдь не в предубеждениях европейцев к «восточным узкоглазым дикарям». Ещё раньше, в глазах развитых британцев, немцы считались жуликоватыми тугодумами и бездарями. По словам Джона Рассела, писателя и путешественника 1820-х годов, немцы были «работящими, непритязательными людьми… не наделенными ни остротой восприятия, ни живостью чувств… Проходит много времени, прежде чем немец приходит к пониманию смысла того, что для него внове, и трудно пробудить в нем рвение в постижении оного». «Ремесленник и лавочник обманывают вас, где только могут, хотя бы и на невообразимо мелкую сумму, лишь бы только обжулить… Такое мошенничество повсеместно», — писал британский военный врач сэр Артур Брук Фолкнер. Британцы считали, что это проявляется в состоянии немецкой инфраструктуры. Джон Макферсон, вице-король Индии (то есть человек вполне привычный к опасным дорогам), писал: «Я обнаружил, что дороги в Германии столь дурны, что обратил свой путь в Италию».
Сравните это с современными представлениями об азиатах и немцах. Трудолюбие, педантичность, усидчивость, собранность и дисциплинированность! То что нынче приписывается развитым нациям, обосновывается их конфуцианской (вспоминая Сэмюеля Хантингтона) или протестантской (вспоминая Макса Вебера) этикой, которая насчитывает уже несколько столетий, а то и тысячелетий! Почему же столь очевидных вещей раньше не замечали даже светлые и непредвзятые умы?
Сторонники культурных теорий считают, что определенная культура воспитывает в людях привычки и черты поведения, которые являются более полезными для экономического роста: трудолюбие, любознательность, организованность и дисциплинированность. С этим сложно спорить, однако влияние культуры на людское поведение часто необоснованно завышается, мол, экономический успех зависит от «национальных привычек» и никуда от этого не денешься. Кроме того, пытаясь выделить особенности тех или иных культур, сторонники культурных теорий проделывают невероятные финты ушами. Например, нищета отсталых стран объясняется «природной ленью» их населения, но именно в этих странах люди работают гораздо дольше, чем в развитых.
Дело в том, что выделить некую культурную единицу крайне проблематично. Даже в рамках единого, относительно монокультурного государства, существуют серьезные различия. Москвичи часто шутят про отсутствие жизни за МКАДом и иронично называют других россиян «глубинным народом», простоватым и неотесанным. Жители глубинки отвечают взаимностью, считая москвичей изнеженными педерастами, неспособных к продуктивному труду и живущими за счёт высасывания всех соков из провинции. Разумеется, эти взгляды также отражают поведенческие черты людей из разных регионов. Так можно ли говорить о некой единой «русской» культуре?
Повышаем ставки и возьмем такую культурную группу как католики. В рамках этой якобы «однородной» группы существуют ультраконсерваторы вроде движения Opus Dei и представители Теологии освобождения, которых называют христианскими коммунистами. Что уж говорить о христианах в целом, которых часто объединяют в «иудеохристианскую культуру» (вспоминая Фридриха Хайека)? Есть и более интересный пример: более половины профессиональных сотрудников центробанка мусульманской Малайзии — женщины, и их процент значительно больше, чем в любом центробанке якобы более «феминистских» христианских стран.
Принимая всё это во внимание, только представьте, на каких размеров глобус натягивается бедная сова, если мы противопоставляем «Западную» и «Восточную» культуру, обобщая совершенно непохожие друг на друга культурные единицы!
Примеров, подобных выше, можно привести великое множество. Но, думаю, понятно, что культурные группы «европейцев» или «католиков» или даже «немцев» настолько расплывчаты, что едва ли имеют хоть какое-то аналитическое значение. Почему же культурные теории так популярны и откуда они берутся? Давайте попробуем провести мысленный эксперимент и рассмотреть этические и религиозные учения под разными углами.
Сегодня утверждается, что азиаты добились экономического успеха, благодаря конфуцианской этике. И действительно, конфуцианство воспитывает образованность человека, его сотрудничество с другими, а также бережливость и усердие. Однако раньше конфуцианскую этику обвиняли в задержке развития азиатского региона.
Конфуцианство не советует людям выбирать специальности инженеров и предпринимателей, необходимые для экономического роста. Наиболее важными слоями общества считались ученые и бюрократы, а ремесленники и торговцы и вовсе не допускались до сдачи государственных экзаменов. Сами экзамены представляли из себя проверку знаний конфуцианской литературы, правящий класс не получал никаких практических навыков. Также, конфуцианство не поощряет творческий дух и предпринимательство, делая упор на иерархическое подчинение старшим. Наконец, конфуцианство не признает верховенство закона. Конфуций говорил, что «если людьми руководит закон и требуемое единообразие достигается наказаниями, они постараются избежать наказания, но не будут иметь чувства стыда. Если же ими руководит добродетель, и требуемое единообразие будет достигаться правилами пристойности, то они будут иметь чувство стыда, что улучшит их нравы».
Итак, каков же портрет конфуцианства? Это учение, которое развивает в людях полезные для экономического благополучия навыки или же уводит своих последователей в пучину тьмы и мракобесия? Культурные теории удобны тем, что ответ будет зависеть от требуемого результата. Если вы хотите обосновать экономическую неразвитость, вы будете подчеркивать негативные аспекты и наоборот. Яркий тому пример — лояльность. Уважение авторитетов в конфуцианстве может интерпретироваться как фактор, повышающий склонность к взаимовыгодному сотрудничеству и личной отдаче, а может стать фактором, который ограничивает инициативность и творческое мышление.
Если конфуцианство являлось главным фактором развития китайской экономики, то где же оно было в 1940 году?
Возьмем другой пример. Исламская культура считается негативным фактором на пути экономического развития. Ислам нетерпим к другим религиям, чем ограничивает полезное для экономики разнообразие и конкуренцию. Ограничение прав женщин также мешает экономическому развитию, поскольку мешает им построить карьеру и приносить пользу экономике. Дети таких женщин тоже будут необразованными и бедными, что снижает качество рабочей силы. Наконец, в исламе имеются «милитаристские» нотки (вспоминая идею «Джихада»), которые прославляют противостояние неверным, а не мирное развитие экономики.
Ислам бывает вот такой.
При этом в исламе не существует фиксированной социальной иерархии, чем объясняется его широкое распространение по миру, особенно среди бедняков. В отличии от конфуцианства, ислам поощряет торговую и ремесленную деятельность. Даже сам Пророк был торговцем-караванщиком! Будучи религией купцов, ислам поощрял развитие делопроизводства. В исламских странах специально подготовленные судьи появились на несколько веков раньше, чем в христианском мире. Исламская культура также была более веротерпимой, а потому многие испанские евреи бежали к мусульманам после Реконкисты. Наконец, в исламе котируется образование и рациональное мышление. Известная фраза Мухаммеда гласит, что «чернила ученого более священны, чем кровь мученика». Сложите всё это вместе и вспомните все достижения арабов: они создали огромный Арабский халифат, который был цитаделью науки, торговли и культуры для своих соседей. Почему мы называем цифры «арабскими», а многие астрономические объекты имеют в своем названии ближневосточные нотки? То-то же.
Итак, каким же нам видится ислам? Тормоз ли это экономического прогресса или его драйвер? И снова, ответ будет зависеть от требуемого результата. Культурные теории как раз и «хороши» тем, что позволяют объяснить экономическое процветание универсальной и простой схемой, которая натягивается на любой наблюдаемый случай.
Фатальный недостаток культурных теорий экономического процветания в том, что они крепки исключительно задним умом. На рассвете капитализма наиболее передовыми обществами были протестантские страны и протестантизм записали в главную причину их богатства. Когда и католические европейские державы показали существенный экономический прогресс, причину их успеха стало принято объяснять христианской и/или демократической культурой в целом. Раньше коллективистская культура азиатов считалась тормозом прогресса и причиной их бедности, а сегодня именно она стала ведущим фактором их экономического развития. Здесь как нельзя кстати будет рассуждение Александра Картавых о пользе исторического подхода при анализе современности. Человек, хорошо знающий историю, уже не попадется на подобные уловки. Если вдруг аналогичный прогресс покажет какой-нибудь Мозамбик, то авторы культурных теорий начнут объяснять это уникальностью менталитета мозамбикских негров (разумеется, намекая на то, что они знали это с самого начала), а мы лишь сдержанно усмехнёмся.
Разумеется, различие в поведении людей существует, равно как и существует влияние этого поведения на экономическое развитие. Но что тогда определяет поведение людей, если не культура? Ответ простой — их жизненные условия в самом широком смысле. Проще говоря, деревенское население современной Индии является неприспособленным для жизни в городской цивилизации не из-за особой культуры, а из-за того, что оно родилось и прожило всю свою жизнь в этой самой деревне. Сложившаяся культура является производным от условий деревенской жизни, но не формирует, а лишь закрепляет сложившуюся модель поведения.
Кроме того, культура склонна меняться под воздействием изменившихся жизненных условий. Это можно проиллюстрировать даже игрой Civilization, где культурный уровень населения растет в результате строительства «культурных» зданий и финансирования культурного развития в целом, которое могут позволить себе экономически развитые страны. Так и в жизни, «туповатые» и «ленивые» японцы на деле оказались образованными и трудолюбивыми не потому что всегда были такими из-за традиционного менталитета, а потому что изменилась экономика: Япония встала на путь индустриализации, что способствовало урбанизации и подготовке дисциплинированной и образованной рабочей силы. Абсолютно тот же процесс некогда претерпевала и Великобритания, как первое индустриальное государство мира. Привычки, традиции и представления необразованных селян ломались через колено на фабричном производстве, шёл процесс воспитания «человека промышленной эпохи». На выходе мы имеем образованных, самодостаточных и трудолюбивых работников, которые косвенно способствуют поддержанию сложившейся экономической структуры. Процесс такой культурной эволюции под давлением изменяющихся экономических условий блестяще описал американский экономист Роберт Аллен.
Те самые «лентяи», которые «получают мало из-за того что не трудятся».
Таким образом, экономическое развитие не зависит от культуры или менталитета той или иной нации. Жирную завершающую точку ставит один корейский экономист, чьей цитатой мы и закончим:
«…Но если бы для роста благосостояния требовались культурные революции, оно было бы практически невозможным, поскольку последние почти никогда не удаются (если удаются вообще когда-нибудь). Серьезным предупреждением в этом смысле должен стать крах китайской культурной революции, хотя ее причиной вовсе не было стремление к экономическому развитию. К счастью, нам не нужна культурная революция для начала экономического роста. Многие черты поведения, которые, как считается, способствуют этому процессу, будут вытекать из него, а не станут его причинами. Страны могут запустить развитие совсем иными методами, […]. Как только экономическое развитие запустится, оно начнет изменять поведение людей и даже лежащие в его основе убеждения (то есть культуру), так чтобы все это шло на пользу. «Благотворный цикл» между экономическим развитием и культурными ценностями создать действительно возможно. По сути, именно это и произошло в Японии и Германии. И так будет во всех экономических историях успеха».
От така х*йня, малята! Живите счастливо и не попадайтесь в плен стереотипов.
Подпишись, чтобы не пропустить новые интересные посты!
Источник: Ха Джун Чхан «Злые самаритяне. Миф о свободной торговле и секретная история капитализма».
Эту лампу стоит избегать. Обзор и тестирование Рексант на 9.5Вт и цоколем Е14
Сегодня я хочу рассказать вам о лампочке, которая не смогла. Почти все тесты ее оказались провальными. Довольно грустно вышло. А при этом стоит она — довольно таки хорошую цену относительно цены лампочек. В общем, выбираем с умом и стараемся тратить деньги на более качественный товар.
Начнем измерения, 220 Вольт в розетках, включаю лампу и при первом включении 5,6 Ватта. Увы, сразу видим несоответствие заявленного фактического обещали 9,5 Вт, а получили 5,6. Коэффициент мощности 0,6.
Расходы за год – 90 рублей при работе лампы 8 часов в день и при тарифе 5,38 рублей за Киловатт.
Рексант утверждает, что его лампа предназначена для питания от сети 230 Вольт. Проведем тест при 230 вольт на входе – мощность 6,4-6,5 ватта.
После прогрева 15 минут, мощность лампы 6,6 Ватта, то есть приблизительно на 30% меньше, чем объявлено от Rexant. Неудовлетворительный результат.
Перейдем к характеристикам света. Цветовая температура, которую измерил я, 3844 Кельвина, а индекс цветопередачи 79,7.
Исходя из координат на диаграмме цветности получаем отклонение от кривой абсолютно черного тела равное 0,0037, что меньше порога заметности в 0.004. Выходить, что смещение в область желто-зеленого цвета присутствует. Но смещение настолько мало, что обычным глазом такое не заметить.
Измерим пульсациии света для этой лампы. Судя по прибору, присутствует небольшой риск. Пульсации 3,62%, на частоте 100 Гц. Но как вы уже хорошо знаете, мне бы всегда хотелось для светодиодных ламп видеть процент пульсаций менее одного. Тем более, производитель указывает, что процент пульсации менее 0,5.
Что с количеством света для этой лампы и стабильна ли освещенность при изменениях напряжения в домашних розетках. Лампа в метре над столом включена и уже прогрета:
230 Вольт – 128 Люкс,
250 Вольт – 120 Люкс,
170 Вольт – 29 Люкс,
150 Вольт и полная темнота.
Да, драйвер этой лампы не дает возможность комфортно пользоваться светом, если сеть нестабильна.
К сожалению лампа не прошла тест с выключателем с подсветкой. При включенном питании, лампа противно светится, хотя должна была быть выключена.
Производитель Rexant считает не нужным указывать размеры на упаковке. Измерил сам. Первый размер 99 мм, второй размер 35 мм.
По десяти точкам измеренной освещенности посчитал световой поток. Диаграмму освещенности вы видите на своих мониторах. Световой поток, который я посчитал, 589 Люмин, а производитель указывает аж 903 Люмин.
Конечно, не рекомендую покупать.
За эту лампочку уже прошло голосование на Доморосте. Мои коллеги были солидарны с моими выводами и в рейтинге ламп е14 (увы, пока крайне маленьком), светодиодная лампочка заняла свою позицию.
Для ценителей же технических подробностей — видео на ютубе:
Эффект Кориолиса
Познавательное.
Сила Кориолиса — одна из сил инерции, использующаяся при рассмотрении движения материальной точки относительно вращающейся системы отсчёта.
Добавление силы Кориолиса к действующим на материальную точку физическим силам позволяет учесть влияние вращения системы отсчёта на такое движение.
Качество видео не очень, но в принципе наглядно и понятно.
Духи, термобелье и жвачка: что еще делают из нефти? Рассказывают ученые Пермского Политеха
Нефть с давних времен является источником получения различных нефтепродуктов, имеющих широкий состав и спектр применения. Нефть способна залечивать раны, сохранять свежесть продуктов, дарить тепло нашему телу и продлевать жизнь вещам вокруг. Каким образом? Объяснили ученые кафедры химических технологий Пермского Политеха.
Нефть и лекарства
О применении нефтепродуктов в лекарственных средствах рассказала кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ Екатерина Баньковская.
Исследования физико-химических и лечебных свойств нефтей были впервые проведены академиками в 20-е годы прошлого века. Выяснилось, что препараты на основе нефти из Нафталанского месторождения (Азербайджан), а именно мази, линименты (напоминают жидкие мази) и пасты, оказывают рассасывающее, дезинфицирующее и некоторое обезболивающее действие, помогают бороться с клещами. Лекарства из нафталанской нефти с парафином и петролатумом наружно применяют при кожных заболеваниях, воспалении суставов и мышц, ожогах, невралгиях. Имеются данные об эффективности препарата с нафталановым маслом против стоматологических заболеваний.
Ученые Пермского Политеха установили, что сеноманские нефтяные залежи Западной Сибири также обладают лечебными свойствами. Добываемые там нефть и нефтепродукты можно использовать в лечении ножевых и огнестрельных ран, кожных заболеваний, а также болезней периферической нервной системы.
Такие продукты переработки нефти, как вазелин и вазелиновое масло, используют в качестве компонентов мазевых основ или самостоятельных лечебных средств. Вазелин получают сплавлением нескольких нефтепродуктов — церезина, парафина, петролатума и нефтяных масел. Он оказывает смягчающее действие, обладает защитными свойствами: проникая в кожу, он восстанавливает ее барьерную функцию и борется с кишечной палочкой и золотистым стафилококком.
Широкое распространение получили лекарственные препараты с индивидуальными веществами, полученными из нефти. Мазевая композиция, содержащая 20-30% нафталина, обладает противоожоговым действием. Резорцин, производное ароматического углеводорода, проявляет противовоспалительное и противомикробное действие, способствует отшелушиванию кожи, восстановлению ее рогового слоя, а также является местным анестетиком.
Нефть и еда
Жевательная резинка состоит, в первую очередь, из жевательной основы. Раньше ее изготавливали из природных каучуков, таких как сгущенный и несгущенный латекс, гваюла (вечнозеленый кустарник, который в прошлом широко культивировали для добычи натурального каучука) и природные смолы. В наши дни жевательную основу делают из синтетических полимеров. Эластичность жвачке придают эластомеры, которые получают из искусственных каучуков, являющихся нефтепродуктами, рассказывает Екатерина Баньковская.
Натуральная ваниль нуждается в специальной технологии опыления цветков, а также сушке и сохранении стручков. Чаще всего ее выращивают в Мексике и на острове Мадагаскар. Все это делает ваниль дорогостоящим продуктом. Синтетический ванилин намного дешевле. Для его производства нефть подвергают ректификации — разделению на светлые и темные нефтяные фракции. Термическим разложением из светлой бензиновой фракции получают бензол. Далее путем химической реакции с алкильной группой и окислением в несколько стадий получают ванилилминдальную кислоту, а продукт ее окисления декарбоксилируется (реакция отщепления углекислого газа) с образованием ванилина.
О пищевом парафине рассказал Антон Ширкунов, кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ. В пищу этот вид парафина не употребляют, его используют для пропитки продуктовой упаковки. Оберточную бумагу для пищевых продуктов покрывают парафином, чтобы она не размокла от влаги и жира. Им также покрывают поверхность сыра, фруктов и ягод, чтобы дольше сохранить их свежесть. Пищевой парафин получают из нефтяных масел. Он проходит глубокую очистку от примесей, в конечном продукте остаются практически чистые нормальные (линейные) алканы — углеводороды с одинарной связью. Интересным моментом является то, что на пути производства данного продукта не происходит сложных химических реакций, а только последовательное разделение алканов по температурам кипения, с дальнейшим выделением и очисткой нужного класса.
— Чистые высокомолекулярные алканы не приносят человеку вреда, что позволяет использовать пищевой парафин в упаковке продуктов. Он не всасывается ни через кожу, ни при попадании в желудочно-кишечный тракт. Проблемы для здоровья могут вызывать примеси в нем тяжелых ароматических углеводородов, именно поэтому для получения пищевого парафина требуется специальная очистка, — отмечает Антон Ширкунов.
Нефть и косметика
О свойствах нефтепродуктов, используемых в косметических средствах, рассказала Юлия Рожкова, доцент кафедры химических технологий Пермского Политеха и автор блога «Intelligent Cosmetics».
Парафины широко используются в производстве косметики, поскольку оказывают увлажняющее и смягчающее действие. Наиболее известные фракции косметических парафинов — это минеральное масло, вазелин (про него мы написали выше), церезин (минеральный воск). Эти вещества используют в продуктах на эмульсионной основе — в кремах, в декоративной косметике, а также в продуктах на масляной основе, например, в массажном масле, гидрофильном масле для умывания, помаде, карандаше для губ, глаз и бровей.
Еще один пример использования продукта нефтепереработки — это полиэтиленгликоли (PEG). Соединения этого ряда добавляют в косметические моющие средства — они позволяют собрать загрязнения и вместе с водой удалить их с кожи. В целом, поверхностно-активные вещества в косметике используют в качестве эмульгаторов, антисептиков, моющих добавок, сорастворителей.
Растворители применяют в основном в декоративной косметике: духах, лаках для ногтей, туши для ресниц. Эти продукты требуют быстрого изменения консистентного состояния. Среди растворителей наиболее распространенными являются дипропиленгликоль и изопропилмиристат — тоже продукты нефтепереработки.
Силиконы образуются в результате синтеза продуктов реакции кремния с алкилхлоридами, чаще всего — метилхлоридом, который получают из нефти. Силиконы придают коже бархатистость за счет формирования тонкой пленки, которая «приглаживает» роговые чешуйки кожи и препятствует трансэпидермальной потере влаги.
— В целом, нефтедобывающая отрасль дала толчок к развитию косметической отрасли. Благодаря применению продуктов нефтепереработки в технологии производства косметики, она стала доступной для широкого круга покупателей за счет относительной дешевизны и распространенности, — отмечает Юлия Рожкова.
Нефть и одежда
Синтетические ткани получают путем полимеризации — это химический процесс соединения большого количества исходных молекул мономера в макромолекулы полимера. Мономеры, как правило, изготавливают из нефтяного газа, получаемого при добыче нефти из скважины, и из светлых нефтяных фракций: бензина и, например, этилена, пропилена и бутена — газов, извлекаемых при глубокой обработке нефти.
Об этом рассказал ассистент кафедры химических технологий Пермского Политеха Александр Долгих.
Полиэстер — обобщенный термин, который применяют для обозначения тканей и иных материалов, изготовленных из полиэфирных волокон различных нефтепродуктов. Полиэстер можно получить в результате реакции между этиленгликолем и терефталевой кислотой, их добывают из нефти. Купальники, нижнее белье, сумки, сапоги, колготки с лайкрой, термобелье, спортивную одежду — все это делают из полиэстера. Этот материал плохо мнется, характеризуется хорошей теплостойкостью, устойчив к загрязнениям, истиранию и органическим растворителям. Также полиэстер хорошо закрепляет форму при нагревании, из-за чего широко применяется при изготовлении тканей крэш — жатого материала с долговечными складками и заломами.
Флис также производят на основе полиэфиров, получаемых из нефти, добавляет эксперт ПНИПУ Антон Ширкунов. Самым распространенным полиэфиром является полиэтилентерефталат (ПЭТФ), из которого также делают пластиковые бутылки. В сравнении с аналогичными вещами из натуральных тканей, синтетические обладают рядом существенных преимуществ: высокой прочностью и износостойкостью, легкостью и долговечностью, гидрофобностью и гипоаллергенностью.
— Немаловажным моментом является и возможность вовлечения в производство синтетических материалов повторно переработанного пластика. Это способствует снижению негативного воздействия на окружающую среду, — добавляет Антон Ширкунов.
Нейлон — это синтетический материал, который получают из бензола, выделенного из нефти, либо в результате переработки нефтяных газов. Нейлон отличается прочностью и мало мнется. Он не восприимчив ко многим химическим веществам, способным повредить, например, шелк. По словам Александра Долгих, нейлон хорошо тянется и практически не рвется. Интересно, что сама ткань отличается небольшим весом и гигиеничностью, поскольку этот материал не подходит для развития микробов и микроорганизмов.
В производстве обуви повсеместно используют резину. В настоящее время для ее получения существует множество видов сырья, в том числе нефтепродукты: 1,3-бутадиен, например. Стоит также отметить, что сера на нефтеперерабатывающих предприятиях является побочным продуктом и зачастую находит свое применение именно в процессах производства резины. Этот материал обладает низкой теплопроводностью и высокой прочностью, а также является хорошим электроизолятором. Она водонепроницаема, устойчива к агрессивным средам, отмечает эксперт ПНИПУ.
Пластик у вас дома. Есть ли опасность?
Пластик в наше время используется повсеместно: посуда, детские товары и игрушки, зубные щетки, сантехника, телевизоры, компьютеры и многое другое.
— Сырье для получения пластиков и технология их производства всегда оптимизируются, в том числе с точки зрения безопасности получаемых продуктов. Для полимеров, используемых в быту, также особую важность приобретает их инертность и долговечность, — рассказывает кандидат технических наук Антон Ширкунов.
Долговечность достигается за счет выбора подходящей химической структуры полимера и технологии его производства, исключающей вредные примеси. Всем пластикам в той или иной мере присущи газонепроницаемость, высокая инертность и стабильность к окислению. Это практически исключает любое воздействие данных материалов на пищевые продукты и на здоровье людей. В отличие от ряда природных материалов полиэтилен и полипропилен, к примеру, являются гипоаллергенными. Поэтому такие пластики получили широкое распространение в быту, в том числе и при производстве посуды и игрушек. Изделия из пластика пищевого класса обязательно помечаются как «пищевой пластик». Такой полимер не будет оказывать негативного воздействия на здоровье.
Нефть используется практически повсеместно — в пище, лекарствах, одежде, бытовой технике. В прошлом замена натуральных компонентов синтетическими позволила сделать многие вещи доступнее для потребителя, что значительно упрощает жизнь и в наши дни. Области применения нефти и нефтепродуктов обширны, исследования по этому направлению продолжаются.
Что получится, если сплавить все металлы сразу?
Если сплавить два (или даже больше) разных металла в единый сплав или использовать какие-то специальные легирующие добавки, то получится абсолютно новый материал со свойствами, как правило, превосходящими свойства исходных материалов. Ну или со свойствами, которые будут значительно уступать исходникам, но это в случае неудачи.
Чистые металлы на практике используются довольно редко. Применяют именно сплавы.
Все мы хоть раз да слышали про такие интересные сплавы, как победит, из которого сегодня делают сверла для бурения бетонных стен или про булат, который обладает феноменальными для металла свойствами. Примеров великолепных свойств можно привести огромное количество.
Почему бы всё не сплавить разом?
Невольно появляется мысль, что если сплавить все металлы разом, то можно получить нечто что-то типа супер-материи. Этакий криптонит по-земному. Вот только даже если подобрать правильную пропорцию каждого из элементов, входящих в состав общего расплава, то сплавить все металлы разом и получить хоть какие-то, более или менее, адекватные свойства у нас не получится.
Скорее всего после кристаллизации исходного расплава получится нечто типа сильно гетерогенной системы, в которой некоторые элементы сплавятся друг с другом, а некоторые образуют неоднородные области с неравновесной концентрацией. Этот квазимодо будет ломаться руками и не обладать никакими механическими или физическими свойствами.
Всё дело в том, что для получения нормального сплава требуется тщательный подбор концентраций всех входящих в него элементов и необходимо их правильное совместное действие. Если просто так взять и сплавить все существующие металлы, то не получится ничего.
Существуют взаимоисключаемые компоненты, которые не подружатся не только в кристаллизованном состоянии, но и в расплаве расслоятся по плотностям, сделав получение гомогенной отливки невозможным
Пару слов про правильный подбор компонентов
Работа над любым сплавом начинается с тщательного анализа теоретических источников. Для большей части возможных комбинаций были экспериментальным путем отрисованы диаграммы состояния. Это своеобразные графики, которые показывают состояние совместной системы в зависимости от её температуры и взаимной концентрации компонентов.
Вот например диаграмма состояния алюминий-литий
Диаграммы бывают тройные и объемные, где компонентов сплавления значительно больше.
Изначально выбор будущих компонентов начинается с анализа возможного их химического взаимодействия и прочих параметров типа радиуса атомов или исходной структуры. Потом проверяются уже имеющиеся диаграммы состояния и только после этого изготавливаются образцы. Компоненты могут оказаться в самом разном состоянии — начиная от твёрдого раствора и кончая химическим соединением.
Про несмешивающиеся компоненты
Причин из-за которых в одном расплаве не уживутся сразу все металлы сразу очень много. Например, можно попасть в несмешивающиеся компоненты. Это такие компоненты, которые оказавшись в одном расплаве не растворяются друг в друге, а образуют два несмешивающихся слоя. Если такое застынет в обычных условиях, то выйдет гетерогенное нечто.
Однако и несмешивающиеся компоненты можно использовать во благо. Например, мой научный руководитель Шляпин Анатолий Дмитриевич совместно с Авраамовым Юрием Серафимовичем развивали целое направление в материаловедении, где несмешиваемость исходных компонентов использовалась как основа получения невероятных механических свойств. Вот только при сплавлении всех металлов сразу такое сделать не получится, поскольку там использовались самые разные ухищрения, неприменимые к столь сложной системе.
В итоге, отвечая на поставленный вопрос, можно сказать примерно так — если сплавить все металлы и попробовать изготовить из этого нечто металлический сплав, то не получится ничего. Логика, что «из всего» можно получить вибраниум и сделать щит капитана Америки эквивалентна логике неумелого кулинара. Он тоже может сварить сразу все продукты в одной кастрюле или подержать огурцы в молоке для пущего веселья.
Если вам нравятся мои заметки, то буду рад видеть вас на своём тематическом Telegram-канале.
Мировая экономика глазами спутников. Часть 2
Автор статьи — Сергей Ларионов
Постсоветское пространство: коллапс и подъем
Земли бывшего СССР намного уступают Европе по интенсивности искусственного освещения. Это связано с много меньшей плотностью населения и несколько меньшим потреблением электроэнергии. Сказался и экономический коллапс постсоветской эпохи, в первую очередь затронувший страны бывшего СССР и не слишком сказавшийся на Восточной Европе. Если при взгляде на современную карту разница в освещенности Восточной Европы и стран бывшего СССР видна невооруженным глазом, то в начале 1990-х годов они почти не отличались.
Сильнее всего на постсоветском пространстве, как и везде в мире, освещены мегаполисы, в которых сосредоточены огромные массы людей. Особенно ярко сияет Москва и Петербург, дающие фору многим европейским агломерациям. Наряду с крупнейшими городами мощным источником искусственного освещения являются нефтегазовые месторождения, где сжигают попутный газ: Тимано-Печорский и Западно-Сибирский нефтяные бассейны излучают свечение, сопоставимое с уральским индустриальным районом. Зато сельская местность постсоветских республик в сравнении с Европой освещена крайне слабо. Это неудивительно, ведь даже Украина далеко отстает от западных соседей по плотности населения: от Польши на 40%, от Румынии на 20%.
Световое загрязнение Европы и западной части России в 2015 году[25].
Кроме низкой плотности населения немалую лепту в слабую освещенность постсоветских земель внесла специфика социально-экономического развития этих государств после краха СССР. Это развитие можно условно разделить на два этапа. В первом уместнее говорить о деградации: произошло обвальное падение народохозяйственных показателей, в особенности материального производства. ВВП падал не столь сильно за счет развития сферы обслуживания, но и он долгое время снижался. В большинстве стран бывшего СССР спад продлился до 1995-96 годов, но в России ВВП падал до 1997 года, а на Украине подъем начался только с 2000 года[26].
Динамика искусственного освещения в Европе и западной части бывшего СССР в 1993-2003 годах[27].
К 2000 году практически все страны бывшего СССР начали восстановление экономической активности. Оно существенно отличалось по скорости и масштабам от государства к государству. Крупнейшая страна региона, Россия, ожила в 1998 году и в 2004 году ее ВВП превысил уровень 1992 года. Экономика страны росла до 2014 года, и ныне на 42% больше, чем в советское время.
Если Россия расплатилась за крах СССР потерянным десятилетием, то на Украине ситуация оказалась еще хуже. Хозяйственное оживление, начавшееся с 1999 года, так и не восстановило экономическую активность до советского уровня. ВВП советской Украины был на 37% выше, чем в 2016 году. По этой причине республика, бывшая в СССР второй экономикой Союза, на постсоветском пространстве уступила место Казахстану, заняв третье место среди постсоветских государств. Казахстан, начавший восстановление вместе с Россией, в 1998 году, показал пример быстрого роста на основе сырьевого экспорта. Благодаря массированному вывозу нефти и, в меньшей степени, меди и железа, размеры казахской экономики сейчас в 2,3 раза больше, чем в 1992 году. Еще быстрее вырос Азербайджан, у которого на нефть приходится более 80% экспортных поступлений: его ВВП в постоянных ценах ныне в 3,4 раза больше советского уровня. Сходные успехи были и у других постсоветских государств, обладавших большими нефтегазовыми месторождениями: узбекская экономика выросла в 3,5 раза, а туркменская даже в 3,6 раз. Впрочем, после восстановления довольно быстро росли и другие страны бывшего СССР. Например, Белоруссия с Грузией за 1992-2016 годы удвоили свой ВВП, эстонская экономика выросла в 2,2 раза, а армянская даже в 3,5 раз.
Но прогресс постсоветских экономик отличался невысокой энергоемкостью: в России за 1990-2008 годы она снизилась на 30%, а на Украине даже на 34%[28]. К сожалению, в этом случае падение объясняется не столько внедрением новых производственных технологий, сколько обвальным падением обрабатывающей промышленности, хозяйственная роль которой снизилась сравнительно с добычей сырья и сферой обслуживания. Это отчетливо видно на примере России, где ВВП опередил советский уровень еще в 2004 году, а вот индекс промышленного производства даже в 2010 году не превышал показателей 1970 года[29]. Несмотря на благополучную внешнеэкономическую конъюнктуру 2000-х, промышленность страны так и не восстановилась после краха СССР. Сокращению энергоемкости народного хозяйства способствовало и резкое сокращение посевных площадей, сопровождавшееся упадком большинства сельских поселений, урезавших энергопотребление и не подающих признаков цивилизованной жизни[30].
Впрочем, в России после обвала на четверть в 1990-е годы душевое потребление электроэнергии все же выросло: в 2007 году оно уже перевалило за советские рубежи, а к 2014 году превысило их на 8%. Этому не мог не способствовать быстрый рост экономики крупных городов и расширение числа электробытовых приборов в наших домах. Бытовое потребление электричества в России выросло на 32% в 1990-98 годах и еще на 14% к 2007 году. За 1990-2006 года домохозяйства нарастили долю в общем электропотреблении с 7,8 до 9,5%, хотя она и отставала от развитых стран: в Японии к 2006 году на бытовые нужды уходило 47,6% потребляемой электроэнергии, в США 42,6%, а в Европе 26,1%[31]. Увеличение роли домохозяйств в общем энергопотреблении продолжился и в дальнейшем. В Казахстане упадок энергопотребления был сильнее, чем в России (к 1998 году душевое использование электричества упало почти вдвое), а восстановление шло много медленнее, и лишь в 2014 году средний казах стал использовать больше электроэнергии, чем в 1992 году. Но это далеко не худшие результаты. Так, в Узбекистане советских времен на жителя приходилось на 29% больше электроэнергии, чем в 2014 году, на Украине на 26%, а в Белоруссии на 6%.
Зато Эстония за это время нарастила душевое потребление электричества на 36%. Падение электропотребления косвенно свидетельствует о кризисном состоянии обрабатывающей индустрии, тогда как его рост может говорить об успешном промышленном развитии. Эстония, нарастившая свое энергопотребление, отличается продвинутой структурой экспорта, в которое ведущее место занимает не вывоз нефти и металлов, а продажа телефонов и другой машиностроительной продукции[32].
Динамика искусственного освещения в западной части бывшего СССР 2012-16 годов. Голубым обозначены места растущего света, розовым – угасающего.
Карта светимости 2012-16 годов показывает неожиданные результаты. При взгляде на западную часть России удивляет то, что большая часть крупных и средних городов стала ярче. Видимо, кризис, начавшийся в 2014 году, еще не съел результаты предшествовавшего роста.
Хотя Москва осталась главным очагом искусственного освещения в европейской части России, другие города тоже стали много ярче. Это может указывать на некоторую децентрализацию экономической активности. Об этом свидетельствует и статистика. Например, доля Москвы в общероссийском обороте розничной торговли упала с 28,8% в 2001 году до 15,1% в 2016[33]. Угасание огней происходило главным образом в северных городах России, таких, как Архангельск и Мурманск, население которых мигрирует в теплые регионы.
Прибалтика с Белоруссией тоже выглядят довольно бодро. Ярче стали не только столичные города, такие как Рига и Минск, но и большая часть поселений средней величины: Клайпеда, Тарту, Полоцк, Даугавпилс и многие другие. А вот на Украине ситуация разительно отличается от относительного благополучия белорусско-прибалтийского разлива.
За 2012-16 годы намного ярче стал лишь Киев и несколько средних городов. В Одессе и Днепропетровске погасшие зоны по площади сопоставимы с территориями, увеличившими яркость. Хуже всего ситуация на востоке. Угасли огни не только Донецка и Луганска, но и Харькова, не затронутого боевыми действиями. Эти наблюдения сходятся с данными экономической статистики: если в Прибалтике за 2012-16 годы ВВП стабильно рос, а в Белоруссии снизился лишь на 3,8%, то на Украине экономика сжалась на 14%. Особенно сильный урон, как это видно по спутниковым снимкам, понесли города Донбасса. Бегство полутора миллионов жителей и боевые действия привели к глубокому упадку этой местности. Сложно сказать, продолжится ли падение в дальнейшем. Если политическая обстановка не выправится, то экономические перспективы страны выглядят призрачно. А значит, в будущем мы можем увидеть угасание и Киевской агломерации.
Динамика искусственного освещения в восточной части бывшего СССР 2012-16 годов. Голубым обозначены места растущего света, розовым – угасающего.
Обращаясь к восточной части постсоветского пространства, мы увидим рост яркости искусственного света практически во всех крупных и средних городах Сибири и Дальнего Востока. Несмотря на падение нефтяных цен и сокращение российского экспорта, регион пока еще чувствует себя относительно благополучно.
В третьей части мы рассмотрим регион самых ярких контрастов — Восточную и Южную Азии.
Приливы и отливы
Вода в Мировом океане находится в постоянном движении. Это способствует перемешиванию водных масс. Она перемещается вверх-вниз, создавая волны в океане. Масштабные горизонтальные движения водных масс создают систему поверхностных течений. Моретрясения порождают возникновение самых масштабных волн — цунами. Бывают в морях и океанах приливы и отливы.
Приливы и отливы на Земле
В течение суток вода то отступает от берега, обнажая морское дно, то возвращается. Такое регулярное колебание уровня воды в течение суток принято называть приливами и отливами. Это вертикальные движения водных масс.
Рис. 1. Участок во время прилива и отлива.
Такие явления распространяются на всю земную поверхность, а не только на водную акваторию. На суше колебания ничтожны. В океане высота приливной волны — около 1,2 метра. Наиболее заметно движение воды в прибрежных зонах.
В замкнутых водоёмах приливно-отливные явления незначительны. Например, во внутренних морях России: Чёрном, Каспийском и Балтийском.
Не только связь с океанами влияет на высоту прилива. Причиной, от чего зависит уровень подъёма воды, является сужение водной акватории. Так, в узких заливах морей наблюдаются самые интенсивные приливные явления.
Самые высокие приливы бывают в заливе Фанди, у восточных берегов Канады. В России можно наблюдать максимальную высоту прилива 12,9 метра в прибрежной зоне Охотского моря.
Рис. 2. Районы, где бывают приливы.
Причины приливов и отливов
На планету воздействует её естественный спутник — Луна. Одновременно на Землю воздействует Солнце. В результате действия сил притяжения небесных объектов наблюдается колебание уровня воды в океанах и морях.
Какова главная причина образования приливно-отливных явлений? Приливы и отливы вызваны притяжением Луны, так как она значительно ближе к нашей планете.
Луна, двигаясь вокруг Земли, воздействует на земную поверхность. Вода в океане подвижна, поэтому в месте под Луной происходит её скопление. В это время наблюдается прилив. Когда на Земле наблюдается отлив, Луна уходит от этого места на максимальное расстояние.
Рис. 3. Влияние Луны на Землю. Возникновение приливов.
На эти явления оказывает влияние вращение Земли вокруг оси. Так как Земля постоянно совершает обороты вокруг своей оси, а Луна и Солнце воздействуют на планету в каждый момент времени по-разному, определена периодичность явлений.
Первым, кто заметил явление приливов и отливов, был Геродот. Он отразил наблюдения в своих трудах, дошедших до нашего времени.
В течение суток наблюдается два прилива и два отлива. Время между приливами или отливами примерно равно 12 часам 25 минутам. Между приливом и отливом — 6 часам 12 минутам. Находясь в месте, где бывают приливы и отливы, нужно помнить об этих особенностях, чтобы обезопасить себя.
Что мы узнали?
Вода в Мировом океане постоянно двигается. Приливы и отливы — пример вертикального движения вод. Главной причиной явления считают действие сил притяжения Луны. Приливы и отливы повторяются периодически. Почему образуются приливы и отливы, как происходят эти явления, кратко объясняет школьный курс географии.