Кафедра "Промислових технологій і товарознавства"
Контрольна робота
по Концепції сучасного природознавства
Сучасне природознавство. Хімічні процеси. Вулканічна діяльність
План
Конценпція сучасного природознавства - цілі, завдання курсу. Місце дисципліни в підготовці економістів
1.1 Роль природознавства у формуванні професійних знань
Хімічні з'єднання та реакціональная здатність речовин. Хімічні процеси і процеси життєдіяльності
Вулканічна діяльність на планеті. Види вулканізму
3.1 Вулканічні явища
3.2 Типи вивержень
3.3 Географічне розміщення діючих вулканів
3.4 Причини діяльності вулканів
1. Концепція сучасного природознавства - цілі і завдання курсу. Місце дисципліни в підготовці економістів
Слово «природознавство» являє собою поєднання двох слів - «єство» {«природа») і «знання». Воно може бути замінено менш вживаним словом-синонімом «природознавство», яке походить від загальнослов'янського терміна «Веди» або «веда» - наука , знання. Ми й досі говоримо «відати» в сенсі знати. Але в даний час під природознавством розуміється перш за все так зване точне природознавство, т. е. вже цілком оформлене-часто в математичних формулах-«точне» знання про все, що дійсно є (або, принаймні, можливо) у Всесвіті, а «природознавство» (подібно горезвісному «суспільствознавства» або «наукознавства») зазвичай мимоволі асоціюється з якимись ще аморфними уявленнями про предмет свого «ведення».
Але якщо питання про походження слова «природознавство» вирішується легко, то питання про те, що таке саме природознавство як наука, тобто питання про зміст і визначенні цього поняття, простим назвати не можна.
Справа в тому, що є два широко поширених визначення цього поняття: 1) «природознавство - це наука про Природу як єдиної цілісності» і 2) «природознавство - це сукупність наук про Природу, взята як єдине ціле ».
Як видно, ці два визначення відмінні один від одного. Перше з них говорить про одну єдиній науці про Природу, підкреслюючи єдність Природи самої по собі, її нерозчленованість. Тоді як друге визначення говорить про природознавстві як про сукупність, тобто про безліч наук, які вивчають Природу, хоча в ньому й міститься вказівка, що це безліч треба розглядати як єдине ціле.
Щоб чітко уявити собі справжню єдність Природи (її цілісність), а саме - те єдине підставу, на якому побудовано все незліченне розмаїття предметів і явищ Природи і з якого випливають основні закони, що зв'язують мікро-і макросвіти, Землю і Космос, фізичні та хімічні явища між собою і з життям, з розумом. Так само, як не можна осягнути закони, що керують життям і діяльністю людини, за допомогою знайомства лише з анатомією окремих його органів, так неможливо, вивчаючи порізно окремі природні науки, пізнати Природу як одне ціле.
1.1 Роль природознавства у формуванні професійних знань
Різноманіття проявів навколишнього світу вимагає глибокого і комплексного сприйняття фундаментальних понять про матерію, просторі і часі, про добро і зло, про закон і справедливість, про природу поведінки людини в суспільстві. в.
Поняття і закономірності відображають не тільки об'єктивну реальність матеріального світу, а й світу соціального, про що ще в XVII ст. казав англійський філософ Томас Гоббс, стверджуючи, що "всі суспільні закони держави мають підпорядковуватися тим самим правилам, що і механіка і геометрія". З таким твердженням багато в чому можна погодитися, особливо у сфері управління, де діє, наприклад, один з найважливіших принципів - принцип зворотного зв'язку, на якому заснована робота багатьох машин і пристроїв. Відхилення від цього принципу неминуче веде до порушення нормальної роботи.Що ж відбувається зараз, в період інтенсивного техногенного розвитку людства? За оцінками палеонтологів, за весь час існування життя на Землі еволюцію пройшли близько 500 млн живих організмів. Зараз їх налічується приблизно 2 млн. Сумарні втрати тільки від вирубки лісів становлять 4-6 тис. видів в рік. Це приблизно в 10 тис. разів більше природної швидкості їх вимирання до появи людини. Одночасно наша планета інтенсивно поповнюється безліччю видів штучно створеної технічної продукції, так званих техногенних видів продукції. Щорічно число різних машин, приладів, пристроїв, будівель зростає приблизно на 15-20 млн одиниць.
Нові способи землеробства не обходяться без гігантського потоку хімічних речовин. Енергетика стала обов'язковою супутницею будь-якої розвиненої країни. Вона ж є однією з причин порушення екологічної рівноваги - глобального потепління, викликаного парниковим ефектом (що підтверджується не тільки щорічним підвищенням середньої температури повітря, а й зростанням рівня Світового океану на 2-3 мм на рік), а також руйнування озонового шару. У багатьох місцях нашої планети випадають кислотні опади, приносять величезний збиток об'єктам живої і неживої природи.
Все, що відбувається є значною мірою результатом активного втручання людини в природу і свідчить про незадовільний стан індустріально-технологічної практики, освітньої філософії, зниження морального і духовного рівнів людини. Товариство фактично змирився з існуванням людей, що мають обмежений кругозір, з підготовкою фахівців вузького профілю. Диференціація і спеціалізація, начебто диктуються логікою наукового процесу, насправді породжують багато екологічні та соціальні проблеми. У такій ситуації окремі представники науки і прогресивної громадськості часто виявляються безсилі вирішити дані проблеми, а також справитися з інстинктом натовпу, якою керує найчастіше бажання створити зручний і приємний спосіб життя.
Отже, нам представляється, назріла необхідність кардинального перегляду всієї системи знань про світ, людину і суспільство. При цьому необхідно усвідомлено повернутися до вивчення єдиного світоустрою, до цілісного знання, про який писав видатний природодослідник В.І. Вернадський. Іншими словами, виникла об'єктивна необхідність у підвищенні ролі фундаментальної бази освіти, побудованої на основі органічної єдності його природно-наукової та гуманітарної складових. Людина повинна науково, зримо й усвідомлено побачити свою залежність від навколишнього світу.
Можна назвати дві групи причин, що вказують на необхідність підвищення ролі фундаментальної бази освіти. Перша група пов'язана з глобальними проблемами цивілізації, нинішній етап якої характеризується наявністю економічного, екологічного, енергетичного та інформаційного криз, а також різким загостренням національних і соціальних конфліктів в багатьох країнах світу. Друга група причин обумовлена тим, що світове співтовариство в останні десятиліття все частіше висуває у центр системи освіти пріоритет людської особистості. Формування шірокообразованной особистості вимагає вирішення ряду взаємопов'язаних завдань. По-перше, потрібно створити оптимальні умови для гармонійних зв'язків людини з природою за допомогою вивчення природничо-наукових фундаментальних законів природи. По-друге, людина живе в суспільстві, і для його гармонійного існування необхідно занурення в культурне середовище через освоєння історії, права, економіки, філософії та інших наук.
в.
Концепцію фундаментальної освіти вперше чітко сформулював на початку XIX ст. німецький філолог і філософ Вільгельм Гумбольт. На його думку, предметом такої освіти повинні служити ті фундаментальні знання, які саме сьогодні превалюють у фундаментальній науці. Вчений стверджував, що освіта має бути вбудовано в наукові дослідження. Ця прогресивна ідея системи освіти реалізована у найкращих університетах світу.Необхідність переходу до системи освіти, в якій підвищується роль фундаментальної бази освіти багатьма фахівцями до теперішнього часу визнана. У цьому напрямку вже зроблено конкретні кроки. Один з них - запровадження в загальноосвітній цикл у вузах нової дисципліни - концепції сучасного природознавства.
Природознавство - Наука про явища і закони природи. Сучасне природознавство включає багато природно-наукові галузі: фізику, хімію, біологію, а також численні суміжні галузі, такі як фізична хімія, біофізика, біохімія та ін Природознавство зачіпає широкий спектр питань про численні і багатосторонніх проявах властивостей природи, яку можна розглядати як єдине ціле.
Якщо викладати докладно весь науковий матеріал, накопичений протягом тривалого часу у всіх галузях природознавства, то вийде величезний фоліант, може бути і потрібний, але мало корисний навіть для вузьких фахівців природничо-наукового профілю, не кажучи вже про фахівців-гуманітаріїв. Завдання викладу матеріалу природознавства ускладнюється ще й тим, що його форма повинна бути доступною для майбутніх фахівців, професійна діяльність яких буде лише побічно пов'язана з природознавством.
Рішення даного завдання здатний забезпечити узагальнюючий філософський підхід з урахуванням передових методів дидактики, заснованих на закономірностях засвоєння знань та набуття умінь і навичок. Сутність такого підходу полягає у викладі природно-наукового матеріалу на рівні концепцій - основоположних ідей і системи поглядів. Концептуальний підхід корисний не тільки для розуміння розвитку природознавства, досліджуваних нею явищ і законів природи, але і для знайомства з найважливішими досягненнями цієї науки, на основі яких успішно розвиваються сучасні наукомісткі технології, що сприяють підвищенню якості продукції, що випускається і бережного ставлення до природи.
Знання концепцій сучасного природознавства допоможуть майбутнім фахівцям гуманітарних напрямків розширити кругозір і познайомиться з конкретними природно-науковими проблемами, тісно пов'язаними з економічними, соціальними та іншими завданнями, від рішень яких залежить рівень життя кожного з нас.
Будь-який фахівець, незалежно від профілю і специфіки своєї діяльності, так чи інакше, рано чи пізно стосується проблем управління. А це означає, що він повинен володіти знаннями менеджменту. На перший погляд, може здатися, що природознавство - непотрібний вантаж для спеціалістів управління, економіки, керівників підприємств. Однак насправді будь істинний фахівець і насамперед менеджер або економіст повинен володіти не тільки законами управління та економіки, а й бачити природничо-наукову сутність об'єкта, для якого проводиться, наприклад, економічний аналіз.
Без подібних знань, а також без розуміння природничо-наукових основ сучасних технологій менеджери та економісти, навіть володіють знаннями менеджменту та економіки, не в змозі дати кваліфікованих рекомендацій з оптимального вирішення навіть самого простого питання, пов'язаного з оцінкою, наприклад, економічної ефективності застосування запропонованих технологій виготовлення будь-якого товару.
Адже кожна технологія характеризується власною специфікою, що впливає на якість товару, що випускається, своєї матеріально-технічною базою, впливом на навколишнє середовище і т.п., а це означає, що поставлене питання пов'язаний з вирішенням комплексу завдань, що включає і економічні, і соціальні, і природно-наукові аспекти. Фахівцеві, який володіє питаннями сучасного природознавства разом з теоретичними знаннями управління економіки, не важко буде вирішити не тільки просте завдання (припустимо, скласти економічно обгрунтований бізнес-план), але і будь-яку як завгодно складну економічну задачу.
Першу оцінку тієї чи іншої пропозиції справжній керівник будь-якого рангу зазвичай проводить самостійно, до того як прийме остаточне рішення про необхідність вдатися до послуг фахівців. Імовірність того, що оцінка буде об'єктивною, а рішення - єдиним і вірним, тим вище, чим ширше професійний кругозір керівника, що особливо важливо для прийняття особливо відповідальних рішень, пов'язаних, наприклад, з будівництвом великих об'єктів: потужних електростанцій, протяжних магістралей і т. п., які зачіпають інтереси колосального числа людей, а нерідко держави в цілому або інтереси багатьох держав. Без володіння природно-науковими основами сучасних технологій отримання електроенергії навряд чи можливе прийняття рішення про будівництво електростанції, що завдає мінімальний екологічний збиток і виробляє дешеву енергію. Якщо керівники і працюють з ними фахівці винесуть рішення без урахування природно-наукових основ енергетики та екології, то стане цілком реальним будівництво, наприклад, гідроелектростанцій на рівнинних річках. Як зараз всім зрозуміло, подібні споруди не тільки порушують екологічний баланс, але і виробляють не найдешевшу енергію, причому на відновлення зруйнованої природного середовища будуть потрібні набагато більші витрати в порівнянні з ефектом від роботи таких електростанцій.
Некомпетентні рішення можуть призвести до будівництва атомної електростанції гігантської потужності в тому регіоні, де немає великих споживачів енергії і де природні умови дозволяють будувати електростанції іншого типу, наприклад, геліоелектростанцію, потужності якої цілком достатньо для місцевого споживання.
При цьому не виникає проблеми передачі електроенергії на великі відстані іншим споживачам, що тягне за собою неминучі втрати корисної енергії. Крім того, геліоелектростанція мало впливає на навколишнє середовище. Знання природно-наукових основ енергетики та екології допоможуть вибрати оптимальний тип геліоелектростанціі, яка органічно вписувалася б у живу природу, виробляючи при цьому дешеву енергію.
З проблемами енергетики, екології начебто все зрозуміло - ними повинні володіти і інженер, і керівник, і менеджер, і економіст. А навіщо їм потрібні знання, наприклад, про генної інженерії? Відповідь очевидна, якщо врахувати, що без таких знань неможливо ні вивести високопродуктивні породи тварин, ні впровадити сучасні передові технології в сільськогосподарське виробництво.
Практично всі керівники в різних галузях економіки і науки прямо чи опосередковано беруть участь у розподілі фінансових ресурсів. Зрозуміло, що тільки при правильному, раціональному їх розподіл можна чекати найбільшого економічного, соціального або іншого ефекту. Очевидно також, що оптимальний розподіл фінансових ресурсів здатні здійснити фахівці високої кваліфікації, професійний рівень яких залежить не тільки від їхніх гуманітарних, але і від природно-наукових знань.
На сучасному етапі розвитку науки, та природознавства в тому числі, особливо в Росії та країнах колишнього СРСР, де наука, як і економіка в цілому, переживають глибоку кризу, розподіл фінансових ресурсів для забезпечення наукових досліджень і освіти відіграє важливу роль.
При поверхневій, некваліфікованої оцінки проблем сучасної науки виділяються державою мізерні кошти можуть витрачатися на проведення досліджень заради досліджень, на створення численних теорій заради теорій, реальне існування яких відразу припиняється після появи їх на світ, на передчасне будівництво великих експериментальних установок, що вимагають колосальних матеріальних витрат, і т.п.
При такому підході нерідко заслуговують уваги експериментальні дослідження, які мають не тільки прикладне, а й велике фундаментальне значення, тобто приносять реальну користь, відкладаються до кращих часів, що, природно, гальмує розвиток не лише науки, але й економіки, стримуючи тим самим зростання добробуту людей. Подібний негативний результат несе в собі недостатнє фінансування системи освіти.
Професійна доцільність знань основ природознавства стосується в однаковій мірі і юристів, та фахівців інших профілів. У цьому нескладно переконатися, припустивши, що керівник якогось великого підприємства притягнуто до відповідальності за порушення екологічних норм - викид в атмосферу великих обсягів газових відходів з підвищеною концентрацією сірки. А сірка, як відомо, - джерело кислотних опадів, згубно впливають на рослини і призводять до окислення грунту, що різко знижує врожайність.
Ступінь покарання винного буде залежати від того, наскільки об'єктивно і кваліфіковано зроблена правова оцінка його дій, а сама правова оцінка визначається перш за все професійним кругозором особи, що дає оцінку. Поряд з правовими знаннями юристу необхідно уявлення про останні досягнення сучасних технологій, які дозволяють практично виключити викид багатьох шкідливих газів, в тому числі і сірки, в атмосферу.
Маючи в своєму розпорядженні такими знаннями, юрист, безсумнівно, здатний об'єктивно оцінити ступінь порушення і причетність до нього тих чи інших конкретних осіб. Професіоналізм юриста і справедливість його рішення стануть сприяти попередженню правопорушень у подальшому. У цьому випадку можна вважати, що основна мета освіти і підготовки фахівців високої кваліфікації досягнута. "Велика мета освіти, - як сказав відомий англійський філософ і соціолог Герберт Спенсер (1820-1903), - це не знання, а дії".
Сучасна різноманітна техніка - плід природознавства, яке і донині є основною базою для розвитку численних перспективних напрямків - від наноелектроніки до найскладнішої космічної техніки, й це очевидно для багатьох. Однак як пов'язати сучасне природознавство з філософією? Філософи всіх часів спиралися на новітні досягнення науки і, в першу чергу, природознавства. Досягнення останнього століття у фізиці, хімії, біології і в інших науках дозволили по-новому поглянути на сформовані століттями філософські уявлення. Багато філософські ідеї народжувалися в надрах природознавства, а природознавство в свою чергу на початку розвитку носило натурфілософський характер. Про таку філософію можна сказати словами німецького філософа Артура Шопенгауера (1788-1860): "Моя філософія не дала мені абсолютно ніяких доходів, але вона позбавила мене від дуже багатьох витрат".
Знання концепцій сучасного природознавства допоможуть багатьом, незалежно від їх професії, зрозуміти і уявити, яких матеріальних та інтелектуальних затрат стбят сучасні дослідження, що дозволяють проникнути всередину мікросвіту і освоїти позаземне простір, якою ціною дається висока якість зображення у сучасного телевізора, які реальні шляхи вдосконалення персональних комп'ютерів і як надзвичайно важлива проблема збереження природи, яка, як справедливо зауважив римський філософ і письменник Сенека (близько 4 до н.е. - 65 н.е.), дає достатньо, щоб задовольнити потреби людини.
Людина, що володіє хоча б спільними і в той же час концептуальними природно-науковими знаннями, тобто знаннями про природу, буде виробляти свої дії неодмінно так, щоб користь, як результат його дій, завжди поєднувалася з дбайливим ставленням до природи і з її збереженням не лише для нинішнього, але і для прийдешніх поколінь. Тільки в цьому випадку кожен з нас зможе свідомо, з благоговінням і захопленням повторити чудові слова російського письменника та історика Миколи Карамзіна (1766-1826): "Ніжна матір Природа! Слава тобі!".
в.
Відомий чеський мислитель і педагог, один із засновників дидактики Ян Коменський ще у XVII ст. написав "Велику дидактику", виступивши з гаслом "навчати всіх, всьому, всебічно" і таким чином теоретично обгрунтувавши принцип демократизму, енциклопедизм і професіоналізму в освіті, в якому сховані багато цінних плоди майбутніх "багатих врожаїв".Пізнання природничо-наукової істини робить людину вільною, вільним у широкому філософському сенсі цього слова, вільним від некомпетентних рішень і дій і, нарешті, вільним у виборі шляху своєї благородної і творчої діяльності.
2. Хімічні сполуки та реакціональная здатність речовин. Хімічні процеси і процеси життєдіяльності
Характер будь-якої системи, як відомо, залежить не тільки від складу та будови її елементів, але й від їхньої взаємодії. Саме така взаємодія визначає специфічні, цілісні властивості самої системи. Тому при дослідженні різноманітних речовин та їх реакційної здатності вченим доводилося займатися і вивченням їх структур. Відповідно до рівня досягнутих знань змінювалися і уявлення про хімічну структуру речовин. Хоча різні вчені по-різному тлумачили характер взаємодії між елементами хімічних систем, тим не менше всі вони підкреслювали, що цілісні властивості цих систем визначаються саме специфічними особливостями взаємодії між їх елементами.
В якості первинної хімічної системи розглядалася при цьому молекула і тому, коли мова заходила про структуру речовин, то малася на увазі саме структура молекули як найменшої одиниці речовини. Самі уявлення про структуру молекули поступово вдосконалювалися, уточнювалися й конкретизувалися, починаючи від дуже загальних припущень відстороненого характеру і закінчуючи гіпотезами, обгрунтованими з допомогою систематичних хімічних експериментів. Якщо, наприклад, на думку відомого шведського хіміка Йенса Берцеліуса (1779-1848) структура молекули виникає завдяки взаємодії різнойменно заряджених атомів або атомних груп, то французький хімік Шарль Жерар (1816-1856) справедливо вказував на досить обмежений характер такого подання. На противагу цьому він підкреслював, що при утворенні структур різні атоми не просто взаємодіють, але відомим чином перетворять один одного, так що в результаті виникає певна цілісність або, як ми сказали б тепер, система. Проте ці загальні і в цілому правильні уявлення не містили практичних вказівок, як застосувати їх для синтезу нових хімічних сполук та отримання речовин з наперед заданими властивостями.
Таку спробу розкриття структури молекул і синтезування нових речовин зробив відомий німецький хімік Фрідріх Кекуле (1829-1896). Він став пов'язувати структуру з поняттям валентності елемента або числа одиниць його спорідненості. На цій основі й виникли ті структурні формули, якими з певними модифікаціями користуються при вивченні органічної хімії в школі. У цих формулах елементи зв'язувалися один з одним по числу одиниць їх спорідненості чи валентності. Комбінуючи атоми різних хімічних елементів за їхнім валентності, можна прогнозувати отримання різних хімічних сполук в залежності від вихідних реагентів. Таким шляхом можна було керувати процесом синтезу різних речовин із заданими властивостями, а саме це становить найважливіше завдання хімічної науки.
Подальший крок еволюції поняття хімічної структури пов'язаний з теорією хімічної будови Олександра Михайловича Бутлерова (1828-1886), який, хоча і визнавав, що утворення нових молекул з атомів відбувається за рахунок їх хімічної спорідненості, але звертав особливу увагу на ступінь напруги або енергії, з якої вони зв'язуються один з одним. Саме тому нові ідеї А.М. Бутлерова знайшли не лише широке застосування в практиці хімічного синтезу, а й отримали своє обгрунтування у квантовій механіці.
Цей короткий екскурс в історію хімії показує, що еволюція поняття хімічної структури здійснювалася в напрямку, з одного боку, аналізу її складових частин або елементів, а з іншого - встановлення характеру фізико-хімічної взаємодії між ними. Останнє особливо важливо для ясного розуміння структури з точки зору системного підходу, де під структурою розуміють впорядковану зв'язок і взаємодія між елементами системи, завдяки якій і виникають нові цілісні її властивості. У такій хімічної системі, як молекула, саме специфічний характер взаємодії складових її атомів визначає властивості молекули.
Здатність до взаємодії різних хімічних реагентів визначається не тільки їх атомно-молекулярної структурою, але й умовами протікання хімічних реакцій.
До умов протікання хімічних процесів відносяться перш за все термодинамічні фактори, що характеризують залежність реакції від температури, тиску і деяких інших умов. У ще більшою мірою характер і особливо швидкість реакцій залежать від кінетичних умов, які визначаються наявністю каталізаторів та інших добавок до реагентів, а також впливом розчинників, стінок реактора та інших умов.
Не слід, однак, забувати, що ці умови можуть впливати на характер і результат хімічних реакцій при певній структурі молекул хімічних сполук. Найбільш активні в цьому відношенні з'єднання змінного складу з ослабленими зв'язками між їх компонентами. Саме на них і спрямоване в першу чергу дію різних каталізаторів, які значно прискорюють хід хімічних реакцій. Менший вплив чинять на реакції такі термодинамічні фактори, як температура і тиск. Для порівняння можна навести реакцію синтезу аміаку з азоту і водню. Спочатку його не вдавалося отримати ні з допомогою великого тиску, ні високої температури, і тільки використання в якості каталізатора спеціально обробленого заліза вперше привело до успіху. Однак ця реакція пов'язана з великими технологічними труднощами, які вдалося подолати після того, коли був використаний металлорганические каталізатор. У його присутності синтез аміаку відбувається при звичайній температурі (18 ° С) і нормальному атмосферному тиску, що відкриває великі перспективи не тільки для виробництва добрив, але в майбутньому такої зміни генної структури злаків (жита і пшениці), коли вони не будуть мати потребу в азотних добривах. Ще більші можливості і перспективи виникають з використанням каталізаторів в інших галузях хімічної промисловості, особливо в "тонкому" і "важкому" органічному синтезі.
Не наводячи більше прикладів про надзвичайно високу ефективність каталізаторів у прискоренні хімічних реакцій, слід звернути особливу увагу на те, що виникнення і еволюція життя на Землі були б неможливі без існування ферментів, службовців по суті справи живими каталізаторами.
Незважаючи на те що ферменти мають загальними властивостями, властивими всіх каталізаторів, тим не менш вони не тотожні останнім, оскільки функціонують у рамках живих систем. ки использовать опыт живой природы для ускорения химических процессов в неорганическом мире наталкиваются на серьезные ограничения.
Тому всі попит-j ки використовувати досвід живої природи для прискорення хімічних процесів в неорганічний мир наштовхуються на серйозні обмеження. Мова може йти тільки про моделюванні деяких функцій ферментів і використанні цих моделей для теоретичного аналізу діяльності живих систем, а також частково - практичного застосування виділених ферментів для прискорення деяких хімічних реакцій.Той факт, що каталіз відігравав вирішальну роль у процесі переходу від хімічних систем до біологічних, тобто на предбіотичною стадії еволюції, в даний час підтверджується багатьма даними та аргументами. Найбільш переконливі результати пов'язані з дослідами з самоорганізації хімічних систем, які спостерігали наші співвітчизники Б. П. Білоусов та О. М. Жаботинський. Такі реакції супроводжуються утворенням специфічних просторових і часових структур за рахунок надходження нових і видалення використаних хімічних реагентів. Однак на відміну від самоорганізації відкритих фізичних систем у зазначених хімічних реакціях важливе значення набувають каталітичні процеси.
Роль цих процесів посилюється в міру ускладнення складу і структури хімічних систем. На цій підставі деякі вчені, наприклад, прямо пов'язують хімічну еволюцію з самоорганізацією і саморозвитком каталітичних систем. Іншими словами, така еволюція якщо не цілком, то значною мірою пов'язана з процесами самоорганізації каталітичних систем. Слід, однак, пам'ятати, що перехід до найпростіших форм життя передбачає також особливий диференційований добір лише таких хімічних елементів і їх сполук, які є основним будівельним матеріалом для утворення біологічних систем. У зв'язку з цим досить відзначити, що з більш ніж ста хімічних елементів лише шість, названих органогенних, служать основою для побудови живих систем.
3. Вулканічна діяльність на планеті. Види вулканізму
Вулкани - геологічні утворення, що виникають під каналами і тріщинами в земній корі, по яких лізуть на земну поверхню з глибинних магматичних джерел лави, гарячі гази і уламки гірських порід. Зазвичай вулкани представляють окремі гори, складені продуктами виверження.
Вулкани поділяються на
- Діючі. Вони впадають в даний час, постійно або періодично. Це вулкани, про виверженнях яких існують історичні дані. Це вулкани, про виверженнях яких немає відомостей, але які виділяють гарячі гази і води.
- Заснулі. До них відносяться вулкани, ор яких немає відомостей, але вони зберегли свою форму і під ними відбуваються локальні землетруси.
- Згаслі. До них відносяться сильно зруйновані і розмиті вулкани без будь-яких проявів вулканічної активності.
Залежно від форми підвідних каналів вулкани поділяють на
- Центральні,
- Тріщини.
3.1 Вулканічні явища
Виверження бувають тривалими і короткочасними. До провісників виверження відносяться вулканічні землетруси, акустичні явища, зміни магнітних властивостей і складу фумарольних газів. Виверження зазвичай починається з посиленням викидів газів спочатку разом з темними, холодними уламками лав, а потім з розпеченими. Ці викиди в деяких випадках супроводжуються виливанням лави. Висота підйому газів води, насичених попелом та уламками лав, в залежності від сили вибухів коливається від 1 до 5 км. Викинутий матеріал переноситься на відстані від кількох до десятків тисяч кілометрів. Обсяг викинутого уламкового матеріалу часом досягає кілька кубічних кілометрів. При деяких виверженнях концентрація вулканічного попелу в атмосфері буває настільки великий, що виникає темрява, подібна темряві в закритому приміщенні. Виверження являє собою чергування слабких сильних вибухів і виливів лав. Вибухи максимальної сили називаються кульмінаційним пароксизмом. Після них відбувається зменшення сили вибухів і поступове припинення вивержень. Обсяги вилила лави до десятків кубічних кілометрів.
3.2 Типи вивержень
Виверження вулканів не завжди однакові. У залежності від кількісних співвідношень вивергає вулканічних продуктів і в'язкості лав виділені 4гл. типи вивержень:
Ефузивний (гавайська)
Змішаний (стромболіанскій)
Екструзівний (купольний)
Експлозівний (вулканскій)
Гавайський тип виверження, що створює найчастіше щитовидні вулкани, що відрізняються відносно спокійним виливом рідкої лави, утворює в кратерах вогненно-рідкі озера і лавові потоки. Гази, що містяться в невеликій кількості утворюють фонтани, що викидають грудки і краплі рідкої лави, які витягуються в польоті в тонкі скляні нитки.
У стромболианского типі вивержень, що створює зазвичай стратовулкани, поряд з досить рясними виливами рідких лав базальтового і андезітобазальтового складу, переважаючими є невеликі вибухи, які викидають шматки шлаку і різноманітні кручені і веретеноподібні бомби.
Для купольного типу характерно вижимання і виштовхування в'язкої лави сильним напором газів з каналу В. та освіта куполів, кріптокуполов, конусокуполов та обелісків.
У вулканском типі велику роль відіграють газоподібні речовини, виробляють вибухи та викиди величезних чорних хмар, переповнених великою кількістю уламків лав. Лави в'язкі андезитового, дацитового або ріолітового складу утворюють невеликі потоки. Кожен із головних типів вивержень поділяється на кілька підтипів. З них особливо виділяються пелейский і катмайскій, проміжні між купольним і вулканском типами. Характерною особливістю першого є утворення куполів і спрямовані вибухи дуже гарячих газових хмар, переповнених самовзривающіміся у польоті і при скачуванні по схилу вулканів уламками й брилами лав. Виверження катмайского підтипу відрізняються викиданням дуже гарячого, вельми рухомого піщаного потоку. Куполообразующіе виверження іноді супроводжуються розпеченими чи достатньо охолодженими лавинами, а також грязьовими потоками. Ультравулканскій підтип виражається в досить сильних вибухів, що викидають величезні кількості уламків лав і порід стінок каналу. Виверження підводних вулканів, розташованих в дуже глибоких місцях, зазвичай непомітні, оскільки великий тиск води перешкоджає вибуховим виверженням. У дрібних місцях виверження виражаються вибухами (викидами) величезних кількостей пари і газів, переповнених дрібними уламками лави. Вибухові виверження тривають до тих пір, поки що викидається матеріал не утворює острови, що піднімається над рівнем моря. Після чого вибухи змінюються або чергуються з виливами лави.
Продукти виверження в у л к а н о в бувають газоподібними, рідкими і твердими. Залежно від характеру вивержень і складу магми на поверхні утворюються споруди різної форми і висоти. Вони представляють собою вулканічні апарати, що складаються з трубообразнимі або тріщинного каналу, жерла (самій верхній частині каналу), що оточують канал з різних сторін потужних накопичень лав і вулканообломочних продуктів і кратера (чашоподібною западини, розташованої на вершині споруди). Найбільш поширеними формамісо-ширення є конусоподібні (при перевазі викидів уламкового матеріалу), куполоподібні (при вичавлюванні в'язкої лави) і пологі щитовидні (при перевазі виливів рідкої лави). Виверження відбуваються не тільки через верховий гол. кратер, але і через побічні (паразитичні) кратери, розташовані на схилах і на деякій відстані від них. При одноразовому виверженнях газів, що пробивають канал до земної поверхні, нерідко утворюються воронкоподібні западини, облямовані кільцевим валом з брил різних порід. Такі лійки, нерідко заповнені водою називається Маар. Сильні виверження іноді супроводжуються обваленнями частини вулканічного споруди, а часто і прилеглої місцевості. Утворені западини діаметром від декількох кілометрів до перших десятків кілометрів називається кальдерами.
3.3 Географічне розміщення діючих вулканів
Вулкани розташовані уздовж молодих гірських хребтів або уздовж великих розломів протягом сотень і тисяч кілометрів на тектонічно рухомих областях. Майже дві третини вулканів зосереджені на островах та берегах Тихого океану. З інших районів за кількістю діючих вулканів виділяється район Атлантичного океану.
3.4 Причини діяльності вулканів
Розміщення вулканів вказує на тісний зв'язок між поясами вулканічної діяльності та дислокованими рухомими зонами земної кори. Розломи, які утворюються в цих зонах, є каналами. За яким відбувається рух магми до земної поверхні. Рух магми по тріщинах і трубоподібним каналах до земної поверхні, мабуть відбувається під впливом тектонічних процесів. На глибині. Коли тиск розчинених у магмі газів стає більше тиску вище лежачих товщ, гази починають стрімко просуватися і захоплювати магму до земної поверхні. Можливо, що газовий тиск створюється під час процесу кристалізації магми, коли рідка частина її збагачується залишковими газами і парою. Магма як би скипає і наслідок інтенсивного виділення газоподібних речовин у вогнищі створюється високий тиск, який також може стати однією з причин виверження.