Математики объяснили, почему пещеры растут так быстро

  Вход на форум   логин       пароль   Забыли пароль? Регистрация
On-line:  

Раздел: 
Biospeologica Rossica / Новости биоспелеологии / Математики объяснили, почему пещеры растут так быстро

Страницы: 1 2 Next>> новая тема

Автор Сообщение

Группа: Участники
Сообщений: 403
Добавлено: 02-12-2010 18:45
Царица наук математика приняла деятельное участие в решении едва ли не вечной загадки, почему тоненькая струйка воды, проникающая внутрь скалы, так быстро образует пещеру. Ключевые слова здесь — «так быстро».

О том, как вода формирует полости в недрах, стало известно более сотни лет назад. Механизм таков. Вода через трещину на поверхности проникает внутрь горной породы. Содержащийся там диоксид углерода превращает воду в слабую кислоту, которая буквально вгрызается, к примеру, в известняк (или другую сравнительно легко растворимую породу) — и получается карстовая пещера.

Однако этот механизм не объясняет, почему образование крупных пещер может происходить за короткие сроки.

Ответ на этот вопрос дали физик Пётр Шимчак (Piotr Szymczak) из Университета Варшавы (Польша) и инженер-химик Энтони Лэдд (Anthony Ladd) из Университета Флориды в Гейнсвилле (США) в своей совместной работе, опубликованной в журнале Earth and Planetary Science Letters

Ученые основывались на математическим принципе, согласно которому не существует абсолютно цельных материалов — всегда есть определённый уровень отклонения от условного идеала. Применительно к горным породам это означает наличие в них трещин, выемок и других изъянов, которые и «использует» вода для более глубокого и быстрого просачивания. Математический анализ помогает вычислить скорость «строительства» такой пещеры.

Исследование пригодится для расчёта прочности дамб, водохранилищ и других сооружений, в которых предполагается взаимодействие воды и камня. В частности, может быть найдено объяснение того, почему пустоты под дамбами иногда появляются раньше, чем ожидали проектировщики. И самое, наверное, главное: будут внесены поправки в проект возведения хранилища жидких ядерных отходов в Юкка-Маунтин (штат Невада).

Теперь ученые намерены выяснить, получится ли, «впрыснув» углекислоту глубоко под землю, удержать её от выхода на поверхность.
Подготовлено по материалам ScienceNews.

Группа: Участники
Сообщений: 310
Добавлено: 11-12-2010 10:42
А я как-то ради любопытства посмотрел распределение пещер по протяжённости в пределах индивидуальных карстовых участков в Красноярском крае, по достаточно большим массивам данных. Оказалось - в точности Парето, что говорит о явной конкуренции пещер между собой в процессе роста. Конкуренция, надо полагать, за атмосферные осадки, поглощаемые массивом карстующихся пород.

Группа: Участники
Сообщений: 403
Добавлено: 11-12-2010 22:55
Как это понять...пассивная конкуренция среди пещер?...под лежачий камень вода не течет

Группа: Участники
Сообщений: 403
Добавлено: 12-12-2010 14:11
Недавние исследования пещер, ссылки у меня нет, эта информация с другого форума:
Возраст натеков определялся во множестве пещер по всему миру. Результат оказался несколько неожиданным: практически все ныне существующие пещеры (исключая погребенный карст) оказались моложе 1 млн. лет, причем основная масса пещер имела возраст до 100 тыс. лет. Таким образом, пещеры по геологическим меркам очень молодые образования с очень коротким периодом жизни. Возраст их сопоставим с возрастом поверхностных рек.

Группа: Участники
Сообщений: 310
Добавлено: 18-12-2010 13:55
Как это понять...пассивная конкуренция среди пещер?...под лежачий камень вода не течет

Всё очень просто. Пещеры начинают расти по микротрещинам. Чем больше трещина, тем больше осадков она поглощает и быстрее растёт, а рост соседних трещин угнетается, т.к. вода стремится в более крупные трещины по принципу "наименьшего сопротивления". Безотносительно распределения (авторы работы не изучали распределение), конкурентный механизм был показан для зарождающихся вертикальных пещер на Кавказе.
Возраст их сопоставим с возрастом поверхностных рек.

Ну, некоторые поверхностные реки Алтае-Саянской горной области (например - Енисей, Мана, Базаиха) по данным геологов имеют возраст больше 20 млн. лет. Надо будет ознакомиться со ссылкой, а потом проконсультироваться у геологов насчёт адекватности методик-выводов. Слышал, что в определении возраста отложений всё не так просто, кроме коротких периодов (где работает радиоуглеродный метод).

Группа: Участники
Сообщений: 403
Добавлено: 19-12-2010 19:22
Спасибо за интересный ответ. Были ли эти реки (например Енисей) 2 млн. лет назад похожи на сегодняшние реки с точки зрения гидрологии, Байкалу всего около 50 млн. лет. (хотя пещеры вдоль его берегов по-моему все не большие, почему же они не растут дальше).

Группа: Участники
Сообщений: 310
Добавлено: 20-12-2010 08:00
Были ли эти реки (например Енисей) 2 млн. лет назад похожи на сегодняшние реки с точки зрения гидрологии

Вопрос интересный, надо будет спросить у геологов. Но единственный знакомый мне геолог, который занимался подобными вопросами, это д.г.м.-н. Цыкин, отец-основатель красноярской карстологии и автор бестселлеров "Пещеры Красноярского края" и "Пещеры Алтае-Саянской горной области". А я у него лет много назад зажал его монографию (авторсикий экземпляр), и теперь мне совестно глядеть ему в глаза. Впрочем, я уже давно порываюсь вернуть эту монографию, заодно и спрошу.

Группа: Участники
Сообщений: 310
Добавлено: 20-12-2010 08:26
Горизонтальные и комбинированные пещеры растут в основном в период, когда они заполнены водой. Когда они осушаются за счёт врезания дренирующих водотоков и/или поднятия района, рост сильно замедляется. Хотя и не прекращается полностью, просто теперь главную роль в разрушении пород начинает играть конденсационная влага. Но скорость "конденсационной коррозии" очень мала, на 100-метровый (или километровый? не помню) ход требуется что-то порядка 2 млн. лет - встречал такие расчёты.

А вот в пещере Водораздельная я видел на одном отвесе нечто, похожее на микробную коррозию. И уже года три порываюсь туда сходить за образцами, но всё никак не соберусь. Это же так хлопотно
1) взять в спелеоклубе ключ от решётки (там, по-слухам, на калибре после входного колодца поставили решётку, во избежание несанкционированного доступа)
2) доехать на городском автобусе до посёлка Водников, это аж минут 40 от моего дома
3) дойти до пещеры аж километра 4
4) повесить на вход верёвку
5) спуститься до калибры
6) открыть решётку и пролезть в калибру
7) повесить ещё одну верёвку (тот отвес - почти сразу за калиброй)
6) во время спуска или подъёма найти место предположительно-микробного выветривания на этом отвесе
...
Короче, столько хлопот, что просто кошмар. Не меньше, чем пол дня на экспедицию. А может - и целый день, с учётом того, что вся снаряга - на балконе, и её надо предварительно оттуда доставать и отскребать от застарелой глины.

Группа: Участники
Сообщений: 403
Добавлено: 20-12-2010 14:07
хе-хе так у вас там смотрю пещеры в городе прям прикольно, у нас ехать надо, хотя народ и пешком знаю ходит, я правда на такие подвиги уже наверное не способен, хотя км 15-20 пробегу еще...пробегу и упаду

Группа: Участники
Сообщений: 310
Добавлено: 20-12-2010 19:58
Ну, не совсем в городе. До некоторых пещер аж 5-7 км пешком от автобусной остановки! Просто кошмар. Правда, сейчас, благодаря развитию личного автотранспорта, можно доехать почти до входов. Но всё равно надо идти пешком, иногда целых 20 (двадцать!) минут.

А вообще, красноярские спелеологи обленились и пешком уже не ходят. Помнится, для нас в молодости прошагать с рюкзаком 20-30 км (в зависимости от того, удалось или нет подскочить на транспорте) до "Женевской" от Дивногорска - это было раз плюнуть. А нынешнее поколение (например - в лице участницы MIRA) даже помыслить о таком не может.
Для них правильная экспедиция в пещеру - это выспались, позавтракали, доехали до входа, кинули верёвки, спустились, полазили, вылезли, перекусили, и поехали домой - отмокать в горячей ванне. В общем, нынешнее поколение избаловалось и ищет лёгких путей, не то, что мы.

Группа: Модераторы
Сообщений: 161
Добавлено: 21-12-2010 11:08
что же вы так на нынешнее поколение? мы, может, и ищем легкие пути, но явно не так часто их находим. можно же иногда себя и побаловать

Группа: Модераторы
Сообщений: 80
Добавлено: 21-12-2010 13:25
что же вы так на нынешнее поколение? мы, может, и ищем легкие пути, но явно не так часто их находим. можно же иногда себя и побаловать

вот, согласна
к тому же зачем пренебрегать благами цивилизации - Вы ж например используете достижения прогресса, так и мы - зачем идти пешком 20 км (ужас!!!) если можно доехать

Группа: Участники
Сообщений: 403
Добавлено: 21-12-2010 14:55
что же вы так на нынешнее поколение? мы, может, и ищем легкие пути, но явно не так часто их находим. можно же иногда себя и побаловать

вот, согласна
к тому же зачем пренебрегать благами цивилизации - Вы ж например используете достижения прогресса, так и мы - зачем идти пешком 20 км (ужас!!!) если можно доехать

это приводит к необоснованному повышению цен на бензин, вредит здоровью (прогулки полезней), да и потом экономия средств все же..эх раньше по 50 км ходили так что пиджаки развивались

Группа: Участники
Сообщений: 310
Добавлено: 21-12-2010 18:29
что же вы так на нынешнее поколение? мы, может, и ищем легкие пути, но явно не так часто их находим. можно же иногда себя и побаловать

вот, согласна

Это было моё старческое брюзжание. Имею я право старчески побрюзжать, если мне захотелось? Что мне теперь, старости ждать, чтобы побрюзжать, что ли?


Группа: Модераторы
Сообщений: 80
Добавлено: 22-12-2010 14:35
так что пиджаки развивались

стесняюсь спросить - и до кого они (пиджаки ) развивались? наверно до пальто? интересно - про эволюцию пиджаков никогда не слышала

Группа: Участники
Сообщений: 403
Добавлено: 23-12-2010 04:05
так что пиджаки развивались

стесняюсь спросить - и до кого они (пиджаки ) развивались? наверно до пальто? интересно - про эволюцию пиджаков никогда не слышала

они развивались ни до, а от ...от ветра , т.е. например..."ветер в харю, а я шпарю"

Группа: Модераторы
Сообщений: 161
Добавлено: 23-12-2010 05:19
у нас темы так быстро развиваются...в сторону трепа может заведем тему "вольный треп" ? Название темы обсудим?

Группа: Участники
Сообщений: 310
Добавлено: 23-12-2010 12:23
Мой опыт общения на одном якобы научно-аналитическом (а по сути - антинаучно-антианалитическом) русскоязычном форуме показывает, что вольный трёп не любит замыкаться в пределах одного топика. Там тоже выделили специальный "Заповедник" для трёпа.

Но международная (РФ, Украина, Казахстан, Белоруссия, Германия, Италия, Испания, Израиль, США) научная и инженерно-техническая интеллигенция, обретающаяся на том форуме, проявляет склонность к анархизму и вообще не желает соблюдать какие-то там правила. Поэтому вольный трёп спонтанно возникает на любых топиках. Причём эволюцию топика в общем случае предсказать невозможно, как и обычную эволюцию.
Правда, общий тренд наличествует. поскольку население там в основном мужское, любой топик (например, посвящённый недавно открытым необычным свойствам фотонов; или посвящённый мировой экономике; или посвящённый свежей статье в Нэйчур) рано или поздно скатывается к обсуждению вина и женщин.

Группа: Участники
Сообщений: 403
Добавлено: 23-12-2010 14:33
предлагаю сразу перейти к обсуждению женщин или их современных модификаций, например специальных спелеологических женщин которые не любят ходить пешком с рюкзаками

Группа: Участники
Сообщений: 310
Добавлено: 23-12-2010 16:53
предлагаю сразу перейти к обсуждению женщин

Мудро. Только мне сначало надо доваять отзыв официального оппонента (свой, который надо скинуть хотя-бы в субботу-воскресенье, а лучше - завтра), и сваять "рыбу" отзыва на участницу Surok по просьбе ведущей организации. Народ там, как выяснилось, ленивый, сам писать не хочет, и поручил это нудное дело участнице Surok. А они, мол, отредактируют. подправят, накидают замечаний и всё такое.
А Surok элегантно и непринуждённо перевесила эту почётную обязанность на научного руководителя.
Ох, нелёгок труд научного руководителя.

Страницы: 1 2 Next>> новая тема
Раздел: 
Biospeologica Rossica / Новости биоспелеологии / Математики объяснили, почему пещеры растут так быстро

Отвечать на темы в данном разделе могут только зарегистрированные пользователи

Отвечать на темы могут только зарегистрированные пользователи

KXK.RU