Из каких веществ состоит тарелка: Из каких материалов изготавливают тарелки для еды?

26 Фев

Содержание

Лабораторная посуда: фото и описание, разновидности и назначение

02 ноября 2011

Знакомство с химическими явлениями и различными веществами начинается еще в школьные годы. И именно здесь, при проведении лабораторных работ, и происходит первое знакомство со специальной химической посудой, которая необходима для проведения опытов и исследований. В современных научных лабораториях, помимо фундаментальных изучений, проводятся исследования по прикладным направлениям, к которым относится, например, разработка лекарственных препаратов.

Наличие качественной, удобной в использовании и безопасной в работе с реактивами, химической посуды обеспечивает высокие результаты исследований, проводимых в той или иной лаборатории. В настоящее время промышленность предлагает широкий ассортимент различной лабораторной посуды из фарфора, стекла и пластика, при этом возможно изготовление по индивидуальным эскизам. Но наиболее востребованной является стеклянная лабораторная посуда.

Стекло имеет высокие термоустойчивые показатели, именно поэтому его применение в качестве основного материала при производстве лабораторной посуды является наиболее актуальным. Только в тех случаях, когда его термической устойчивости для проведения определенных работ недостаточно, используются лабораторные предметы, изготовленные из альтернативных материалов. Это может быть металлическая или кварцевая посуда.

Надо отметить, что лабораторная посуда из стекла может быть как прозрачной, так и непрозрачной, способной поглощать ультрафиолетовые лучи. Использование стеклянной посуды при проведении лабораторных исследований позволяет полностью исключить какое-либо воздействие материала на результаты работ. Осуществлять необходимую исследовательскую деятельность, при которой имеется контакт с различными, в том числе ядовитыми веществами, с помощью стеклянной посуды можно без угрозы для здоровья.

Стеклянной лабораторной посудой общего назначения принято считать пробирки, колбы, лейки, тройники, воронки, чаши и многие другие предметы, которые используются по назначению при проведении различных лабораторных работ. Одним из основных факторов при выборе стеклянной посуды для лабораторных работ является не только оптимальная цена, но и качество соответствия требованиям стандарта, к которым относится обязательная маркировка, в частности: обозначение единицы измерения, нанесение матовой поверхности для лабораторных записей, логотип завода-изготовителя, обозначение марки стекла.

К мерной химической посуде, предназначенной для измерения объема жидкостей, относятся мерные колбы, измерительные цилиндры, градуированные пробирки, бюретки, пипетки и мензурки. Поверхностная маркировка на стеклянной химической посуде выполняется с высокой степенью контрастности, что позволяет использовать посуду для окрашенных растворов. При этом маркировка обладает высокой степенью долговечности и стойкости благодаря диффузии специальной краски в стеклянную поверхность. Важно помнить, что мерную посуду нельзя нагревать, она используется исключительно в измерительных целях.

Не менее востребована в химической промышленности и пластиковая лабораторная посуда, которая изготавливается из различных полимерных материалов, обеспечивающих легкий вес и прочность. Изделия из полипропилена имеют ряд своих преимуществ, к которым относится пластичность и высокие качественные характеристики. Такой вид посуды пригоден для разведения концентрированных щелочей и кислот, а также для проведения горячего фильтрования без предварительного нагрева фильтровальных воронок.

Важно, что лабораторная посуда из пластика не уступает по качественным характеристикам стеклянной посуде и при этом она удобна в применении, так как она устойчива к щелочам, кислотам и другим агрессивным веществам. Химическая посуда из пропилена легко моется и быстро сохнет, а также не бьется, что делает ее безопасной в применении. Важным фактором является возможный широкий температурный интервал в использовании пластиковой лабораторной посуды, которая даже при крайне низкой или высокой температуре не меняет свою химическую стойкость.

Очень востребованы на сегодняшний день пластиковые контейнеры, пипетки, наконечники и пробирки, используемые в медицине, фармацевтической и химической промышленностях. Высокие эксплуатационные характеристики полипропилена позволяют увеличивать спектр областей применения пластиковой посуды.

В настоящее время многие лаборатории используют фарфоровую посуду, которая, в отличие от стеклянной, обладает наибольшей термостойкостью и прочностью, вместе с тем, она тяжела и непрозрачна, что делает ее применение актуальным только для узкоспециализированных направлений. Из фарфора чаще всего изготавливают чаши для выпаривания, стаканы, ступки и ложки-шпатели, применяемые при отборе вещества. Тонкостенная фарфоровая посуда способна выдерживать резкие перепады температуры, поэтому в ней очень удобно проводить выпаривание в муфельной печи, на песчаной бане или газовой горелке.

В современном производстве колб, пробирок, воронок, мензурок и пипеток используется высокотехнологичное оборудование, что позволяет сделать такое производство наименее затратным. Это, прежде всего, влияет на приемлемую стоимость лабораторной посуды на выходе. Такую качественную химическую посуду можно купить по доступным ценам, заказав предварительно необходимое количество.

Примечательно, что приобретение лабораторной посуды для различного использования и назначения на сегодняшний день не является проблематичным. Город Москва имеет ряд компаний, которые предлагают широкий ассортимент лабораторного оборудования высокого качества по оптимальным ценам. В каталоге компании, осуществляющей прямые поставки лабораторного оборудования от прямых производителей, имеется лабораторная химическая посуда различного назначения, которая отличается высоким качеством и приемлемыми ценами.

из чего делают и каким он бывает

В Англии в XVIII веке открыли технологию костяного фарфора — с добавлением золы из костей коров. Этот фарфор назвали Bone China, и теперь его выпускают даже в Китае.

В Россию технику изготовления фарфора завезли в конце 40-х гг XVIII века. Первой мануфактурой стал Императорский фарфоровый завод, который позже переименовали в Ленинградский.

Каким бывает фарфор?

По технике изготовления фарфор бывает мягким и твердым.

Твердый фарфор на 47-66% состоит из каолина и по 25% в составе полевого шпата и кварца. Его обжигают при температуре от 1400 до 1460°C. В итоге в нем меньше жидкой фазы, и при обжиге он меньше деформируется.

Самый прочный вид твердого фарфора — костяной. В его состав добавляют до 50% костяной муки, поэтому у него более тонкие и просвечивающие стенки, хотя разбить его сложнее, чем обычный.

В составе мягкого фарфора каолина не больше 25-40%, кварца 45%, а полевого шпата — 30%. Его обжигают при температуре 1300-1350°С. Мягкий фарфор не такой прочный, как твердый, зато более пластичный, поэтому его чаще используют для декоративных предметов: ваз, статуэток, шкатулок.

Фарфор, который делали в Древнем Китае, был как раз мягким, а европейский — твердым.

Расписывают фарфор тоже двумя способами.

Подглазурная роспись — это когда сначала наносят краски, а потом покрывают прозрачной глазурью. Так они держатся дольше и выдерживают многократное мытье.

При надглазурной росписи краски наносят на глазурь. Так они получаются более яркими, но быстрее смываются. Этот способ подходит для декоративных изделий.

В массовом производстве рисунок наносят деколью. Сначала печатают его керамическими красками на гуммированной бумаге, покрытой лаком, а потом наклеивают на посуду и обжигают. Пленка при этом сгорает, а рисунок вплавляется в поверхность. Премиальный фарфор выпускают ограниченными сериями и расписывают вручную.

Если фарфор расписан золотом, серебром или платиной, мыть его нужно особенно аккуратно: вручную, теплой водой, без порошков и жестких губок.

За что так ценят фарфоровую посуду?

Как и вся керамика, фарфор хорошо переносит высокие температуры и сохраняет тепло. В чашке с тонкими стенками чай или кофе остывают, но не до конца — как раз до нужно температуры. При этом можно перелить горячий суп в фарфоровую супницу, и ее ручки не нагреются.

Фарфор долго служит, каким бы хрупким он ни казался. С годами он не темнеет, не впитывает влагу и грязь. Современный фарфор бывает настолько прочным, что его даже можно мыть в посудомоечной машине.

Посуда из фарфора не портит вкус содержимого, не впитывает запахи и не окисляется. В ней можно долго хранить продукты — например, сливочное масло или сахар — и они не потеряют свой вкус. Белоснежный глянцевый фарфор выглядит солидно, подходит для повседневной и праздничной сервировки. На белый фон идеально ложатся любые росписи: яркие или пастельные, краски или позолота.

За счет пластичности из фарфора можно вылепить даже самые мелкие детали и ажурную резьбу. Поэтому так популярны декоративные фигурки и блюда из фарфора.

Фарфоровые чашки с тонкими стенками по весу легче, чем обычная керамика. Поэтому их удобно держать

Как выглядит фарфоровая посуда сегодня

Сегодня фарфоровая посуда переживает новый пик популярности, причем разновидностей ее очень много.

Есть роскошные коллекции ручной работы, с барочным или восточным декором, авторскими росписями и позолотой. Их дарят по особым поводам, используют на торжественных мероприятиях, в дорогих ресторанах и на важных приемах. Есть простая и прочная посуда без декора, которая подходит для кафе или ресторана. На нее можно нанести логотип или использовать как есть, часто мыть в посудомоечной машине и легко заменять, если что-то побьется. Наконец, очень популярны «крафтовые» тарелки и чашки: с неровными краями; монохромной глазурью оливковых, мятных, лавандовых, голубых оттенков; «неряшливыми» росписями. Их используют для декора и сервировки в интерьерах в стиле лофт, кантри, прованс или скандинавских.

Фарфор по-прежнему используют как декор. Блюда и вазы оформляют сюжетными росписями, оригинальными орнаментами, репродукциями классических и авангардных картин. Поэтому фарфоровые изделия удобно подбирать под любой интерьер.

Какими должны быть пропорции углеводов, белка и клетчатки на вашей тарелке

Выбирая свой рацион каждый день, важно делать правильный выбор, чтобы ваш организм получал все необходимое. Ни один продукт не может обеспечить все питательные вещества, которые необходимы организму! Важно разнообразие, умеренность и сбалансированность продуктов.

Моя здоровая тарелка поможет вам перейти на полезное питание и, таким образом, лучше контролировать вес и предотвратить хронические заболевания. Моя здоровая тарелка визуально показывает, как выглядит здоровая, сбалансированная пища, отображая правильные пропорции продуктов разных групп. В каждый прием пищи не требуется включать все группы продуктов.

Какими должны быть пропорции углеводов, белка и клетчатки на вашей тарелке?

Все совсем просто.

Половину тарелки необходимо заполнить овощами или фруктами, в составе которых нет крахмала, например, помидорами, огурцами, морковью, капустой или листовым салатом. Картофель не входит в эту часть тарелки – он содержит крахмал. Важно выбирать овощи разных цветов, так как разные цветовые пигменты приносят иную пользу для здоровья. Способ приготовления овощей влияет на их полезность. Лучше всего включать в рацион свежие овощи и фрукты, однако овощи также можно готовить на пару, гриле, тушить или запекать.

Вторую половину тарелки разделите на 2 части:
– Одну часть заполните белком – мясо (курица, индейка, постная говядина, свинина или баранина), рыба, морепродукты, бобовые и чечевица, яйца, сыр, молочные продукты, орехи.
– Вторую часть тарелки заполните злаками и крахмалосодержащими продуктами – хлеб, рис, макароны, картофель, овсянка, каши из злаковых продуктов. Обработанные злаковые продукты, такие как белый рис, макароны, белый хлеб потеряли свои ценные питательные вещества.

 

Рекомендуется три основных приема пищи в день – завтрак, обед и ужин со сбалансированным и равномерным распределением питательных вещества. Когда вы едите нерегулярно, вы испытываете голод перед едой, что вызывает переедание. Неиспользованная энергия преобразуется в жировой запас.

Как насчет перекусов?

Если вы испытываете голод между приемами пищи, то используйте перекусы, чтобы компенсировать недостаток групп питательных веществ после предыдущих приемов пищи. Старайтесь выбирать здоровые перекусы, например, цельнозерновые продукты, фрукты, овощи, орехи, йогурт или нежирный творог.

Совет!

Распечатайте Моя здоровуя тарелка и прикрепите ее к холодильнику или держите на работе, чтобы регулярно напоминать себе о сбалансированных приемах пищи.

Почему нужно правильно питаться. Зачем нашему организму необходимо питание? Из каких главных веществ состоит наша пища? Какое главное правило питания? Каковы правила поведения за столом?

С пищей в наш организм попадают необходимые питательные вещества, витамины, белки, жиры, углеводы, без них наш организм не может существовать. Белки, жиры, углеводы — именно те соединения, которые наполняют наш организм жизненной силой и служат для него источником необходимых для функционирования элементов. Из них состоят оболочки и внутреннее содержимое наших клеток. Они нужны нам для поддержания тела в нормальном состоянии.

Из белков состоят мышцы, волосы, ногти, внутренние органы и многие другие составляющие человеческого тела.

Жиры — важнейший элемент питания являются основным источником энергии. Поступая с пищей, они принимают участие в обменных процессах. Помимо этого, эти вещества выполняют очень важные функции:

— энергетическую: создают жировые отложения, которые являются запасом резервной энергии организма,

— теплоизолирующую: оберегают организм от переохлаждения,

— защитную: обволакивают внутренние органы тонкой прослойкой.

Углеводы являются основным источником энергии для организма.

Углеводы поставляют в организм глюкозу (сахар), необходимый для работы мышц. Энергия вырабатывается в результате распада глюкозы на составные части.

Углеводы обеспечивают организм витаминами и минералами, они являются строительным материалом для специальных образований в клетках нашего организма — ДНК и РНК, которые отвечают за похожесть детей на родителей, такие образования называют генетическим материалом.

Главный принцип питания – есть надо в меру, прием пищи по возможности должен осуществляться в одно и тоже время, пища должна быть разнообразной.

Правила поведения за столом

В наше время каждый воспитанный человек должен знать эти правила поведения за столом:

• Никогда не спеши первым занять место за столом.

• Помоги девочке сесть за стол, отодвинув для неё стул.

• Сев за стол, не отказывайся от еды. Хозяйку может обидеть такое пренебрежение к её стараниям. Если ты не голоден, попробуй всего понемногу.

• Не следует ударяться в другую крайность — поглощать всё без разбора, не обращая внимания на соседей.

• Если блюдо с угощением, которое ты хочешь попробовать, стоит далеко от тебя, не тянись за ним, а вежливо попроси, чтобы тебе его передали.

• Кушанья на тарелку клади небольшими порциями, не смешивая всё в бесформенную массу.

• Матерчатую салфетку не засовывай за воротник и не повязывай вокруг шеи. Разверни её и положи на колени перед тем, как подадут кушанье. Этой салфеткой не вытирай ни рот, ни столовые приборы. Рот и руки следует вытирать бумажными салфетками. После еды бумажную салфетку положи в тарелку, а матерчатую — рядом с тарелкой.

• Во время еды старайся быть аккуратным. Ешь не торопясь, не разговаривай с полным ртом. Если тебя о чём-то спросили, то, прежде чем ответить, сначала прожуй и проглоти пищу.

• Учись правильно пользоваться столовыми приборами. Не ешь ложкой то, что можно есть вилкой. Не ешь с ножа: это не только некрасиво, но и опасно — можно порезать рот. Нож держи в правой руке, а вилку — в левой. Не перекладывай их из одной руки в другую, пока не съешь всё угощение.

• Если ты уронил нож, вилку или ложку, не поднимай их. В такой ситуации нужно попросить другой прибор и не стараться объяснить свою неловкость, привлекая к себе внимание.

• За столом не делай замечаний соседям. Обнаружив в своей тарелке случайно попавший в неё несъедобный предмет, избавься от него незаметно.

• Мясо нарезай в тарелке маленькими кусочками. Съешь один кусочек — отрежь следующий. Всю порцию нарезать не следует: мясо быстро остынет, а тарелка будет выглядеть неряшливо.

• Старайся есть бесшумно: не дуй на горячую пищу, не прихлёбывай, не чавкай, не стучи столовыми приборами.

• Из общего блюда бери ближний к тебе кусок, ни в коем случае не выбирая себе кусочек, который кажется тебе лучшим.

• Птицу — утку, гуся, курицу, индейку — бери с общей тарелки вилкой и отрезай небольшими кусочками.

• Рыбные косточки вынимаются вилкою или руками.

• Гарнир — картофель, макароны, овощи — набирай на вилку, помогая при этом ножом.

• Никогда не облизывай пальцы; вытирай их бумажной салфеткой.

• Не собирай хлебом соус на тарелке, каким бы вкусным он ни был.

• Косточки от ягод в компоте не выплёвывай на блюдце, а вынь изо рта ложечкой и положи на блюдце.

• После еды грязные нож, вилку, ложку клади только в свою тарелку.

• За столом сиди прямо, не наваливайся на него грудью и не ставь локти на стол.

• Если тебе нужно выйти из-за стола, попроси разрешения у хозяйки.

• Не оставляй чайную ложку в чашке с чаем или кофе. Размешав сахар, положи ложку на блюдце.

Соблюдай правила поведения за столом даже тогда, когда ты ешь один. Это поможет всем твоим навыкам превратиться в постоянные и полезные для тебя привычки.

При этом подразумевается, что за стол не садятся в головном уборе, с немытыми руками, плохо убранными волосами и грязной одежде.

Первичные процессы переработки нефти на НПЗ, ее фракционный состав и устройство ректификационных колонн

Нефть состоит из множества компонентов — фракций, — свойства, область применения и технологии переработки которых различны. Первичные процессы нефтеперерабатывающего производства позволяют выделить отдельные фракции, подготовив тем самым сырье для дальнейшего получения всем нам хорошо знакомых товарных продуктов — бензина, дизеля, керосина и многих других

Стабильность прежде всего

Прежде чем попасть на производство, нефть еще на промысле проходит первоначальную подготовку. При помощи газонефтяных сепараторов из нее удаляют наиболее легкие, газообразные составляющие. Это попутный нефтяной газ (ПНГ), состоящий преимущественно из метана, этана, пропана, бутана и изобутана, то есть из углеводородов, в молекулах которых содержится от одного до четырех атомов углерода (от Ch5 до C4h20). Этот процесс называется стабилизацией нефти — подразумевается, что после него нефть будет сохранять свой углеводородный состав и основные физико-химические свойства при транспортировке и хранении.

Объективно говоря, разгазирование пластовой нефти начинается еще в скважине по мере продвижения ее наверх: из-за падения давления в жидкости газ из нее постепенно выделяется. Таким образом, наверху приходится иметь дело уже с двухфазным потоком — нефть / попутный газ. Их совместное хранение и транспортировка оказываются экономически невыгодными и затруднительными с технологической точки зрения. Чтобы переместить двухфазный поток по трубопроводу, необходимо создать в нем условия постоянного перемешивания, чтобы газ не отделялся от нефти и не создавал в трубе газовые пробки. Все это требует дополнительных затрат. Намного проще оказывается пропустить газонефтяной поток через сепаратор и максимально отделить от нефти ПНГ. Получить абсолютно стабильную нефть, составляющие которой совсем не будут испаряться в атмосферу, практически невозможно. Некоторое количество газа все равно останется и будет извлечено в процессе нефтепереработки.

Кстати, сам попутный нефтяной газ — это ценное сырье, которое может использоваться для получения электроэнергии и тепла, а также в качестве сырья для нефтехимических производств. На газоперерабатывающих заводах из ПНГ получают технически чистые отдельные углеводороды и их смеси, сжиженные газы, серу.

Из истории дистилляции

Дистилляция, или перегонка, — процесс разделения жидкостей путем их испарения и последующей конденсации. Считается, что впервые этот процесс освоили в Древнем Египте, где он применялся при получении из кедровой смолы масла для бальзамирования тел умерших. Позднее смолокурением для получения кедрового масла занимались и римляне. Для этого горшок со смолой ставили на огонь и накрывали шерстяной материей, на которой собиралось масло.

Аристотель описал процесс дистилляции в своей работе «Метеорология», а также упоминал вино, пары которого могу вспыхнуть — косвенно подтверждение того, что его предварительно могли подвергнуть перегонке, чтобы повысить крепость. Из других источников известно, что вино перегоняли в III веке до н. э. в Древнем Риме, правда, не для получения бренди, а для изготовления краски.

Следующие упоминания дистилляции относятся к I веку н. э. и связаны с работами александрийских алхимиков. Позднее этот метод у греков переняли арабы, которые активно использовали его в своих опытах. Также достоверно известно, что дистилляцией алкоголя в XII веке занимались в Салернской врачебной школе. В те времена, впрочем, дистилляты спирта употреблялись не как напиток, а в качестве лекарства. В XIII веке флорентийский медик Тадео Альдеротти впервые осуществил фракционирование (разделение) смеси жидкостей. Первая книга, целиком и полностью посвященная вопросам дистилляции, была опубликована в 1500 году немецким врачом Иеронимом Бруншвигом.

Долгое время для перегонки применялись достаточно простые устройства — аламбик (медный сосуд с трубкой для отвода пара) и реторта (стеклянная кол-ба с узким и длинным наклонным носиком). Техника стала совершенствоваться в XV веке. Однако предшественники современных ректификационных колонн для перегонки нефти, в которых происходит теплообмен между противонаправленными потоками жидкости и пара, появились лишь в середине XIX века. Они позволили получать спирт крепостью 96% с высокой степенью очистки.

Также на месторождении от нефти отделяют воду и механические примеси. После этого она поступает в магистральный нефтепровод и отправляется на нефтеперерабатывающий завод (НПЗ). Прежде чем приступить к переработке, нефть необходимо очистить от содержащихся в ней солей (хлоридов и сульфатов натрия, кальция и магния), которые вызывают коррозию оборудования, оседают на стенках труб, загрязняют насосы и клапаны. Для этого используются электрообессоливающие установки (ЭЛОУ). Нефть смешивают с водой, в результате чего возникает эмульсия — микроскопические капельки воды в нефти, в которых растворяется соль. Получившуюся смесь подвергают воздействию электрического поля, из-за чего капли соленой воды сливаются друг с другом и затем отделяются от нефти.

Нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и неуглеводородных соединений. С помощью первичной перегонки ее можно разделить только на части — дистилляты, содержащие менее сложную смесь. из-за сложного состава нефтяные фракции выкипают в определенных температурных интервалах.

Фракционный состав

Многие процессы на НПЗ требуют подогрева нефти или нефтепродуктов. Для этого используются трубчатые печи. Нагрев сырья до требуемой температуры происходит в змеевиках из труб диаметром 100–200 мм.

Нефть состоит из большого количества разных углеводородов. Их молекулы различаются массой, которая, в свою очередь, определяется количеством составляющих их атомов углерода и водорода. Чтобы получить тот или иной нефтепродукт, нужны вещества с совершенно определенными характеристиками, поэтому переработка нефти на НПЗ начинается с ее разделения на фракции.

Согласно исследованию нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, проведенному Американским нефтяным институтом, номенклатура нефтепродуктов, выпускаемых на современных НПЗ и имеющих индивидуальные спецификации, насчитывает более 2000 пунктов.

В одной фракции нефти могут содержаться молекулы разных углеводородов, но свойства большей части из них близки, а молекулярная масса варьируется в определенных пределах. Разделение фракций происходит путем перегонки нефти (дистилляции), основанной на том, что у разных углеводородов температура кипения различается: у более легких она ниже, у более тяжелых — выше.

Основные фракции нефти определяют по интервалам температур, при которой кипят входящие в них углеводороды: бензиновая фракция — 28—150°C, керосиновая фракция — 150—250°C, дизельная фракция, или газойль, — 250—360°C, мазут — выше 360°C. Например, при температуре 120°C большая часть бензина уже испарилась, но керосин и дизельное топливо находятся в жидком состоянии. Когда температура поднимается до 150°C, начинает кипеть и испаряться керосин, после 250°C — дизель.

Существует ряд специфических названий фракций, используемых в нефтепереработке. Так, например, головной пар — это наиболее легкие фракции нефти, полученные при первичной переработке. Их разделяют на газообразную составляющую и широкую бензиновую фракцию. Боковые погоны — это керосиновая фракция, легкий и тяжелый газойль.

От колонны к колонне

Ректификационная колонна

Ректификационная колонна — вертикальный цилиндр, внутри которого расположены специальные перегородки (тарелки или насадки). Пары нагретой нефти подаются в колонну и поднимаются вверх. Чем более легкие фракции испаряются, тем выше они поднимутся в колонне. Каждую тарелку, расположенную на определенной высоте, можно рассматривать как своего рода фильтр — в прошедших ее парах остается все меньшее количество тяжелых углеводородов. Часть паров, конденсировавшихся на определенной тарелке или не достигнув ее, стекает вниз. Эта жидкость, носящая название флегмы, встречается с поднимающимся паром, происходит теплообмен, в результате которого низкокипящие составляющие флегмы снова превращаются в пар и поднимаются вверх, а высококипящие составляющие пара конденсируются и стекают вниз с оставшейся флегмой. Таким образом удается достичь более точного разделения фракций. Чем выше ректификационная колонна и чем больше в ней тарелок, тем более узкие фракции можно получить. На современных НПЗ высота колонн превышает 50 м.

Простейшую атмосферную перегонку нефти можно провести путем обычного нагревания жидкости и дальнейшей конденсации паров. Весь отбор здесь заключается в том, что собирается конденсат паров, образовавшихся в разных интервалах температуры кипения: сначала выкипают и затем конденсируются легкие низкокипящие фракции, а затем средние и тяжелые высококипящие фракции углеводородов. Конечно, при таком способе говорить о разделении на узкие фракции не приходится, так как часть высококипящих фракций переходит в дистиллят, а часть низкокипящих не успевает испариться в своем температурном диапазоне. Чтобы получить более узкие фракции, применяют перегонку с ректификацией, для чего строят ректификационные колонны

50
метров и больше может достигать высота ректификационных колонн на современных нпз

Отдельные фракции могут подвергаться и повторной атмосферной перегонке для разделения на более однородные компоненты. Так, из бензинов широкого фракционного состава получают бензольную, толуольную и ксилольную фракции — сырье для получения индивидуальных ароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола). Повторной перегонке и дополнительному разделению могут подвергать и дизельную фракцию.

Перегонка нефти на современных атмосферных установках может осуществляться как однократное испарение в одной ректификационной колонне, двукратное испарение в двух последовательно расположенных колоннах или перегонка с предварительным испарением легких фракций в колонне предварительного испарения.

Перегонка нефти на современных атмосферных установках и на атмосферных секциях комбинированных установок может осуществляться разными способами: как однократное испарение в одной ректификационной колонне, двукратное испарение в двух последовательно расположенных колоннах или перегонка с предварительным испарением легких фракций в колонне предварительного испарения. Также ректификационные колонны могут быть вакуумными, где конденсация паров происходит при минимальном давлении.

Фракции, кипящие при температуре свыше 360°C, при атмосферной перегонке (перегонке при атмосферном давлении) не отделяются, так как при более высокой температуре начинается их термическое разложение (крекинг): крупные молекулы распадаются на более мелкие и состав сырья меняется. Чтобы этого избежать, остаток атмосферной дистилляции (мазут) подвергают перегонке в вакуумной колонне. Так как в вакууме любая жидкость кипит при более низкой температуре, это позволяет разделить и более тяжелые составляющие. На этом этапе выделяются фракции смазочных масел, сырье для термического или каталитического крекинга, гудрон.

В ходе первичной переработки получают разные виды сырья, которые затем будут подвергаться химическим преобразованиям в рамках вторичных процессов. У них уже привычные названия — бензин, керосин, дизель, — но они еще не соответствуют требованиям к товарным нефтепродуктам. Их дальнейшая трансформация необходима, чтобы улучшить потребительские качества, очистить, создать продукты с заданными характеристиками и повысить глубину переработки нефти.

Теория кинетических тарелок — Справочник химика 21

    В термодинамической теории массообменных процессов разделения при переходе от составов фаз в одном межтарелочном отделении к составам фаз в соседнем за количественную основу принимается гипотеза теоретической тарелки ступени). Особенность этой теории состоит в том, что она не занимается вопросом о механизме процесса и не исследует диффузионной природы и кинетической картины явления массопередачи на контактной ступени. Теория массообменных процессов разделения, основанная на концепции теоретической тарелки (ступени), изучает предельные условия проведения процесса и устанавливает эталоны, сравнением с которыми можно получить правильное суждение [c.122]
    Чтобы определить эффективность разделения различных колонок, используют число теоретических тарелок N и высоту тарелки Я из кинетической теории.[c.247]

    Основы теории и ее главная идея. В кинетической теории рассматривается отдельно каждый из механизмов, который может внести свой вклад в размывание зон. Выведено математическое выражение зависимости между высотой тарелки и переменными, значительно влияющими на механизм размывания зон. Эти отдельные частные соотношения объединяют для получения общего уравнения высоты тарелки  [c.535]

    Кинетическая теория хроматографии основное внимание уделяет кинетике процесса, связывая высоту, эквивалентную теоретической тарелке, с процессами диффузии, медленным установлением равновесия и неравномерностью процесса. Высота, эквивалентная теоретической тарелке, связана со скоростью потока уравнением Ван-Деемтера  [c.324]

    Эффективность колонки. По кинетической теории эффективность колонки выражается высотой, эквивалентной теоретической тарелке, Н. которая определяется следующим образом  [c.262]

    A. А. Жуховицкий, исходя из кинетической теории хроматографии, вывел для высоты эквивалентной теоретической тарелки уравнение [c.16]

    Здесь Dg — коэффициент молекулярной диффузии в газе — константа скорости десорбции вещества с поверхности. Эта константа может быть оценена с помощью молекулярно-кинетической теории газов, однако достаточное количество экспериментальных данных оказалось возможным собрать только для смеси одной пары веществ — ацетона и хлороформа. Кан провел необходимые расчеты, считая, что один из компонентов этой смеси нанесен на стенки капиллярной колонки диаметром 0,2 мм в виде пленки толщиной 0,2 мкм и является сорбентом, а другой является сорбатом. При этом константа к оказалась равной 2,04-10 см сек, откуда было вычислено, что размывание зоны, связанное с сопротивлением массопередаче на границе жидкой и газообразной фаз, соответствует около 52% общей высоты, эквивалентной теоретической тарелке. [c.35]

    Постановка задачи о расчете и моделировании ионообменного реактора приводит к сложным математическим зависимостям, которые, как правило, являются трудноразрешимыми даже при использовании ЭВМ. Поэтому в настоящее время остается весьма актуальной задача по разработке таких инженерных методов расчета ионообменной аппаратуры, которые позволили бы получить надежные результаты при сравнительно малых затратах. Применяемые в настоящее время равновесные теории, использующие такие понятия, как теоретическая тарелка и высота единицы переноса, не отражают основных физико-химических особенностей процесса ионного обмена. В лучшем случае они демонстрируют лишь принципиальную возможность приближенного расчета ионообменных реакторов с использованием основных положений теории массообменных процессов. Между тем известно, что надежное математическое описание, анализ и расчет подобного рода процессов и аппаратов могут быть осуществлены только на основе неравновесных теорий, учитывающих кинетические закономерности процесса. [c.95]


    Серьезного внимания в этом отношении заслуживает работа Жуховицкого , который исходя из собственной, так называемой кинетической теории хроматографии, нашел для высоты теоретической тарелки следующее выражение  [c. 24]

    В самом деле, процесс ректификации в колонном аппарате протекает в условиях тесного контактирования паровых и жидких потоков и приводит к сложной картине взаимодействия фаз, обменивающихся энергией и веществом. Качественная картина этого сложного явления в первом приближении представляется как двусторонний массо- и энергообмен, количественно оцениваемый па основе гипотезы идеального контакта. Попытки более глубокого исследования кинетической природы процессов обмена веидеством и энергией на контактной ступени не привели еще к установлению достаточно обоснованных и надежных зависимостей, позволяющих заменить метод теоретической тарелки, основанный на статическом представлении процесса, кинетическими зависимостями, описывающими протекание процесса во времени. Поэтому при проектировании ректификационной колонны следует сочетать данные теории с опытными показателями, полученными при лабораторных испытаниях или снятыми с действующих установок и обобщающими практический опыт работы передовиков-новаторов.[c.5]

    Динамическая теория. Расширение полос с увеличением длины слоя сорбента для разделения можно объяснить на основе кинетических эффектов, например диффузии. Исходя из расширенной теории теоретических тарелок [26], Ван Димтер, Цуидервег и Клинкенберг [27] дали выражение, из которого можно определить взаимосвязь между высотой теоретической ступени разделения /г = ВЭТТ (высота, эквивалентная одной теоретической тарелке) и кинетическими явлениями. Фактор к — наиболее часто применяемая величина для оценки степени разделения веществ на колонке. [c.347]

    Одна из главных задач теории неравновесной хроматографии — изучение причин размывания хроматографических полос. Это явление может быть обусловлено диффузионными и кинетическими факторами. Их влияние на процесс разделения может быть настолько велико, что даже при значительной разнице коэффициентов распределения вещества могут не разделиться. Явление размывания полос в реальной хроматографической колонке очень сложно и может быть описано лишь приближенно на основе теорий, устанавливающих зависимость между мерой размывания и указанными факторами. Для описания неравновесной ГХ чаще всего используются теория теоретических тарелок и теория эффективной диффузии. Обе теории основаны на допущении о том, что хроматографический процесс протекает в линейной области изотермы распределения (п ГЖХ) или изотермы адсорбции (в ГАХ), Количественной мерой размывания в первом случае является высота теоретической тарелки Н, во втором — эффективный коэффициент диффузии Дэфф. [c.334]

    Теория, которая избегает допущения установления мгновенного равновесия и других недостатков концепции теоретических тарелок, должна основываться на скорости, с которой может в действительности установиться равновесие в обычных условиях хроматографии. К тому же должны быть рассмотрены скорости диффузии в подвижной и стационарной фазах. Хроматографические теории, основное внимание в которых акцентировано на кинетике, называют кинетическими теориями , хотя было бы более точно использовать термин линейная неидеальная теория . Первое подробное изложение такой теории было дано датскими химиками ван Деемтером, Клинкенбергом и Зюйдервегом в 1956 г. общее уравнение для расчета величины тарелки как функции скорости движения подвижной фазы иногда называют уравнением ван Деемте-ра. Дальнейшее развитие эта теория получила главным образом благодаря работам американского химика Дж. Калвина Гиддингса. Интересующиеся читатели найдут обширное и доступное изложение основ современной хроматографической теории в его книге, ссылка на которую приведена в списке литературы, помещенном в конце главы. [c.535]

    Скорость движения газа-носителя и эффективность колонки. Кинетическая теория хроматографии удовлетворительно объясняет зависимость высоты тарелки Я от скорости передвижения у подвижной фазы, и потому для газо-жидкостных хроматографических колонок можно наблюдать зависимости, подобные изображенным на рис. 16-8. При оптимальной скорости газа-носителя для аналитических колонок с внутренним диаметром 2,5 мм Я обычно составляет около 0,4 мм. Определение оптимальной скорости движения газа-носителя чрезвычайно просто, поэтому начинающие заниматься хроматографией обычно охотно вьгполняют это измерение, однако после этого всегда необходимо убедиться, что полученные результаты соответствуют наиболее оптимальному режиму. Если скорость будет больше, чем требуется, то такая небрежность может привести к лишней затрате времени. В любом эксперименте скорость потока газа-носителя должна быть по возможности наибольшей. Этим самым зачастую можно значительно сократить время анализа без каких-либо серьезных потерь в разрешении. [c.573]


    Кинетические свойства веществ определяются с помощью уравнения высоты, эквивалентной теоретической тарелке. В настоящее время наиболее обоснованной теорией размытия в наса-дочной колонке считается сопряженная модель Гиддингса [78], дополненная представлениями о внешнедиффузионной массо-передаче, развитыми Жуховицким [4]. Высота, эквивалентная теоретической тарелке, [c.19]

    Метод теоретической тарелки не может быть пока заменен в теории ректификации кинетическими зависимостями, количественно точно характеризующими массонередачу на практической тарелке. Однако в этом иаправленпп ведется пптенсивная исследовательская работа, п может быть в недалеком будущем удастся дополнить выводы термодинамической теории, не ирпнимающе во внимание фактора времени, кинетическими зависимостями, учитывающими эту важную координату.[c.79]


Зачем нашему организму необходимо питание?

Правила поведения за столом

В наше время каждый воспитанный человек должен знать эти правила поведения за столом:

• Никогда не спеши первым занять место за столом.

• Помоги девочке сесть за стол, отодвинув для неё стул.

• Сев за стол, не отказывайся от еды. Хозяйку может обидеть такое пренебрежение к её стараниям. Если ты не голоден, попробуй всего понемногу.

• Не следует ударяться в другую крайность — поглощать всё без разбора, не обращая внимания на соседей.

• Если блюдо с угощением, которое ты хочешь попробовать, стоит далеко от тебя, не тянись за ним, а вежливо попроси, чтобы тебе его передали.

• Кушанья на тарелку клади небольшими порциями, не смешивая всё в бесформенную массу.

• Матерчатую салфетку не засовывай за воротник и не повязывай вокруг шеи. Разверни её и положи на колени перед тем, как подадут кушанье. Этой салфеткой не вытирай ни рот, ни столовые приборы. Рот и руки следует вытирать бумажными салфетками. После еды бумажную салфетку положи в тарелку, а матерчатую — рядом с тарелкой.

• Во время еды старайся быть аккуратным. Ешь не торопясь, не разговаривай с полным ртом. Если тебя о чём-то спросили, то, прежде чем ответить, сначала прожуй и проглоти пищу.

• Учись правильно пользоваться столовыми приборами. Не ешь ложкой то, что можно есть вилкой. Не ешь с ножа: это не только некрасиво, но и опасно — можно порезать рот. Нож держи в правой руке, а вилку — в левой. Не перекладывай их из одной руки в другую, пока не съешь всё угощение.

• Если ты уронил нож, вилку или ложку, не поднимай их. В такой ситуации нужно попросить другой прибор и не стараться объяснить свою неловкость, привлекая к себе внимание.

• За столом не делай замечаний соседям. Обнаружив в своей тарелке случайно попавший в неё несъедобный предмет, избавься от него незаметно.

• Мясо нарезай в тарелке маленькими кусочками. Съешь один кусочек — отрежь следующий. Всю порцию нарезать не следует: мясо быстро остынет, а тарелка будет выглядеть неряшливо.

• Старайся есть бесшумно: не дуй на горячую пищу, не прихлёбывай, не чавкай, не стучи столовыми приборами.

• Из общего блюда бери ближний к тебе кусок, ни в коем случае не выбирая себе кусочек, который кажется тебе лучшим.

• Птицу — утку, гуся, курицу, индейку — бери с общей тарелки вилкой и отрезай небольшими кусочками.

• Рыбные косточки вынимаются вилкою или руками.

• Гарнир — картофель, макароны, овощи — набирай на вилку, помогая при этом ножом.

• Никогда не облизывай пальцы; вытирай их бумажной салфеткой.

• Не собирай хлебом соус на тарелке, каким бы вкусным он ни был.

• Косточки от ягод в компоте не выплёвывай на блюдце, а вынь изо рта ложечкой и положи на блюдце.

• После еды грязные нож, вилку, ложку клади только в свою тарелку.

• За столом сиди прямо, не наваливайся на него грудью и не ставь локти на стол.

• Если тебе нужно выйти из-за стола, попроси разрешения у хозяйки.

• Не оставляй чайную ложку в чашке с чаем или кофе. Размешав сахар, положи ложку на блюдце.

Соблюдай правила поведения за столом даже тогда, когда ты ешь один. Это поможет всем твоим навыкам превратиться в постоянные и полезные для тебя привычки.

При этом подразумевается, что за стол не садятся в головном уборе, с немытыми руками, плохо убранными волосами и грязной одежде.

10.4 Плиты, движения плит и процессы на границе плит – физическая геология

Континентальный дрейф и расширение морского дна получили широкое признание примерно в 1965 году, когда все больше и больше геологов начали мыслить в этих терминах. К концу 1967 года земная поверхность была нанесена на карту в виде серии плит (рис. 10.16). Основными плитами являются Евразия, Тихий океан, Индия, Австралия, Северная Америка, Южная Америка, Африка и Антарктика. Есть также множество небольших плит (например, Хуан-де-Фука, Наска, Шотландия, Филиппины, Карибский бассейн) и множество очень маленьких плит или субплит. Например, плита Хуан-де-Фука на самом деле представляет собой три отдельные плиты (Горда, Хуан-де-Фука и Эксплорер), которые движутся в одном и том же общем направлении, но с немного разными скоростями.

Рис. 10.16. Карта, показывающая 15 тектонических плит Земли и примерные скорости и направления движения плит. [SE после USGS, http://en.wikipedia.org/wiki/Plate_tectonics#/media/File:Plates_tect2_en.svg]

 

Скорость движения основных плит колеблется от менее 1 см/год до более 10 см/год.Тихоокеанская плита является самой быстрой со скоростью более 10 см в год в некоторых областях, за ней следуют Австралийская плита и плита Наска. Североамериканская плита — одна из самых медленных, в среднем от 1 см/год на юге до почти 4 см/год на севере.

Плиты движутся как твердые тела, поэтому может показаться удивительным, что Северо-Американская плита может двигаться с разной скоростью в разных местах. Объясняется это тем, что плиты движутся вращательно. Североамериканская плита, например, вращается против часовой стрелки; Евразийская плита вращается по часовой стрелке.

Границы между пластинами бывают трех типов: расходящиеся (т.е. раздвигающиеся) , сходящиеся (т.е. движущиеся вместе) и трансформирующие (идущие рядом). Прежде чем говорить о процессах на границах плит, важно отметить, что между плитами никогда не бывает промежутков. Плиты состоят из земной коры и литосферной части мантии (рис. 10.17), и хотя они все время движутся и в разных направлениях, между ними никогда не бывает значительного промежутка.Считается, что плиты движутся по границе литосферы и астеносферы, так как астеносфера является зоной частичного плавления. Предполагается, что относительная непрочность зоны частичного плавления способствует скольжению литосферных плит.

Рис. 10.17 Кора и верхняя мантия. Тектонические плиты состоят из литосферы, включающей земную кору и литосферную (жесткую) часть мантии. [SE]

 

В центрах спрединга литосферная мантия может быть очень тонкой, потому что восходящее конвективное движение горячего материала мантии создает температуры, которые слишком высоки для существования значительной толщины жесткой литосферы (рис. 10.12). Тот факт, что плиты включают как материал коры, так и материал литосферной мантии, позволяет одной плите состоять как из океанической, так и из континентальной коры. Например, Североамериканская плита включает в себя большую часть Северной Америки плюс половину северной части Атлантического океана. Точно так же Южно-Американская плита простирается через западную часть южной части Атлантического океана, в то время как Европейская и Африканская плиты включают в себя часть восточной части Атлантического океана. Тихоокеанская плита почти полностью покрыта океаном, но включает часть Калифорнии к западу от разлома Сан-Андреас.

Дивергентные границы — это границы спрединга, где новая океаническая кора образуется из магмы, образовавшейся в результате частичного плавления мантии, вызванного декомпрессией, когда горячие породы мантии из глубины перемещаются к поверхности (рис. 10.18). Треугольная зона частичного плавления вблизи гребня хребта имеет мощность около 60 км, а доля магмы составляет около 10% от объема породы, что приводит к образованию коры толщиной около 6 км. Наиболее расходящиеся границы расположены на океанических хребтах (хотя некоторые и на суше), и материал земной коры, образующийся на спрединговой границе, всегда имеет океанический характер; другими словами, это основная магматическая порода (т.г., базальт или габбро, богатые железо-магнезиальными минералами). Скорость распространения значительно варьируется: от 1 см/год до 3 см/год в Атлантике и от 6 см/год до 10 см/год в Тихом океане. Некоторые из процессов, происходящих в этом параметре, включают:

  • Магма из мантии выталкивается вверх, чтобы заполнить пустоты, образовавшиеся в результате расхождения двух плит
  • Подушечные лавы , образующиеся там, где магма выталкивается в морскую воду (рис. 10.19)
  • Вертикальные пластинчатые дайки, внедряющиеся в трещины, образовавшиеся в результате распространения
  • Магма остывает медленнее в нижней части новой коры и образует тела габбро
Рисунок 10.18 Общие процессы, происходящие на расходящейся границе. Область внутри заштрихованного белого прямоугольника показана на рис. 10.19. [SE]

 

Рис. 10.19. Изображение процессов и материалов, образующихся на расходящейся границе [SE по Keary and Vine, 1996, Global Tectonics (2ed), Blackwell Science Ltd., Oxford]

 

Предполагается, что спрединг начинается в пределах континентальной области с изгиба или куполообразия, связанного с нижележащим мантийным плюмом или серией мантийных плюмов.Плавучесть материала мантийного плюма создает купол внутри коры, заставляя ее разламываться по радиальной схеме с тремя ответвлениями, разнесенными примерно на 120° (рис. 10.20). Когда под большим континентом существует ряд мантийных плюмов, образовавшиеся трещины могут выровняться и привести к образованию рифтовой долины (например, современной Великой рифтовой долины в восточной Африке). Предполагается, что этот тип долины в конечном итоге превращается в линейное море (такое как современное Красное море) и, наконец, в океан (такой как Атлантический). Вполне вероятно, что целых 20 мантийных плюмов, многие из которых существуют до сих пор, были ответственны за инициирование рифтогенеза Пангеи вдоль того места, которое сейчас является Срединно-Атлантическим хребтом (см. рис. 10.14).

Рисунок 10.20. Изображение процесса формирования купола и трехчастного рифта (слева) и континентального рифтогенеза между африканской и южноамериканской частями Пангеи около 200 млн лет назад (справа) [ЮВ]

 

Конвергентные границы, где две плиты движутся навстречу друг другу, бывают трех типов, в зависимости от типа земной коры, присутствующей по обе стороны от границы — океанической или континентальной.Типы океан-океан, океан-континент и континент-континент.

На конвергентной границе океан-океан одна из плит (океаническая кора и литосферная мантия) подталкивается или погружается , под другую. Часто более старая и более холодная плита более плотная и погружается под более молодую и горячую плиту. Обычно вдоль границы проходит океанская впадина. Субдуцированная литосфера спускается в горячую мантию под относительно небольшим углом вблизи зоны субдукции, но под более крутым углом дальше вниз (примерно до 45°).Как обсуждалось в контексте связанного с субдукцией вулканизма в Главе 4, значительный объем воды внутри погружающегося материала высвобождается по мере нагревания погружающейся коры. Эта вода в основном образуется в результате превращения пироксена и оливина в серпентин возле спредингового хребта вскоре после образования породы. Она смешивается с вышележащей мантией, и добавление воды к горячей мантии снижает температуру плавления земной коры и приводит к образованию магмы (флюсовое плавление). Магма, которая легче окружающего материала мантии, поднимается через мантию и вышележащую океаническую кору на дно океана, где образует цепь вулканических островов, известную как островная дуга.Зрелая островная дуга превращается в цепь относительно крупных островов (таких как Япония или Индонезия) по мере выдавливания все большего количества вулканического материала и накопления осадочных пород вокруг островов.

Как описано выше в контексте зон Бениоффа (рис. 10.10), землетрясения происходят близко к границе между погружающейся корой и преобладающей корой. Самые сильные землетрясения происходят у поверхности, где погружающаяся плита еще холодная и сильная.

Рис. 10.21 Конфигурация и процессы конвергентной границы океан-океан [SE]

 

Примерами зон конвергенции океан-океан являются субдукция Тихоокеанской плиты к югу от Аляски (Алеутские острова) и к западу от Филиппин, субдукция Индийской плиты к югу от Индонезии и субдукция Атлантической плиты под Карибскую плиту (рис. 10.21).

На конвергентной границе океан-континент океаническая плита подталкивается под континентальную плиту таким же образом, как и на границе океан-океан. Отложения, накопившиеся на континентальном склоне , выбрасываются вверх в аккреционный клин, а сжатие приводит к надвигам внутри континентальной плиты (рис. 10.22). Основная магма, образующаяся рядом с зоной субдукции, поднимается к основанию континентальной коры и приводит к частичному плавлению пород земной коры. Образовавшаяся магма поднимается сквозь земную кору, образуя горную цепь с множеством вулканов.

Рис. 10.22 Конфигурация и процессы конвергентной границы океан-континент [SE]

 

Примерами конвергентных границ океан-континент являются субдукция плиты Наска под Южную Америку (которая создала Анды) и субдукция плиты Хуан-де-Фука под Северную Америку (создание гор Гарибальди, Бейкер, Сент-Хеленс, Рейнир, Худ и Шаста, известные под общим названием Каскадный хребет).

Столкновение континента с континентом происходит, когда континент или большой остров, сдвинутый вместе с погружающейся океанической корой, сталкивается с другим континентом (рис. 10.23). Сталкивающийся континентальный материал не будет субдуцирован, потому что он слишком легкий (то есть потому, что он состоит в основном из легких континентальных пород [SIAL]), но корень океанической плиты в конечном итоге оторвется и погрузится в мантию. Происходит огромная деформация ранее существовавших континентальных пород и образование гор из этой породы, из любых отложений, скопившихся вдоль берегов (т. э., в пределах геосинклиналей) обеих континентальных масс, а часто также из некоторого вещества океанической коры и верхней мантии.

Рис. 10.23 Конфигурация и процессы конвергентной границы континент-континент [SE]

 

Примерами конвергентных границ между континентами являются столкновение Индийской плиты с Евразийской плитой, создавшее Гималаи, и столкновение Африканской плиты с Евразийской плитой, создавшее ряд хребтов, простирающихся от Альп в Европе до Горы Загрос в Иране.Скалистые горы в Британской Колумбии и Альберта также являются результатом столкновений континентов.

Трансформные границы существуют там, где одна плита скользит мимо другой без образования или разрушения материала земной коры. Как объяснялось выше, большинство трансформных разломов соединяют сегменты срединно-океанических хребтов и, таким образом, являются границами океано-океанических плит (рис. 10.15). Некоторые трансформные разломы соединяют континентальные части плит. Примером может служить разлом Сан-Андреас, соединяющий южную оконечность хребта Хуан-де-Фука с северной оконечностью Восточно-Тихоокеанского поднятия (хребта) в Калифорнийском заливе (рис. 10.24 и 10.25). Часть Калифорнии к западу от разлома Сан-Андреас и вся Нижняя Калифорния находятся на Тихоокеанской плите. Трансформационные разломы не просто соединяют расходящиеся границы. Например, разлом Королевы Шарлотты соединяет северную оконечность хребта Хуан-де-Фука, начиная с северной оконечности острова Ванкувер, с Алеутской зоной субдукции.

Рисунок 10.24. Разлом Сан-Андреас простирается от северной оконечности Восточно-Тихоокеанского поднятия в Калифорнийском заливе до южной оконечности хребта Хуан-де-Фука.Все красные линии на этой карте — трансформационные разломы. [SE]

 

Рис. 10.25. Разлом Сан-Андреас в Паркфилде в центральной Калифорнии. Человек в оранжевой рубашке стоит на Тихоокеанской платформе, а человек на противоположной стороне моста находится на Североамериканской платформе. Мост спроектирован так, чтобы скользить по его основанию. [SE]

Упражнение 10.4 Другой тип ошибки преобразования

На этой карте показаны плиты Хуан-де-Фука (JDF) и исследовательские плиты у побережья острова Ванкувер. Мы знаем, что плита JDF движется к Северо-Американской плите со скоростью от 4 до 5 см/год. Мы думаем, что Плита Исследователя также движется на восток, но мы не знаем ее скорости, и есть свидетельства того, что она медленнее, чем Плита JDF.

Границей между двумя плитами является разлом Нутка, который является местом частых землетрясений от малых до средних (до магнитуды ~5), как показано красными звездами. Объясните, почему разлом Нутка является трансформным разломом, и покажите относительное направление движения вдоль разлома двумя маленькими стрелками.

Как первоначально описал Вегенер в 1915 году, нынешние континенты когда-то были частью суперконтинента, который он назвал Пангея ( вся земля ). Более поздние исследования континентальных совпадений и магнитного возраста пород океанского дна позволили нам реконструировать историю распада Пангеи.

Пангея начала раскалываться вдоль линии между Африкой и Азией и между Северной Америкой и Южной Америкой около 200 млн лет назад. В этот же период между северной Африкой и Северной Америкой начал открываться Атлантический океан, а Индия отделилась от Антарктиды.Между 200 и 150 млн лет назад начался рифтогенез между Южной Америкой и Африкой и между Северной Америкой и Европой, и Индия двинулась на север в сторону Азии. К 80 млн лет назад Африка отделилась от Южной Америки, большая часть Европы отделилась от Северной Америки, а Индия отделилась от Антарктиды. К 50 млн лет назад Австралия отделилась от Антарктики, а вскоре после этого Индия столкнулась с Азией. Чтобы самостоятельно увидеть время этих процессов, перейдите по ссылке: http://barabus.tru.ca/geol1031/plates.html.

За последние несколько миллионов лет рифтогенез произошел в Аденском заливе и Красном море, а также в Калифорнийском заливе.Зарождающийся рифтогенез начался вдоль Великой рифтовой долины восточной Африки, простирающейся от Эфиопии и Джибути в Аденском заливе (Красное море) на юг до Малави.

В течение следующих 50 миллионов лет, вероятно, произойдет полное развитие восточно-африканского разлома и образование нового дна океана. В конце концов Африка расколется. Также продолжится северное движение Австралии и Индонезии. Западная часть Калифорнии (включая Лос-Анджелес и часть Сан-Франциско) отделится от остальной части Северной Америки и, в конечном итоге, пройдет вдоль западного побережья острова Ванкувер на пути к Аляске.Поскольку океаническая кора, образовавшаяся в результате спрединга срединно-атлантического хребта, в настоящее время не подвергается субдукции (за исключением Карибского бассейна), Атлантический океан постепенно увеличивается, а Тихий океан становится меньше. Если так будет продолжаться без изменений еще пару сотен миллионов лет, мы вернемся к тому, с чего начали, к одному суперконтиненту.

Пангея, существовавшая примерно от 350 до 200 млн лет назад, не была первым суперконтинентом. Ему предшествовали Паннотия (от 600 до 540 млн лет назад), Родиния (от 1100 до 750 млн лет назад) и другие до этого.

В 1966 году Тузо Уилсон предположил, что существовала непрерывная серия циклов континентального рифтогенеза и столкновения; то есть распад суперконтинентов, дрейф, столкновение и образование других суперконтинентов. В настоящее время Северная и Южная Америка, Европа и Африка перемещаются вместе с соответствующими частями Атлантического океана. Восточные окраины Северной и Южной Америки и западные окраины Европы и Африки называются пассивными окраинами , поскольку вдоль них не происходит субдукции.

Однако такая ситуация может продолжаться недолго. По мере того, как дно Атлантического океана отягощается по краям большой толщей континентальных отложений (т. е. геосинклиналей), оно будет оттесняться все дальше и дальше в мантию, и, в конце концов, океаническая литосфера может отделиться от континентальной литосферы (рис. 10.26). . Разовьется зона субдукции, и океаническая плита начнет погружаться под континент. Как только это произойдет, континенты больше не будут продолжать раздвигаться, потому что спрединг срединно-атлантического хребта будет происходить за счет субдукции.Если распространение вдоль Срединно-Атлантического хребта будет продолжаться медленнее, чем распространение в Тихом океане, Атлантический океан начнет смыкаться, и в конце концов (через 100 миллионов лет и более) Северная и Южная Америка столкнутся с Европой и Африкой.

Рисунок 10.26 Развитие зоны субдукции на пассивной окраине. Времена А, В и С разделены десятками миллионов лет. Как только океаническая кора отколется и начнет погружаться, континентальная кора (в данном случае Северная Америка) больше не будет смещаться на запад и, скорее всего, начнет двигаться на восток, потому что скорость спрединга в Тихоокеанском бассейне выше, чем в Атлантический бассейн.[SE]

На окраинах Атлантического океана есть веские доказательства того, что этот процесс происходил раньше. Корни древних горных поясов, которые присутствуют вдоль восточной окраины Северной Америки, западной окраины Европы и северо-западной окраины Африки, показывают, что эти массивы суши когда-то сталкивались друг с другом, образуя горную цепь, возможно, такую ​​же большую. как Гималаи. Очевидная линия столкновения проходит между Норвегией и Швецией, между Шотландией и Англией, через Ирландию, Ньюфаундленд и Приморье, через северо-восточные и восточные штаты и через северную оконечность Флориды. Когда примерно 200 млн лет назад начался рифтогенез Пангеи, трещины шли по линии, отличной от линии более раннего столкновения. Вот почему некоторые из горных цепей, образовавшихся во время более раннего столкновения, можно проследить из Европы в Северную Америку и из Европы в Африку.

То, что разлом Атлантического океана мог произойти примерно в одном и том же месте во время двух отдельных событий с разницей в несколько сотен миллионов лет, вероятно, не является совпадением. Ряд горячих точек, которые были идентифицированы в Атлантическом океане, могли также существовать в течение нескольких сотен миллионов лет и, таким образом, могли способствовать рифтогенезу примерно в одном и том же месте по крайней мере в двух отдельных случаях (рис.27).

Рис. 10.27. Сценарий для цикла Уилсона. Цикл начинается с континентального рифтогенеза над серией мантийных плюмов (А). Континенты расходятся (В), а через некоторое время снова сходятся, образуя складчато-поясную горную цепь. В конце концов рифт повторяется, возможно, из-за того же набора мантийных плюмов (D), но на этот раз рифт находится в другом месте. [SE]

Упражнение 10.5 Как добраться до K Теперь плиты и их границы

На этой карте показаны границы между основными плитами.Не обращаясь к карте тарелок на рис. 10.16 или каким-либо другим ресурсам, запишите названия как можно большего числа тарелок. Начните с больших пластин, а затем работайте над более мелкими. Не волнуйтесь, если вы не можете назвать их всех.

После того, как вы назвали большинство тарелок, нарисуйте стрелки, чтобы показать общее движение тарелок. Наконец, используя маркер или цветной карандаш, обозначьте как можно больше границ расходящимся, сходящимся или трансформируемым. [карта SE]

Информация и факты о тектонике плит

Существует несколько крупных плит и десятки меньших или второстепенных плит.Шесть основных названы в честь континентов, входящих в их состав, таких как Североамериканская, Африканская и Антарктическая плиты. Хотя миноры меньше по размеру, они не менее важны, когда дело доходит до формирования Земли. Крошечная плита Хуан-де-Фука в значительной степени ответственна за вулканы, которые усеивают тихоокеанский северо-запад Соединенных Штатов.

Плиты составляют внешнюю оболочку Земли, называемую литосферой. (Это включает в себя кору и самую верхнюю часть мантии.) Вспенивающие потоки в расплавленных породах под ними продвигают их вперед, как мешанину конвейерных лент в аварийном состоянии.Большая часть геологической активности связана с взаимодействием, где плиты встречаются или расходятся.

Движение плит создает три типа тектонических границ: конвергентные, когда плиты переходят одна в другую; расходящиеся, когда плиты раздвигаются; и преобразование, при котором плиты движутся боком по отношению друг к другу.

Они перемещаются со скоростью от одного до двух дюймов (от трех до пяти сантиметров) в год.

Конвергентные границы

Там, где сталкиваются плиты, обслуживающие массивы суши, земная кора сминается и изгибается, образуя горные хребты. Индия и Азия рухнули около 55 миллионов лет назад, постепенно дав начало Гималаям, самой высокой горной системе на Земле. По мере того, как месиво продолжается, горы становятся выше. Гора Эверест, самая высокая точка на Земле, завтра может быть немного выше, чем сегодня.

Эти сходящиеся границы также возникают там, где океанская плита погружается в процессе, называемом субдукцией, под сушу. Когда вышележащая плита поднимается, она также образует горные хребты. Кроме того, водолазная плита тает и часто извергается при извержениях вулканов, подобных тем, которые сформировали некоторые горы в Андах Южной Америки.

При слиянии океан-океан одна плита обычно погружается под другую, образуя глубокие впадины, подобные Марианской впадине в северной части Тихого океана, самой глубокой точке на Земле. Эти типы столкновений также могут привести к подводным вулканам, которые в конечном итоге превращаются в островные дуги, такие как Япония.

Расходящиеся границы

На расходящихся границах в океанах магма из глубин земной мантии поднимается к поверхности и раздвигает две или более плиты. Вдоль шва возвышаются горы и вулканы. Этот процесс обновляет дно океана и расширяет гигантские бассейны. Единая система срединно-океанических хребтов соединяет мировые океаны, что делает хребет самым длинным горным хребтом в мире.

На суше гигантские впадины, такие как Великая рифтовая долина в Африке, образуются там, где плиты раздвигаются. Если плиты там продолжат расходиться, через миллионы лет Восточная Африка отделится от континента и сформирует новый массив суши. Тогда срединно-океанический хребет обозначил бы границу между плитами.

Вдоль разлома Сан-Андреас видны горы и трещина.

Фотография Ллойда Клаффа, Corbis

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Трансформационные границы

Разлом Сан-Андреас в Калифорнии является примером трансформируемой границы, где две плиты проходят мимо друг друга вдоль так называемых сдвиговых разломов. Эти границы не создают впечатляющих объектов, таких как горы или океаны, но останавливающееся движение часто вызывает сильные землетрясения, такие как землетрясение 1906 года, разрушившее Сан-Франциско.

Землетрясения могут оставить после себя невероятные разрушения, а также создать одни из самых величественных образований на планете. Узнайте о геофизике землетрясений, о том, как они измеряются, и о том, где произошло самое сильное землетрясение из когда-либо наблюдавшихся.

Геологическое общество

Мы можем думать, что знаем, что мы подразумеваем под «тектоническими плитами» Земли, но тектоническая плита — это нечто большее, чем просто «кора». Подсказку к этому можно найти в другом названии «тектонической плиты» — « литосферная плита ».

С глубиной может меняться не только химический состав горных пород, но и их механические свойства в зависимости от давления и температуры. Оба фактора влияют на механическую прочность горных пород, независимо от их химического состава.

Литосферные плиты (континентальные и океанические) над астеносферой.

Изображение предоставлено Питом Лоадером.

По мере того, как температура повышается с глубиной, породы достигают температуры, которая заставила бы их расплавиться, если бы они находились на поверхности.Горные породы остаются твердыми на глубине, несмотря на их температуру, из-за экстремальных давлений, действующих на них. Однако они становятся пластичными. Подверженные огромным силам и с огромным количеством времени, такие породы будут течь .

Некоторые вещества обладают свойством твердой ползучести даже на поверхности. Подумайте, например, о шоколаде, который в теплой комнате может течь и деформироваться, не тая. Такие вещества, как пластилин (замазка для горшков), также будут течь под действием силы тяжести, особенно в тепле.Смола, используемая для дорог, может быть хрупкой при ударе молотком, но все же течет очень медленно, как лед, когда ледник движется вниз по склону.

Температурный градиент Земли означает, что на определенной глубине в верхней мантии перидотит будет вести себя так же. Это происходит, когда перидотит достигает температуры 1300 90 190 o 90 191 С и дает начало слою, называемому астеносферой, где порода слабее как вышележащей, так и нижележащей мантии.

Горные породы над астеносферой, представляющие собой самую верхнюю мантию плюс вышележащую кору (континентальную или океаническую), механически ведут себя как одно целое и составляют то, что геологи называют «литосферой».Литосфера движется как единое целое над более слабой, пластичной астеносферой.

Итак, для геолога внешней оболочкой Земли является литосфера, состоящая частично из земной коры и частично из верхней мантии (что определяется ее составом), но механически движущаяся как единое целое.

литосфера | Национальное географическое общество

 Литосфера – это твердая внешняя часть Земли. Он включает в себя хрупкую верхнюю часть мантии и кору, самые внешние слои планеты.Литосфера расположена ниже атмосферы и выше астеносферы.

Астеносфера состоит из расплавленной породы, что придает ей густую липкую консистенцию. Он больше похож на жидкость, чем на литосферу. Граница литосфера-астеносфера (ГГБ) — это точка, в которой литосфера переходит в астеносферу. Глубина LAB не фиксирована, но зависит от региона.

Существует два типа литосферы: океаническая литосфера и континентальная литосфера.Океаническая литосфера немного плотнее и связана с океанической корой, из которой состоит морское дно.

Тектоника плит

Литосфера разделена на огромные плиты, называемые тектоническими плитами. Есть восемь основных плит и несколько меньших плит, включая плиты Северной Америки, Карибского бассейна, Южной Америки, Шотландии, Антарктики, Евразии, Аравии, Африки, Индии, Филиппин, Австралии, Тихого океана, Хуан-де-Фука, Кокос и Наска.

Тепло мантии делает породы на дне литосферы слегка эластичными, что позволяет плитам двигаться.Движение этих плит известно как тектоника плит. Большая часть тектонической активности происходит на границах этих плит, где они могут сталкиваться, разрываться или скользить друг относительно друга.

Тектоническая активность является причиной некоторых из самых драматичных геологических событий на Земле. Это то, что формирует землетрясения, вулканы, горные хребты и глубокие океанские впадины. Как океаническая, так и континентальная литосфера наиболее тонкая в рифтовых долинах и океанских хребтах, где тектонические плиты отдаляются друг от друга.

Литосфера и другие сферы

Твердая горная порода литосферы — одна из пяти систем, формирующих планету. Другие «сферы» включают биосферу (живые существа), криосферу (лед и мерзлый грунт), гидросферу (жидкая вода) и атмосферу (воздух, окружающий планету). Вместе эти сферы влияют на весь мир природы.

Например, требуется комбинация систем для создания педосферы или части литосферы, состоящей из почвы и грязи.Твердые породы литосферы могут быть растерты в порошок мощным движением ледяного ледника. Выветривание и эрозия, вызванные ветром или дождем, также могут изнашивать горные породы. Остатки растений и животных из биосферы смешиваются с этими эродированными породами, образуя плодородную почву, которая является педосферой.

Взаимодействие этих систем воздействует на каждую среду на Земле. Например, высокие горы часто имеют более низкие температуры, чем долины или холмы. В высокогорных хребтах литосфера взаимодействует с разреженным воздухом и осадками, создавая прохладную или даже ледяную климатическую зону.Со временем растения и животные приспособились к жизни в этих уникальных условиях.

 

MyPlate Food Guide (для подростков)

Чтобы помочь людям сделать правильный выбор продуктов питания, Министерство сельского хозяйства США (USDA) разработало простой в использовании символ: MyPlate . Графика тарелки с ее различными группами продуктов является напоминанием о том, что и в каком количестве мы должны класть на тарелки, чтобы оставаться здоровыми.

Как работает MyPlate

MyPlate имеет секции для овощей, фруктов, злаков и белковых продуктов, а также «чашку» сбоку для молочных продуктов.Каждый раздел имеет цветовую маркировку (зеленый для овощей, красный для фруктов, оранжевый для злаков, фиолетовый для белков и синий для молочных продуктов), поэтому вы сразу можете увидеть, сколько этих продуктов нужно есть.

Myplate напоминает нам:

  • Выберите разнообразие: лучшие блюда сбалансированы из разных групп продуктов.
  • Сделайте половину своей тарелки овощами и фруктами.
  • Сделайте по крайней мере половину вашей порции зерна из цельного зерна.
  • Пейте обезжиренное или нежирное (1%) молоко и воду вместо газированных, спортивных напитков и других сладких напитков.
  • Избегайте больших порций.

Пять групп продуктов

Различные группы продуктов имеют разные питательные вещества и пользу для здоровья. Если вы будете регулярно пропускать группу, со временем вы не получите лучшего питания.

1. Овощи

Овощная часть MyPlate отображается зеленым цветом. Это один из самых больших разделов на тарелке. Это потому, что овощи содержат много витаминов и минералов, необходимых для хорошего здоровья. Овощи, естественно, содержат мало калорий, а содержащиеся в них волокна помогают нам чувствовать себя сытыми.

Выбор разнообразия важен, когда речь идет об овощах: темно-зеленые овощи (например, брокколи, шпинат и капуста) содержат другие питательные вещества, чем оранжевые и красные овощи (например, кабачки, морковь и сладкий картофель). Послание «ешьте свои цвета», которое вы, возможно, усвоили в начальной школе, полезно следовать на протяжении всей жизни.

2. Фрукты

Как и овощи, фрукты содержат витамины, минералы и клетчатку. Красная часть MyPlate немного меньше зеленой, но вместе фрукты и овощи должны занимать половину вашей тарелки.Целые фрукты — лучший выбор: фруктовые соки содержат больше сахара и калорий на порцию, чем цельные фрукты, и вы не получаете клетчатки.

Как и в случае с овощами, хорошо разнообразить свой выбор фруктов: красочная чашка для фруктов — это больше, чем просто красиво — это источник питательных веществ.

3. Зерновые

Оранжевая часть MyPlate занимает примерно четверть планшета. Цельнозерновые продукты (например, цельнозерновая мука) более питательны и содержат большое количество пищевых волокон, которые помогут вам дольше чувствовать себя сытым. Рафинированное зерно (белая мука) перерабатывается, удаляя витамины, минералы и клетчатку. Большинство рафинированных зерен обогащены, что означает, что некоторые питательные вещества, но не клетчатка, добавляются обратно после обработки.

По крайней мере, половина потребляемых вами зерен должна быть цельнозерновой, такой как цельнозерновой хлеб, коричневый рис или овсянка.

4. Белок

Продукты с высоким содержанием белка помогают организму строить и поддерживать свои ткани. Они также содержат важные витамины и минералы, такие как железо.

Фиолетовая часть MyPlate занимает примерно четверть планшета.Продукты с высоким содержанием белка включают говядину, птицу, морепродукты, сухие бобы и горох, яйца, орехи и семена. Тофу и вегетарианские бургеры или вегетарианские заменители мяса также являются хорошими источниками белка. Когда вы едите мясо, выбирайте нежирные или нежирные варианты.

5. Молочные продукты

Синий кружок на графике MyPlate обозначает молочные продукты, богатые кальцием, такие как молоко, йогурт и сыр. Соевое молоко, обогащенное кальцием, также входит в группу молочных продуктов. Кальций укрепляет кости и зубы.В большинстве случаев выбирайте обезжиренные или нежирные молочные продукты.

Синий кружок показывает молочные продукты как дополнение к еде, например, стакан молока. Но молочные продукты могут быть частью вашей еды, например, кесадилья с сыром, или подаваться в качестве закуски или десерта. Йогурт со свежими фруктами или фруктовый смузи, приготовленный из нежирного молока, станут отличным десертом.

вторая страница

Как заставить это работать на вас

Легко следовать графику MyPlate, если вы едите блюдо из мяса, крахмала и овощей, где все готовится отдельно.

Но что, если вы едите бутерброд или блюдо, в котором смешаны разные продукты, например, салат, блюдо из макарон, тушеное мясо или жаркое? Вот когда вам нужно использовать принципы, лежащие в основе пластины, в качестве руководства, вместо того, чтобы точно копировать ее.

Что касается бутерброда, MyPlate подскажет, что выбрать. Здоровый бутерброд может начинаться с двух ломтиков цельнозернового хлеба — ваших зерен. Добавьте кусочек мяса, сыра или другого белка. Затем наполните бутерброд овощами, такими как салат, помидоры или тертая морковь.Добавьте гарнир к фруктам и чашку нежирного белого молока, и вы получите сбалансированное питание.

При приготовлении блюд из одного блюда (или салатов) убедитесь, что половина того, что вы едите, составляют овощи и фрукты, около четверти — нежирный белок, а четверть — зерновые, предпочтительно цельнозерновые. Например, блюдо из спагетти может быть макаронами из цельнозерновой муки с фрикадельками, перемешанными с нарезанными помидорами вместе с другими овощами, такими как шпинат или морковь. Жаркое может состоять из смешанных овощей с несколькими кусочками тофу или курицы и коричневого риса.Избегайте или ограничьте использование соусов с высоким содержанием жира (например, сливочных соусов) в блюдах из одного блюда и не добавляйте слишком много заправки в салаты.

MyPlate — это только руководство. Не каждый прием пищи будет состоять из всех групп продуктов, но постарайтесь включить три или более. Возьмем, к примеру, завтрак: если у вас на завтрак булочка из цельнозерновой муки со сливочным сыром, добавьте немного фруктов и, возможно, стакан молока. Вы можете восполнить недостающие группы продуктов, например, овощи, позже в течение дня.

Дополнительные советы по правильному питанию

Веб-сайт MyPlate Министерства сельского хозяйства США предлагает множество рекомендаций по здоровому образу жизни.Посетите, чтобы получить персональные рекомендации о том, какие продукты есть и в каком количестве.

Тектоника плит | Тихоокеанская северо-западная сейсмическая сеть

Тектоника плит описывает движения от 15 до 20 крупных жестких и хрупких тектонических плит, на которые разбит самый внешний слой Земли (называемый «литосферой»). Он хорошо объясняет распределение большинства земных землетрясений, гор и других геологических особенностей, и особенно хорошо объясняет особенности на дне океана. Однако сложно объяснить детали более старых пород на континентах, а также возникновение деформации и землетрясений за пределами границ плит.

Помимо простого описания текущих движений плит, тектоника плит обеспечивает всеобъемлющую структуру, которая объединяет многие элементы науки о Земле. Тектоника плит — относительно молодая научная теория, которая нуждалась в развитии наблюдательных и вычислительных технологий в 1950-х и 1960-х годах, чтобы стать полностью разработанной.Его объяснительная серьезность и весомость данных наблюдений преодолели значительный первоначальный скептицизм по поводу того, насколько подвижной на самом деле является поверхность Земли, и тектоника плит быстро стала общепризнанной учеными всего мира.

Эта анимация показывает, в очень преувеличенной форме, виды движений, которые предполагает тектоника плит. Тектоника плит — это теория движений на поверхности Земли, но для управления этими движениями она опирается на планету с очень активной внутренней жизнью.Важно помнить, что минутный фильм на самом деле представляет собой миллионы лет!

Это карта основных тектонических плит, составляющих поверхность Земли:

На тихоокеанском северо-западе движение трех тектонических плит повышает опасность землетрясений. Тихоокеанская плита движется на северо-запад со скоростью от 7 до 11 сантиметров (см) или ~ 3-4 дюйма в год.

Североамериканская плита движется на запад-юго-запад примерно в 2.3 см (~ 1 дюйм) в год из-за центра распространения, создавшего Атлантический океан, Срединно-Атлантического хребта. Это может показаться небольшим и медленным движением, но в масштабах геологического времени эти движения составляют сотни и тысячи километров и могут преобразовать части поверхности Земли.

Небольшая плита Хуан-де-Фука, перемещающаяся с востока на северо-восток со скоростью 4 см (~ 1,6 дюйма) в год, когда-то была частью гораздо большей океанической плиты, называемой плитой Фараллон. Плита Фараллон раньше включала то, что сейчас называется плитой Кокос у берегов Мексики и Центральной Америки, и плитой Хуан-де-Фука в нашем регионе от С.От острова Ванкувер до мыса Мендосино в Калифорнии и большого участка морского дна между ними. Но центральная часть старой плиты Фараллон исчезла под Северной Америкой. Он был погружен под Калифорнию, оставив после себя систему разломов Сан-Андреас в качестве контакта между плитами Северной Америки и Тихого океана.

Плита Хуан де Фука все еще активно погружается под Северную Америку. Движение его не плавное, а скорее липкое; напряжение нарастает до тех пор, пока разлом не прорвется, и несколько метров Хуан-де-Фука проскользнет под Северную Америку в результате сильного землетрясения Megathrust.Это действие происходит вдоль поверхности раздела между плитами от морского желоба Хуан де Фука вниз по падению до тех пор, пока разлом не станет слишком слабым, чтобы накапливать какое-либо упругое напряжение. Ширина закрытой зоны варьируется от нескольких десятков километров (км) вдоль побережья Орегона до, возможно, сотен километров или более у Олимпийского полуострова в Вашингтоне, а ее длина составляет около 1000 км. Требуется много проскальзывания (десятки метров) на очень большой площади, чтобы вызвать землетрясения в зоне субдукции M9, которые сотрясают наш регион в среднем каждые 550 лет.

Эти движения плит являются основным источником напряжений в литосфере, которые приводят к землетрясениям в нашем регионе. В Калифорнии большая часть деформации, вызванной трением Тихоокеанской плиты о Северную Америку, поглощается землетрясениями в разломе Сан-Андреас и связанных с ним структурах, но действие сдвига на этом не заканчивается.

Блок Сьерра-Невада движется на северо-северо-запад в прибрежный хребет Орегона. Этот блок коры поворачивается на запад и оттесняется на север в штат Вашингтон.

Британская Колумбия, однако, является частью твердой Северной Америки и движется вместе с ней. Это приводит к тому, что Пьюджетская низменность сжимается и деформируется, как гармошка, с чередующимся поднятием и опусканием искривленной местности, сокращая расстояние между Сентралией, Вашингтоном и границей с Канадой. Доктор Рэй Уэллс из Геологической службы США разработал модель для демонстрации этого процесса и создал мультяшную анимацию, расположенную над векторной картой GPS.

Удаление всех осадочных отложений из фундаментальных пород, лежащих в основе Пьюджетской низменности, безусловно, было бы одним из способов выявить эту закономерность.Но это потребовало бы слишком много копания! К счастью, геофизика дает нам гораздо более простой способ вскрыть фундамент — измерить гравитацию.

Эта карта остаточных гравитационных колебаний, измеренных над низменностью Пьюджет, показывает структуру глубоких, ограниченных разломами бассейнов (холодные цвета) и поднятий (теплые цвета). Обратите внимание на зону Сиэтлского разлома, ограничивающую бассейн Сиэтла с юга. Разлом острова Южный Уидби и разлом Даррингтон-Девилс-Маунтин ограничивают бассейн Эверетта.

Земля: Дифференциация и тектоника плит

Земля: Дифференциация и тектоника плит

Глава 3: Земля: Дифференциация и плита Тектоника

В то время как Прото-Земля, вероятно, была скоплением хаотически смешанной космической пыли и газов, это не то, что мы знаем сегодня. При нашем нынешнем уровне знаний мы рассматриваем Земля как состоящая из ряда наложенных друг на друга слоев/оболочек, различающихся по составу и свойства.

Основными подразделениями Земли являются:
   (изнутри наружу)

1) внутреннее ядро ​​(в основном твердое железо)
2) внешнее ядро ​​(в основном жидкое железо)
3) Мантия (твердые силикаты Fe/Mg)
4) Кора (твердые силикаты K/Na)
5) внешняя пленка воды и газов
    (гидросфера и атмосфера)

Откуда мы это знаем? Кто-нибудь когда-нибудь был там? Мы пробурили отверстия в центре Земли и извлеченные образцы? Ответ нет на обоих считает.Слишком жарко и давление слишком высокое. Но мы не застряли в абсолютное невежество. Точно так же, как когда мы размышляли о вселенной, стоит сделать предположения и проверить, подтверждаются ли они фактами. Ньютоновская механика позволяет определить общую массу Земли, а поскольку мы знаем диаметр (12 756 км ) и, следовательно, объем Земли, мы можем рассчитать ее среднюю плотность как 5,515 г/см 3 . Если бы Земля была более или менее однородной, породы, найденные на Поверхность Земли должна иметь плотность примерно от 5 до 6 г/см 3 .Когда мы измерив их, мы находим, что их плотность составляет порядка 2,6 и 2,7 г/см 3 . Очевидно, что если плотность ниже средней на поверхности, то плотность внутри должна быть выше средней. Возиться взад и вперед с плотности многих минералов и относительное содержание элементов в Солнечной системе. маловероятно, что какой-либо силикатный минерал на глубине может объяснить необходимое высокое внутреннее плотность. Единственными материалами подходящей плотности являются тяжелые металлы, такие как железо, никель, кобальт, медь и др.Из тяжелых металлов железо космически наиболее обильный, и так что идеальный кандидат. В прошлом были предположение, что определенные структуры в железоникелевых метеоритах указывают на происхождение в недрах планеты, и предположил, что железные ядра должны быть распространены в недрах планет. Эти структуры (Структура Видманштеттена) в минеральном сростке под названием  (октаэдрит) предположительно указывало на давление, которое можно было найти только внутри планет. Теперь мы знаем, что эти структуры являются скорее отражением охлаждения истории, и, вероятно, не могли образоваться в планетарных телах, которые были крупнее примерно 850 км (слишком медленное охлаждение). Идея о том, что пояс астероидов Солнечной системы могут содержать остатки бывшей планеты на основе предположение, что октаэдрит образуется внутри планет размером с Землю. Этот линия рассуждений, таким образом, снижает вероятность того, что пояс астероидов состоит из осколки бывшей планеты.

Другое свидетельство слоистой природы Земли получено из наблюдений и измерение звуковых волн, проходящих через Землю. Эти волны (сейсмические волны) создаются естественным путем землетрясениями, а искусственно — мощными взрывами (т.грамм. ядерные испытания). Путешествуя по Земле, они раскрывают ее внутреннюю структуру. Эта отрасль наук о Земле также известна как . сейсмология . На следующей странице показано, как сейсморазведка помогает понять строение Земли. В основном, наше знание положения различных границ (внутреннее/внешнее ядро, ядро/мантия, кора/мантия), видимых на приведенном выше рисунок, а также физические свойства различных слоев (плотность, скорость звука) во многом благодаря сейсмическим исследованиям.

Очевидно, что-то произошло, что изменило нашу Прото-Землю из «грязной «снежный ком» кометы к твердой планете, которую мы знаем сегодня. Мы уже знаем что, поскольку Земля находилась сравнительно близко к Солнцу, она потеряла большую часть своих летучих веществ. когда Солнце начало припекать. Таким образом, это очень плотная планета (5,515 г/см 3 ). по сравнению с газовым гигантом, таким как Юпитер (1,33 г/см 3 ). Теперь мы должны спросите, как материалы, из которых состояла ранняя Земля, могли «не смешаться», чтобы сформировать наблюдаемую в настоящее время структуру.

Этот вид «несмешивания» или сегрегации часто описывается как дифференциация геологами и дифференциация заставил тяжелые металлы (железо, никель и родственные им элементы) сконцентрироваться в ядре земли, тогда как легкие элементы (кислород, кремний, алюминий, калий, натрий, кальций и т. д.) были обогащены внешним слоем земли, который сейчас называется верхним мантия и кора. Однако гравитация — не единственный процесс, который управляет дифференциация.Химическое сродство также может играть важную роль. Уран и торий, например, очень тяжелые элементы, и, вопреки ожиданиям, они сосредоточены в земной коре (в основном) и мантии. Причина этой аберрации заключается в то обстоятельство, что размер ионов и химическое сродство U и Th препятствуют их включены в плотные, плотные кристаллические структуры, стабильные при высоких давлениях встречаются в земном ядре. Потому что они гораздо легче вписываются в более открытые кристаллические структуры силикатных и оксидных минералов, они обогащены коркой и мантия.

После создания внутренней структуры, изображенной выше, земля достигла приблизительное тепловое равновесие (теплообразование уравновешивается тепловым потоком через земную поверхность). Тепло может передаваться и передаваться различными способами, такими как как проводимость (через медный стержень), излучение (ощущение тепла огня) и конвекция (горячая вода поднимается в кастрюле). Конвекция самая эффективен из них и, как установлено, играет роль во многих геологических процессах.это также основной процесс, посредством которого тепло перемещается из внутренних областей во внешние области. земли. Конвекция подразумевает поведение жидкости, когда горячий материал поднимается из-за его меньшей плотности, а холодный материал тонет из-за его большей плотности.

Как и многое другое, происходящее в недрах Земли, конвекция в ее интерьер не может наблюдаться непосредственно. К счастью, однако, конвейерная лента движение, сопровождающее конвекцию, проявляется в том, как движется земная кора. Теория, описывающая эти движения, известна как Тектоника плит и это теория, которая объединяет наблюдения из многих областей науки о Земле в связное целое.

Тектоника плит

Короче говоря, основы тектоника плит это:

1) земная кора состоит из ряда жестких плит
2) эти плиты движутся и взаимодействуют друг с другом
3) движущей силой тектоники плит является конвекция в мантии
4) в областях апвеллинга мантии (подъем горячей мантии материал) корка растянута и образуется новая кора
5) в зонах опускания мантии (опускания холодного материала) кора «проглатывается» вверх (субдуктированный)
6) кора бывает двух типов: океаническая кора (тонкая, базальтовая) и континентальная кора (толстый, гранитный)

На этом рисунке показаны основные аспекты пластинчатого тектоника. В районах мантийного апвеллинга поднимается горячий материал, магма (расплавленная горная порода) образуется и заполняет трещины, вызванные расширением земной коры. Эти места, где образуется новая океанская кора, также известны как . (середина) океанические хребты (подняты из-за материала, который поднимается под ними). Поскольку объем Земли должен оставаться постоянным, на каждую квадратную милю земной коры которая образуется на океанических хребтах, еще одна квадратная миля должна исчезнуть где-то еще на земле.Этот акт исчезновения происходит по адресу так называемого . глубоководные желоба . Там океаническая кора перерабатывается обратно в мантию ( субдукция ). Поскольку пластины в этих местах прижимаются друг к другу, корка имеет тенденцию к зарастанию. согнулись и утолщились, и мы видим формирование горные хребты и участки землетрясения . Срединно-океанические хребты и зоны субдукции также являются местами интенсивный вулканизм . На срединно-океанических хребтах это связано с подъемом базальтов из верхней мантии, на зонах субдукции это связано с образованием расплавов (андезитов) из опускающейся плиты.

Основные данные для этой теории исходят из признания того, что континенты перемещались вокруг Земли во времени, идея, которую наиболее активно отстаивали Альфред Вегенер в первые несколько десятилетий этот век. Он назывался . Continental Drift в то время. Вегенер также был одним из первых, кто предположил, что конвекция внутри Земли может быть движущей силой континентального дрейфа.Однако в то время нам не хватало базовые знания о некоторых критических особенностях дна океана, и теория была отвергнут большинством современников Вегенера.

После Второй мировой войны улучшенное оборудование и растущие знания об океанском дне дал новое понимание динамики земной коры. Сонарная технология предоставила ученым с беспрецедентными подробностями о топографии морского дна и раскрыл масштабы Срединно-океанические хребты и глубоководные желоба. Вместе с геофизическими данными (коровые тепловой поток, землетрясения, палеомагнетизм), эти наблюдения имели решающее значение для оформление пластины Теория тектоники.

Топография Атлантики и Индийского океана. Показывает срединно-океанические хребты как поднятые элементы в пределах океанических бассейнов. В центре этих хребтов базальтовые магма поднимается из мантии и заполняет трещины, вызванные конвективным растяжением коры океана. Вдоль хребтов (в от нескольких сантиметров до дюймов в год) и вызывает, например, расширение Атлантического океана время.Мы также можем видеть, что Срединно-Атлантический хребет симметричен между Африкой и Южная Америка. Таким образом, слева и справа от хребта, а давным-давно (в юрском периоде) Африка и Южная Америка были фактически объединились.

Изучая древние породы, геологи могут проследить движение плиты в прошлое и составить представление о том, как наша Земля развивалась на протяжении истории Земли. Анимация ниже показана одна попытка такой реконструкции (автор Dr.Скотезе из UTA Geology Отделение). Счетчик показывает миллионы лет назад, а красная стрелка указывает период в истории Земли. (При необходимости нажмите «Перезагрузить», чтобы активировать анимация).

Когда тепловое равновесие ранней Земли было достигнуто (она излучала столько тепла в пространство, как только что образовалось внутри) и образовалась твердая корка (может быть, примерно на 4 миллиард лет назад), мантийная конвекция была механизмом, с помощью которого горячие недра охлажденный.Эта конвекция приводила (и приводит в движение) двигатель тектоники плит. ответственный за большую часть динамики земной коры с тех пор. В некотором смысле, живя на поверхности земной коры, мы сидим снаружи гигантского теплообменника. В целом, эта часть земной системы называется . Тектоническая система .

В то время как ранняя Земля была реорганизована в оболочки различного состава, что-то произошло еще одно, имеющее первостепенное значение для жизни на планете. Газы, которые были смешанные с исходным планетарным веществом, высвобождались во время дифференциации и раннего (вероятно, очень сильный) вулканизм.Эти газы сформировали самые ранние Земли. атмосфера , и как только температура поверхности достаточно понизилась, вода конденсировалась и образовала океаны, озера и реки ( гидросфера ). Причина, по которой вода и атмосферные газы все еще присутствуют после миллиардов лет геологической истории потому, что (1) гравитационное притяжение Земля и (2) температуры в атмосфере. Чтобы молекулы газа покинуть Землю, они должны достичь космической скорости, и эта скорость является функция температуры и веса молекулы газа (более тяжелые молекулы двигаться медленнее при данной температуре).Только водород имеет достаточно низкую молекулярную вес для достижения скорости убегания в условиях атмосферной температуры, и из-за наличия кислорода в земной атмосфере свободный водород не «допускается» (он соединяется с кислородом, образуя воду, более тяжелую и, следовательно, более медленную молекулу).

Большая часть воды, из которой состоит гидросфера , вероятно, возникла во время ранней фазы дегазации 90–133 Земли. Большая часть воды гидросферы (96%) содержится в океаны, которые покрывают
примерно 70% поверхности Земли и имеют среднюю глубину 3800 м.То остальная часть воды
находится в ледяных шапках и ледниках (3%), реках, озерах и подземных водах (1%). Таким образом, только очень малая часть общего запаса воды пригодна и доступна для использования человеком.

После конденсации водяного пара с образованием океанов, озер и рек оставшиеся газы образовали атмосферу Земли .

Относительно размера Земли Атмосфера представляет собой тонкий слой , покрывающий поверхность планеты.Хотя ученые считают, что речь идет о 480 км (300 миль) толщиной, большая часть его настолько тонка, что люди не могут выжить. Самый человеческий активность происходит в самых нижних 3-4 милях, которые содержат основную часть газов в атмосфера. Для подъема на большую высоту требуется специальное снаряжение (кислородные маски, гермокабины). Точка, где атмосфера составляет 10% поверхности давление находится в верхней части самого нижнего слоя атмосферы, так называемой тропосферы. Тропосфера — это та часть атмосферы, где находится большая часть нашей погоды. происходящее (облака, системы циркуляции и т.). Выше тропосферы приходят стратосфера (озоновый слой) и ионосфера (полярное сияние, метеоры, коротковолновое радио отражатели). Современная атмосфера состоит в основном из азота (75%), кислород (23%), аргон (1,3%), углекислый газ (0,5%) и следы других газов, таких как водород, гелий, неон, криптон, ксенон и соединения этих газов (озон, азотистый оксид, аммиак). Ранняя атмосфера Земли сильно отличалась от того, что мы знаем быть сегодня, вопрос, который мы будем исследовать дальше, как эта лекция продолжается.

Предполагаемый возраст Солнечной системы, включая Землю, составляет около 4,6 миллиарда лет. Эта цифра основана на сравнении радиометрических определений возраста с Земли. скалы, метеориты (остатки образования Солнечной системы) и Луна горные породы (по сравнению с Землей Луна — геологически мертвый мир, где новые горные породы еще не создавались или разрушались миллиарды лет). Потому что древнейшие породы земной коры а минералы датируются целых 4.3-4,4 миллиарда лет, твердая кора и плита тектоника, возможно, существовала всего через 200-300 миллионов лет после первоначальной аккреции Земной шар. Сохранившаяся геологическая летопись начинается примерно с того времени, и кажется, что с тех пор рециркуляция энергии и вещества на поверхности Земли и в ее недрах действовали почти так же, как и сегодня.

Земля представляет собой взаимодействующую систему материи и энергии, которая как часть ее функционирование порождает такие явления, как вулканы, ледники, горные хребты, океаны и континенты. Энергия, поддерживающая работу этой системы, — это, с одной стороны, внутреннее тепло. (от радиоактивного распада), который движет тектоникой плит, а с другой стороны, солнечная энергия который поддерживает циркуляцию океана и атмосферы и способствует эрозии.

Глава 4

………..

Я хотел бы ненадолго уйти с земли
А потом вернуться на нее и начать сначала.
Пусть никакая судьба не поймет меня по злому умыслу
И исполнит наполовину то, что я желаю, и унесет меня
Не вернуться.Земля — ​​подходящее место для любви:
………..
Из: «Березки» Роберта Фроста, 1915
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.