Что такое планетарный масштаб
Планетарный масштаб
Количество планет, вращающихся вокруг Солнца, может возрасти до 12, и это не предел, считают астрономы, решившие перекроить Солнечную систему.
Международный астрономический союз огласил официальное предложение о составе новой Солнечной системы, и если оно будет утверждено учеными, съехавшимися в Прагу, то школьные и университетские учебники придется переписывать.
Согласно новой структуре, по поводу которой астрономы ожесточенно спорили последние два года, количество планет в Солнечной системе начинает расти.
Во–первых, крохотный Плутон, о статусе которого шли особенно бурные дебаты, отчисляется из высшей лиги, категории, теперь называемой «классические планеты». Туда входят Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Земля, Венера, Марс и Меркурий.
Плутон же становится прототипом для второй категории планет, которую ученые назвали, не мудрствуя лукаво, плутонами. Туда входят, кроме самого Плутона, Харон (до последнего времени считавшийся спутником Плутона, но почти такого же размера, как Плутон), крупнейший в системе астероид Церера и не так давно открытый на задворках Солнечной системы объект под номером 2003 UB313, условно названный Зеной. Его диаметр оказался больше, чем у Плутона. Тогда–то астрономы и задумались всерьез о том, что считать планетой.
Таким образом, Солнечная система будет насчитывать 12 планет, и ученые уверены, что это не окончательное число. Имея в виду новые критерии, выработанные Международным астрономическим союзом для нынешних и будущих планет, можно ожидать, что Солнечная система неизбежно получит еще несколько новых членов.
Критериев всего два. Во–первых, объект должен вращаться по орбите вокруг звезды, но сам не должен быть звездой. Во–вторых, он должен обладать достаточной массой для того, чтобы его собственная гравитация позволяла ему сохранять более или менее сферическую форму.
Кто и как поломал Землю, или откуда возникли планетарные горные хребты и разломы
В предыдущей статье Пространственные спектры и фрактальность рельефа, силы тяжести и снимков мы уже рассмотрели фрактальность рельефа и поля силы тяжести и показали, как она возникает в относительно тонкой и хрупкой земной коре толщиной от 5 км под океанами и до 100-150 км под материками. Также мы вычислили, что под корой находится слой упругий, так что верхний масштаб фрактальности ограничен примерно 200 км. При этом, мы наблюдаем разломы и горные хребты планетарного масштаба, пересекающие моря и океаны. Очевидно, что планетарные структуры масштаба десятков тысяч километров никак не могут быть объяснены явлениями в земной коре масштаба десятков-сотен километров, хотя все эти структуры самоподобны, то есть фрактальны. Таким образом, именно планетарные структуры являются первичными и воспроизводятся на меньших масштабах при тектонических процессах за счет хрупкости земной коры. Сегодня мы поговорим о том, откуда возникли эти первичные структуры, или кто и как «поломал» Землю.
Слева направо приведены следующие изображения Земли: магнитное поле (EMAG2), гравитационное (Sandwell & Smith), рельеф ( GEBCO 2020 Bathymetry). Смотрите HOWTO: Visualization on The Globe
Введение
Линеаменты вот уже более столетия и до наших дней служат предметом одного из главных споров в среде геологов и геофизиков — что это такое и реально ли они существуют:
Линеаменты — (лат. lineamentum — линия, контур), линейные и дугообразные элементы рельефа планетарного масштаба, связанные с глубинными разломами. Данный термин предложил использовать в 1904 г. американский геолог У. Хоббс (Хобс). Википедия: Линеаменты
Впрочем, с появлением общедоступных данных дистанционного зондирования планеты эти споры лишены смысла, поскольку существование линеаментов легко доказать. На карте ниже показан способ определить границы всех тектонических плит и микроплит нашей планеты, при выделении по указанным точкам штрихов и анализе их направленности ясно проявляются несколько наиболее вероятных направлений, как будет показано далее:
Тектонические плиты и микроплиты, образующие планетарного масштаба структуры, легко выделить с помощью высокочастотной гауссовой фильтрации глобальной модели поля силы тяжести, см. ноутбук
Обратимся за современным определением к энциклопедии:
ЛИНЕАМЕ́НТ (от лат. lineamentum – линия), линия резкого изменения параметров геологич. структуры, географич. среды и геофизич. полей. К Л. относят: границы континентальной и океанич. коры; зоны сочленения платформ, плит и складчатых поясов; линии выклинивания тектонических зон; линейное расположение вулканов… Большая российская энциклопедия: ЛИНЕАМЕ́НТ
Ниже мы рассмотрим основные свойства линеаментов, а также их происхождение и необходимость анализа для геологических исследований всех масштабов.
Системы линеаментов
Исследования по территории всей планеты, однозначно доказывают существование выделенных направлений. Как показано на диаграммах ниже:
Розы-диаграммы направлений линеаментов континентов Земли. а – сопоставление общей направленности различных форм рельефа, б – направленность всех форм по всем континентам, в – роза-диаграмма направлений разрывных нарушений по всем континентам Земли. На круговых шкалах – направления лимба, градусы; на радиальных – количество замеров (в среднем по 165 км) [Анохин, 2006, 2011; Анохин, Маслов, 2009, 2015]
С практической точки зрения чрезвычайно важна фрактальность линеаментов, поскольку их выделение позволяет получить информацию для геологического исследования всех масштабов:
По масштабу выделяют Л. планетарные, региональные и локальные. Л. всех масштабов образуют 2 системы: ортогональную, состоящую из Л. субмеридионального и субширотного простираний, и диагональную, образованную Л. северо-западного – юго-восточного и юго-западного – северо-восточного простираний; при этом Л. всех простираний равноудалены друг от друга (т. н. правило эквидистантности). Предполагается, что появление Л. иных простираний связано с тектоническим вращением блоков земной коры, в которых они начали развиваться. Большая российская энциклопедия: ЛИНЕАМЕ́НТ
Обратим внимание, что для всех масштабов линеаменты имеют одни и те же направления, складывающиеся в две системы: крестообразную (горизонтальные плюс вертикальные) и диагональную. Более детальный анализ показывает, что
Было установлено, что повсеместно в макро, микро- и мезорельефе фиксируются четыре главные системы линеаментов: субширотная (90°-100°), субмеридиональная (350°-10°), и две диагональных (северо-западная, и северо-восточная). В отдельных районах выявлена второстепенная система линеаментов северо-восточного простирания (60°) (Анохин et al., 2016).
Если следовать терминологии энциклопедии, это соответствует двум с половиной линеаментным системам.
Планетарные структуры имеют огромную протяженность и глубину, а региональные и локальные имеют те же направления, но связаны с соответствующей тектоникой. Образование планетарных структур предшествовало началу земной тектоники.
Образование планетарных линеаментов
Поскольку появление планетарного масштаба структур может быть объяснено лишь силами планетарного масштаба, мы уже близки к разгадке:
Образование планетарных и региональных Л. связывают с напряжениями, возникающими в результате вращения Земли вокруг своей оси и её обращения вокруг Солнца (ротационные причины); происхождение локальных Л. может быть обусловлено тектоническими перестройками внутри блока земной коры. Большая российская энциклопедия: ЛИНЕАМЕ́НТ
Энциклопедия дает нам еще не всю разгадку, поскольку равномерное вращение не должно приводить к растрескиванию всей планеты. Отсюда остается один шаг до полного объяснения:
Регулярность систем разломов, одинаково ориентированных на разном масштабном уровне указывает на постоянство векторов динамических нагрузок их образовавших. Такие напряжения могут создавать только глобальные, планетарные, космогенные факторы, прежде всего – изменение скорости вращения Земли (Ю.Л. Ребецкий, 2015).
Иными словами, это означает, что
Фактически на Земле, и на континентах и в океанах развита единая закономерно ориентированная тектонолинеаментная сеть древнего заложения, образованная на ранних этапах формирования жесткой коры под влиянием космических, существенно ротационных факторов (Анохин et al., 2016).
Линеаменты и тектоника
В результате взаимодействия вращения и охлаждения внешней оболочки Земли разделенные линеаментами участки литосферы планеты начали самостоятельное движение, образуя так называемые тектонические блоки. Легко показать, что тектоническая активность возникла после формирования структур линеаментов — действительно, планетарные линеаменты пересекают тектонические плиты, то есть являются первичными структурами. Кроме того, существование нескольких систем линеаментов приводит к выводу, что они возникли в разное время, то есть были вызваны разновременными явлениями изменения скорости вращения:
Само наличие сетей сквозных структур, пересекающих океаны, континенты и друг друга, указывает на то что океаны образовывались «in situ» путем деструкции и прогибания участков некогда единой жесткой протокоры Земли. Важно отметить, что уже в раннем докембрии в пределах щитов Европейской платформы были сформированы регулярные разломные сети, которые сегодня являются фрагментами протяженных сквозных структур (Анохин et al., 2016).
Докембрий охватывает 85% ранней истории Земли, а ранний докембрий здесь соответствует геологическому времени от 4-х до 3-х миллиардов лет назад. Тектоническая активность нашей планеты началась непосредственно после этого, то есть около 3 миллиардов лет назад, а диагональные линеаменты сформировались гораздо позже, в эпоху мезозоя, начавшуюся четверть миллиарда лет назад:
Существует мнение, что диагональные сети начали более активно развиваться в мезозое, в связи с существенным изменением скорости вращения Земли, сопровождающимся перераспределением глобальных геодинамических нагрузок в литосфере. Эти нагрузки уже не находили реализации в ортогональных разломных системах и оживляли новые трещины диагональных направлений. Мезозой стал эрой начала формирования современного глобального лика Земли. Главенствующую роль уже начинают играть процессы деструкции, обусловившие разламывание и взаимное перемещение отдельных участков, фрагментов и блоков этой коры. Собственно говоря, это и есть время начала образования впадин современных океанов (Анохин et al., 2016).
Поздние (диагональные) линеаменты имеют меньшую протяженность и меньшую глубину залегания, а также непосредственно связаны с современной фрактальной структурой поля силы тяжести и рельефа.
Заключение
В заключение сделаем практические выводы: поднятия глубинных структур (интрузии) и русла крупных рек соответствуют древней (крестообразной) системе линеаментов, а русла мелких рек и ручьев, а также рудные выходы приурочены к поздним (диагональным) линеаментам. Таким образом, региональный анализ древних линеаментов позволяет найти поднявшиеся геологические блоки с полезными ископаемыми и глубинные области нефтегазообразования, в то время как анализ более мелких поздних линеаментов помогает выделить непосредственно рудные и нефтегазоносные участки.
Если посмотреть на 3D геологические модели из моих предыдущих статей, легко заметить, что на всех них явно видны рассмотренные выше системы линеаментов. В Западной Сибири выделяются две с половиной системы линеаментов, а в Индонезии — две системы. Именно на пересечении выходов глубинных рудоносных структур системами линеаментов и расположены рудные месторождения. Существует связь и с нефтегазоносностью — линеаменты определяют области флюидообразования и направления их миграции. Разломность непосредственно связана с флюидопроницаемостью, что можно в динамике выделить на космических снимках, и об этом мы поговорим в следующий раз. В следующей статье мы покажем, насколько линеаменты важны для геологического анализа и как они позволяют находить даже малые месторождения полезных ископаемых по открытым данным дистанционного зондирования с помощью выделения линеаментов методами компьютерного зрения.
Ссылки
Анохин В.М. Глобальная дизъюнктивная сеть Земли: строение, происхождение и геологическое значение. 2006. С-Пб: Недра. 161 с.
Анохин В.М. Строение планетарной линеаментной сети. LAP LAMBERT Academic Publishing, GmbH & Co. KG. 2011. Saarbrucken, Germany. 247 с.
Анохин В.М., Маслов Л.А. Закономерности направленности линеаментов и разломов дна Российской части Японского моря. // Тихоокеанская геология. 2009. №2. С. 3-16.
Анохин В.М., Маслов Л.А. Опыт изучения закономерностей направленности и протяженности линеаментов и разломов в регионах // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2015. №1. Вып. 25. С. 231-242.
Что такое планетарный масштаб
Словарь «Терраформинга». Объясняем 11 главных концептов для осмысленного изменения нашей планеты
Образовательная программа «Стрелки» The Terraforming рассматривает значение новых урбанистических и технологических решений в планетарном масштабе. Исследователи вырабатывают особый язык для обсуждения новых условий, в которых мы сегодня оказались. Strelka Mag объясняет главные термины и концепты, которые помогут понять, что означает осмысленное преобразование Земли.
Терраформинг
Фото: istock / 3000ad
Как правило, термин «терраформинг», чаще встречающийся в научной фантастике, обозначает преобразование других планет с целью сделать их более пригодными для человеческой жизни. Программа же использует термин по отношению к нашей планете и поддержанию на ней таких условий, чтобы обеспечить продолжение нашей жизни на Земле.
На самом деле, процесс терраформинга происходит постоянно. Чем дальше развивается общество, тем больше мы меняем планету: строим и уплотняем города, добываем нефть и другие природные ресурсы. Сейчас перед нами стоит вопрос о том, как предотвратить реальные катастрофы и сможет ли процесс терраформинга нашей планеты из хаотичного и безответственного стать осознанным и спланированным.
Рубеж 2030
Фото: istock / Schroptschop
Всё чаще в современных исследованиях можно обнаружить тревожный дедлайн — 2030 год. Согласно основным тезисам IPCC, если через десять лет не будет предпринято радикальных шагов по переходу на альтернативные источники энергии и избавлению от накопившегося в атмосфере CO2, последствия «климатического коллапса» станут необратимыми. Аналогично, при отсутствии чёткой политики в вопросах автоматизации последствия «социального коллапса» также достигнут точки невозврата.
Оба вызова взаимосвязаны: их причиной послужила невозможность сформировать план действий в глобальном масштабе. При этом ответ на климатический кризис может зависеть от реакции на кризис автоматизации, и наоборот.
Природное vs Искусственное
Фото: istock / JADEZMITH
Противопоставление природы и цивилизации, естественного и искусственного несущественно и бесполезно. Естественное состояние — лишь интеллектуальная концепция, мы никогда не переживали его на практике. Поэтому человечество и не может вернуться к некоей «изначальной природе» и стать более естественным, отказавшись от изобретённых технологий. Мы всегда развивались вместе с ними.
С практической точки зрения нам нужно не только сократить выбросы углекислого газа в атмосферу, но и понять, как очистить воздух от миллионов тонн CO2. Этого нельзя добиться без новых технологических решений, просто вернувшись назад. Ответом на изменения климата, вызванные деятельностью человека, должно опять же стать направленное человеческое вмешательство.
«Синий марбл» vs Чёрная дыра
Знаменитое изображение Земли было сделано с орбиты командой «Аполлона-17» в 1972 году. Голубой шар посреди пустоты космоса стал символизировать глубокое осознание того, как хрупок наш дом и что нам необходимо о нём заботиться. В действительности такая позиция выглядит довольно высокомерной, ведь природа и цивилизация оказываются чётко разделены.
«Синий марбл» символизирует человека, смотрящего «снаружи вовнутрь», как в зеркало, и осознающего своё место в мире. При этом снимок чёрной дыры раскрывает куда более мощный, нечеловеческий масштаб. Здесь не человек вышел в атмосферу и сфотографировал свой дом со стороны, заняв привилегированную позицию. Мы смогли «увидеть» чёрную дыру за счёт того, что сеть мощнейших радиотелескопов сделала всю планету своего рода фотокамерой и направила её «наружу». Это совсем другая оптика: не люди представили себя со стороны, но вся биомасса Земли стала инструментом, чтобы запечатлеть то, чего никто до этого не видел. Так, наши возможности познания и управления развиваются вместе с развитием технологий.
Планетарность
Всемирное семенохранилище на Шпицбергене. Фото: istock / RelaxedPace
Планетарность предполагает, что мы не разграничиваем придуманные и созданные человеком явления и то, что уже существовало на планете до него. Со всеми изобретениями и технологиями человек — неотделимая часть планеты. Только такой взгляд на мир позволяет достичь здорового баланса. В противном же случае человечество приходит к губительному перерасходу природных ресурсов. Мы — продукт самой планеты, она выработала человека в процессе своего развития. Именно поэтому мы не можем считать себя центром мироздания, мы лишь неотъемлемая часть Земли.
При этом планетарность предполагает не просто другой масштаб: мы должны думать во всех масштабах сразу и принимать их взаимосвязанность, включая, например, и молекулярный уровень. Ведь именно он помогает понять, как работают парниковые газы, приводящие к глобальному потеплению.
Вычислительные технологии планетарного масштаба
Фото: istock / 4X-image
Вслед за отказом делить мир на естественное и искусственное стоит пересмотреть своё отношение к вычислительным технологиям. Несмотря на то, что вычисления часто кажутся нам чем-то виртуальным и несуществующим, на самом деле это очень ресурсозатратный процесс. За это технологии обычно критикуют, обвиняя в современных экологических проблемах.
Вычисления действительно требуют много ресурсов, но стоит посмотреть, на что сегодня тратится большая часть вычислительных мощностей. Ответ кроется скорее в потребительских привычках, культуре бесконечного самовыражения онлайн и виртуальных селебрити, наполняющих интернет контентом.
Построение климатических моделей, основанных на вычислительных технологиях, требует намного меньше ресурсов. А это, наоборот, поможет сохранить планету пригодной для жизни людей. Более того, само утверждение об изменении климата — это достижение вычислений в планетарном масштабе. Мы научились строить модели и собирать данные о сложных процессах на Земле. И затем пришли к пониманию того, что находимся в глубоком кризисе.
Чрезвычайная ситуация
Иллюстрация SARS-CoV-2, созданного в Центре по Контролю и Профилактике Заболеваний (CDC)
Перед человечеством сегодня стоят глобальные проблемы, но пока в наших руках только локальные инструменты и предложения. У нас есть и технологические ресурсы, и научная экспертиза, и политические средства, но нет механизма для их глобального использования.
Возникновение чрезвычайной ситуации обнаруживает давно существующие проблемы. Оно связано с поиском ответов и созданием новых способов общественной организации. Такой чрезвычайной ситуацией, запустившей процесс координации, должны были стать климатические изменения, но пока этого так и не случилось.
Однако эпидемия COVID-19 всё-таки заставила поднять такие вопросы, как необходимость экстренных мер, координации на межгосударственном уровне, внедрения технологических решений. Пандемия показала проблемы нашего общества, которые существовали (и успешно игнорировались) задолго до её появления. Взгляд на общество через призму эпидемиологии помог нам обратить внимание на то, что мы все единое и глубоко связанное целое. Кажется, нам пора задуматься, не едем ли мы на высокоскоростном поезде, которым никто не управляет.
Геополитика и геотехнологии
Фото: istock / nielubieklonu
Приблизиться к ответу на экологический кризис возможно, если мы начнём тратить столько же ресурсов на технологии снижения потребления энергии, сколько уже используем для производства самой энергии. Кроме того, должны появиться системы «конвейера для отходов» в масштабах современной инфраструктуры добычи и переработки природных ресурсов. Для этого нефтяные компании должны превратиться в концерны, которые будут поглощать и хранить высвобожденный ими углерод.
При этом мы видим, что при столкновении экономических, политических и общественных интересов управленческий аппарат оказывается бессилен. И перед нами сейчас есть два сценария. Решительное перераспределение политических и экономических приоритетов запустит техническую трансформацию. Либо же технологический сдвиг подтолкнёт нас к политическим и экономическим изменениям.
Планирование
Фото: istock / georgeclerk
План не всегда нужен для того, чтобы достичь определённой модели будущего. Зачастую он необходим, чтобы избежать нежелательного будущего. Планирование чаще всего ассоциируется с навязанными сверху указаниями. Однако случается и так, что нескоординированные и пущенные на самотёк процессы оборачиваются страшными последствиями. Так случилось с климатическими изменениями.
Глобальное потепление не было никем запланировано — это результат деятельности миллиардов людей и корпораций. Решение же климатических проблем, напротив, лежит в сфере централизованного регулирования. И совсем необязательно, что такое планирование, способное решить современные глобальные проблемы, будет основано на диктатуре меньшинства.
Кто будет планировать и чей план приведут в исполнение — один из ключевых вопросов нашего времени. Ведь в истории человеческой цивилизации нет прецедентов таких долгосрочных и масштабных стратегий и кооперации, к тому же в масштабах планеты.
Спекулятивный дизайн
Метод спекулятивного дизайна не стоит относить просто к креативному или абстрактному. Спекуляция может быть, напротив, крайне прагматичным размышлением и предлагать функциональные решения.
Допустим, существует планета, в точности повторяющая Землю. Зная то, что мы знаем сейчас, мы могли бы задуматься, как и где лучше расположить города. А следовательно, подумать и о том, почему сейчас они находятся в других местах, и так заметить существующие проблемы. Или возьмём, например, задачу спроектировать город, который простоял бы 10 000 лет. Какие модели устойчивого развития мы станем рассматривать? За этими рассуждениями могут открыться проблемы, лежащие в основе текущих кризисов.
В программе «Терраформинг» исследователи крайне серьёзно подходят к реальным условиям и ограничениям, внимательно их исследуя. В ответ на такой бриф иногда рождаются настолько функциональные предложения, что они могут показаться нереальными.
Урбанизм будущего
Фото: istock / adrian825
Города больше нельзя считать отдельными агломерациями, которые мы джентрифицируем и делаем привлекательными для туристов. Париж, Лондон, Шэньчжэнь, Гонконг — это не самостоятельные и уникальные, стремительно развивающиеся населённые пункты. Они формируют единую планетарную сеть, посредством которой сегодня большая часть человечества населяет Землю.
Нам стоит подумать не только о том, как будут развиваться существующие города, но и о том, где будут находиться новые. Нужно задаться вопросом, должны ли вообще существовать мегаполисы посреди аравийской пустыни? Нужно ли каждый год спасать Венецию от затопления? Что предполагает переход к «урбанизму планетарного масштаба»?
Именно развитие городов влияет на климатические изменения планеты, поэтому они и должны стать объектом редизайна и отвечать на современные проблемы. Города — это автоматизированные ландшафты, созданная человеком экология. Современный город с его сложными инфраструктурными системами и механизмами — это технология, которая станет частью нашего инструментария для поддержания экосистем Земли.
Планетарный
Смотреть что такое «Планетарный» в других словарях:
планетарный — мировой, общепланетарный, всемирный, планетный, вселенский, глобальный, всесветный Словарь русских синонимов. планетарный прил., кол во синонимов: 7 • вселенский (11) • … Словарь синонимов
планетарный — ая, ое. planetaire adj. 1. То же, что планетный. БАС 1. Планетарные туманности. Уш. 1939. 2. Распространяющийся на весь земной шар; всемирный. БАС 1. Очень надо ценить его, очень надо любить, очень надо помочь ему в его всемирной, и в его… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
ПЛАНЕТАРНЫЙ — ПЛАНЕТАРНЫЙ, планетарная, планетарное (астр.). прил. к планета; напоминающий планету; состоящий из планет. Планетарные туманности. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
планетарный — ПЛАНЕТА, ы, ж. Небесное тело, движущееся вокруг Солнца и светящееся его отражённым светом. П. Земля. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
планетарный — 1. ПЛАНЕТАРНЫЙ, ая, ое. 1. к Планета (1 зн.). П ое ядро. П ые экспедиции. П ые туманности (астрон.; туманности круглой или кольцеобразной формы со звездой очень высокой температуры в центре). 2. Распространяющийся на весь земной шар; всемирный. П … Энциклопедический словарь
планетарный — Относящийся к планете или связанный с ней в целом, особенно с планетой Земля … Словарь по географии
планетарный — напоминающий планеты или движение планет вокруг Солнца; п ы е туманности астр. туманности круглой или кольцеобразной формы; нек рые из них напоминают своим видом диски планет; п. механизм тех. механизм, в котором одно или несколько зубчатых колес … Словарь иностранных слов русского языка
Планетарный — I прил. соотн. с сущ. планетарий, связанный с ним II прил. 1. соотн. с сущ. планета 1., связанный с ним 2. Распространяющийся на весь земной шар; всемирный. отт. перен. Имеющий чрезвычайно большой размах, масштаб. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
планетарный — планетарный, планетарная, планетарное, планетарные, планетарного, планетарной, планетарного, планетарных, планетарному, планетарной, планетарному, планетарным, планетарный, планетарную, планетарное, планетарные, планетарного, планетарную,… … Формы слов
планетарный — планет арный; кратк. форма рен, рна … Русский орфографический словарь