Verbum

МА́НТЫЯ ЗЯМЛІ́,

сілікатная абалонка «цвёрдай» Зямлі паміж зямной карой і ядром Зямлі; адна з геасфер. Складае 83% аб’ёму і 67% масы Зямлі. Звесткі пра будову і стан рэчыва М.З. атрымліваюць шляхам сейсмалагічных назіранняў. Верхняя мяжа праходзіць на глыб. ад некалькіх кіламетраў (пад акіянамі) да 75 км (пад кантынентамі) па Махаровічыча паверхні і характарызуецца перападам скорасці сейсмічных хваль ад 6,4—7 км/с у зямной кары да 8—8,4 км/с у падкоравым слоі мантыі; ніжняя — на глыб. каля 2,9 тыс. км на мяжы з ядром Зямлі, з перападам скорасці хваль ад 13,25 км/с у мантыі да 8,5 км/с у верхняй частцы ядра. Мантыя падзяляецца на верхнюю (слой B) да глыб. 400 км, сярэднюю (слой C, слой Б.Б.Галіцына) да глыб. 950—1 тыс. км (паводле інш. меркаванняў да 900 км), дзе назіраецца рэзкае нарастанне хуткасцей сейсмічных хваль з глыбінёй, і ніжнюю (слой Д), дзе скорасці манатонна павялічваюцца да падэшвы. Т-ра М.З. 2000—2500 °C. Шчыльн. рэчыва М.З. з глыбінёй нарастае ад 3,3—3,4 г/см³ у падкоравым слоі да 3,65—3,7 г/см³ на глыб. 400 км, у слоі C — рэзка нарастае да 4,55—4,65 г/см³ на глыб. 950—1 тыс. км, потым павольна павялічваецца да 5,55—5,65 г/см³ каля падэшвы М.З. Ціск у нізе М.З. (1,35—1,40)∙10​¹¹ Па, мяркуецца, што пры высокіх цісках рэчыва мантыі знаходзіцца ў цвёрдым крышталічным стане, акрамя астэнасферы, дзе яно, магчыма, аморфнае. Сярэдняя вязкасць рэчыва М.З. каля 10​²³—10​²⁵ П, у астэнасферы пад акіянамі 10​¹⁹—10​²⁰, пад кантынентамі 10​²¹—10​²² П. У версе М.З. складзена з лерцалітаў, перыдатытаў, эклагітаў, ніжэй — з піралітаў. Па супастаўленні геафіз. і мінер. даных мяркуецца, што паводле мінералаг. складу М.З. падзяляецца на верхнюю — алівінавую, сярэднюю — шпінеле-пераўскіта-ільменітавую. дзе вылучаюць 2 зоны на глыб.,420 км і 670 км, і ніжнюю — пераўскітавую. У М.З. існуюць канвектыўныя патокі рэчыва, аб чым, магчыма, сведчыць дрэйф літасферных пліт, якія неаднаразова перамешвалі састаў верхняй і ніжняй мантыі. З працэсамі ў М.З. звязаны тэктанічныя рухі, магматызм, вулканізм і інш.

Г.​І.​Каратаеў.

т. 10, с. 89

НІ́ЗКІЯ ТЭМПЕРАТУ́РЫ.

крыягенныя тэмпературы, тэмпературы ніжэй за 120 К. Т-ры. меншыя за 0,3 К, адносяць да звышнізкіх. Пры Н.т., асабліва блізкіх да абсалютнага нуля, цеплавы рух атамаў рэчыва памяншаецца і пачынаюць праяўляцца яго квантавыя ўласцівасці (напр., звышправоднасць, звышцякучасць). Пры Н.т. стан цвёрдага рэчыва разглядаецца як упарадкаваны, што дазваляе апісваць яго ўласцівасці з дапамогай квазічасціц. Кандэнсаваны (вадкі або цвёрды) стан рэчыва пры Н.т. вывучае фізіка нізкіх тэмператур. Эфекты, што праяўляюцца пры Н.т., выкарыстоўваюць у касм. матэрыялазнаўстве, крыябіялогіі, крыяэлектроніцы і інш.

Атрыманне Н.т. заснавана на звадкаванні газаў у спец. устаноўках — звадкавальніках, дзе моцна сціснуты газ пры расшырэнні да звычайнага ціску ахаладжаецца і кандэнсуецца (паводле Джоўля—Тамсана эфекту). Як холадаагенты выкарыстоўваюць паветра, азот, неон, вадарод, гелій (т-ра кіпення Т_н = 4,2 К). Для падтрымання Н.т. Т_н холадаагента павінна быць пастаяннай пад атм. ціскам, для чаго выкарыстоўваюць спец. тэрмастаты. Адпампоўваннем газу, што выпараецца, з герметызаванай пасудзіны памяншаюць ціск над вадкасцю і гэтым зніжаюць т-ру яе кіпення. Так дасягаюцца Н.т.: ад 77 да 63 К пры дапамозе вадкага азоту, ад 27 да 24 К — вадкага неону, ад 20 да 14 К — вадкага вадароду, ад 4,2 да 1 К — вадкага гелію. Пры больш нізкіх т-рах вадкія газы цвярдзеюць і страчваюць ахаладжальныя якасці (за выключэннем ізатопа гелію ​⁴Не, які застаецца вадкім амаль да абс. нуля). Метадам адыябатычнага размарожвання парамагнітных солей дасягаюць т-ры 10​⁻³ К, гэтым жа метадам з выкарыстаннем ядзернага парамагнітнага рэзанансу ў сістэме атамных ядраў дасягнута т-ра 10​⁻⁶ К. Т-ры парадку 10​⁻³ К атрымліваюць таксама больш зручным метадам — растварэннем вадкага ​³Не у вадкім ​⁴Не. Вымярэнне Н.т. да 1 К ажыццяўляюць газавым тэрмометрам. У дыяпазоне 0,3—5,2 К нізкатэмпературная тэрмаметрыя засн. на залежнасці ціску насычаных пароў гелію ад т-ры. У практычнай тэрмаметрыі выкарыстоўваюць пераважна тэрмометры супраціўлення.

На Беларусі даследаванні з выкарыстаннем Н.т. вядуцца з 1964 у Ін-це фізікі цвёрдага цела і паўправаднікоў, з 1980-х г. — у Цэнтры крыягенных даследаванняў пры гэтым ін-це (В.​І.​Гасцішчаў, С.​Я.​Дзям’янаў і інш.), а таксама ў інш. ін-тах Нац. АН, БДУ.

Літ.:

Лоунасмаа О.В. Принципы и методы получения температур ниже 1 К: Пер. с англ. М., 1977;

Капица П.Л. Физика и техника низких температур: Науч. тр. М., 1989;

Вепшек Я. Измерение низких температур электрическими методами: Пер. с чеш. М. 1980.

С.​Я.​Дзям’янаў.

т. 11, с. 331

НАФТАЗДАБЫ́ЧА,

працэсы здабычы нафты з нетраў і падрыхтоўкі яе да перапрацоўкі. Ажыццяўляецца праз буравыя свідравіны за кошт прыроднай энергіі пласта (унутрыпластавога ціску) і энергіі, што пэўным чынам падаецца ў свідравіну. Спосаб Н., пры якім выкарыстоўваецца энергія пласта, наз. фантанным, а спосабы, калі нафта падымаецца на паверхню за кошт энергіі, што падводзіцца звонку, наз. механізаванымі (іх разнавіднасці — кампрэсарны і помпавы спосабы).

Пры кампрэсарным, або газліфтным (гл. Газліфт). метадзе Н. ў свідравіну запампоўваюць газ, які змешваецца з нафтай і зніжае яе шчыльнасць. Дзякуючы гэтаму забойны ціск становіцца ніжэй за пластавы, а перапад ціскаў выклікае рух вадкасці з пласта да паверхні зямлі. Пры помпавым спосабе на пэўную глыбіню апускаюць штангавыя свідравінныя помпы, што прыводзяцца ў дзеянне ад станкоў-качалак (спосаб выкарыстоўваецца на большасці нафтавых радовішчаў свету), або бясштангавыя, пераважна цэнтрабежныя электрапомпы, да якіх праз свідравіны падводзяць эл. энергію. Найб. эфектыўным метадам павелічэння адбору нафты з пласта з’яўляецца падтрыманне пластавога ціску запампоўкай вады (або газу) у нафтавы пласт. Аднак метады воднага ўздзеяння на пласты не забяспечваюць поўнага здабывання геал. запасаў нафты: у нетрах яе застаецца больш палавіны, а на радовішчах вязкіх нафтаў — 85% разведаных запасаў. Для павышэння каэф. нафтааддачы (адносіны колькасці здабытай нафты да першапачатковага яе запасу ў пакладзе) выкарыстоўваюць розныя фіз. і хім. метады выціскання нафты з пласта. Напр., пры запампоўванні ў нафтавы пласт вады з дабаўкай паверхнева-актыўных рэчываў паніжаецца паверхневае нацяжэнне на мяжы нафта—вада, павялічваецца рухомасць нафты і паляпшаецца яе выцясненне вадой. Для павелічэння эфектыўнасці распрацоўкі радовішчаў з нафтамі павышанай вязкасці ўжываюць цеплавыя метады ўздзеяння на паклад: запампоўка ў пласты гарачай вады, пары і ўнутрыпластавое гарэнне. Для інтэнсіфікацыі Н. побач з уздзеяннем непасрэдна на паклад выкарыстоўваюць розныя хім., фіз. і цеплавыя спосабы ўздзеяння на прызабойную зону з мэтай паляпшэння фільтрацыйных уласцівасцей нафтавага пласта. Здабытая з нетраў нафта змяшчае спадарожны газ (50—100 м³/т), ваду (200—300 кг/т), мінер. солі (да 10—15 кг/т), мех. дамешкі. Перад транспарціроўкай і падачай на перапрацоўку газы, мех. дамешкі, асн. ч. вады і солей выдаляюць з нафты.

На Беларусі Н. пачалася ў 1964 (Рэчыцкае радовішча нафты). Пры распрацоўцы нафтавых радовішчаў шырока выкарыстоўваецца падтрыманне пластавога ціску, асн. спосаб Н. — помпавы. Гл. таксама Нафтаздабыўная прамысловасць.

Літ.:

Химия нефти и газа. 3 изд. СПб., 1995;

Тсхнология и техника добычи нефти. М., 1986.

В.​А.​Вядзернікаў.

т. 11, с. 215

ПАДВО́ДНАЯ ЛО́ДКА,

баявы карабель, здольны апускацца і працяглы час дзейнічаць ў падводным становішчы. Прызначаны для знішчэння караблёў і суднаў праціўніка, паражэння яго наземных аб’ектаў, пастаноўкі мінных загарод, вядзення разведкі, высадкі дыверсійных груп і выканання інш. задач, што патрабуюць скрытнасці і раптоўнасці. Існуюць таксама П.л. для навук. даследаванняў.

Першы эскіз праекта П.л. зрабіў Леанарда да Вінчы. Спробы пабудовы П.л. зроблены ў Вялікабрытаніі галандскім вучоным К. ван Дрэбелем (1620), у Расіі Я.​Ніканавым (1724), у Паўн. Амерыцы Д.​Бушнелем (1776), у Францыі Р.​Фултанам (1801), у Германіі В.​Баўэрам (1850). Мінскі дваранін К.Г.Чарноўскі прапанаваў праект метал. П.л. з перыскопам (1829), які рэалізаваў К.А.Шыльдэр (1834). Да пач. 20 ст. многія марскія дзяржавы пачалі буд-ва баявых П.л. Шырока выкарыстоўваліся ў 1-ю і 2-ю сусв. войны (гл. Падводная вайна).

П.л. мае стальны герметычны абцякальны корпус цыгара-, шара- ці кроплепадобнай формы Бывае аднакорпуснай (без лёгкага корпуса), паўтаракорпуснай (лёгкім корпусам часткова ахопліваецца моцны корпус) і двухкорпуснай (моцны корпус ахоплены лёгкім корпусам). Моцны корпус здольны вытрымаць вонкавы ціск вады на вял. глыбіні. Пл. ўнутры падзелена воданепранікальнымі перагародкамі на 4—8 адсекаў. У моцным корпусе размяшчаюцца экіпаж, зброя, механізмы, розныя сістэмы і ўстройствы, паліва, запасы прэснай вады і інш. Лёгкі корпус служыць для надання П.л. абцякальных абводаў, размяшчэння цыстэрнаў, трубаправодаў, якарных і інш. прыстасаванняў. Для апускання П.л. баластныя цыстэрны запаўняюць вадой, для ўсплывання іх прадзімаюць сціснутым паветрам. Пл. пад вадой кіруюць верт. (па напрамку) і гарыз. (па глыбіні) рулямі. Паводле гал. энергет. установак Пл падзяляюцца на атамныя і дызельныя (дызель-акумулятарныя). Атамная мае ядз. энергет. ўстаноўку, можа знаходзіцца пад вадой некалькі месяцаў; дызельная ў надводным стане рухаецца з дапамогай дызеляў, пад вадой — электрарухавікоў, што сілкуюцца ад акумулятарных батарэй. Для сачэння за гарызонтам, вадой і паветрам П.л. мае перыскоп. Паводле асн. ўзбраення П.л. падзяляюцца на тарпедныя, ракетныя (з міжкантынент. балістычнымі або крылатымі) і ракетна-тарпедныя, паводле прызначэння — на стратэг. і шматмэтавыя. Аснашчаны гідраэлектроннай, радыёэлектроннай, радыёлакацыйнай і інш. апаратурамі. Дызельныя Пл. (водазмяшчэнне да 10 тыс. тон) маюць глыбіню апускання да 300 м, скорасць руху пад вадой 20 вузлоў (37 км/гадз); атамныя стратэг. (водазмяшчэнне да 26 тыс. т) — глыбіня апускання да 500 м і больш, скорасць руху пад вадой да 36 вузлоў (да 66,7 км/гадз). Гал. кірункі развіцця і ўдасканалення П.л.: павелічэнне глыбіні апускання, скорасці ходу, далёкасці і аўтаномнасці падводнага плавання, зніжэнне шуму, удасканаленне ўзбраення, радыёэлектроннага абсталявання і інш. П.л. знаходзяцца на ўзбраенні ЗША, Расіі, Кітая і інш.

Л.​А.​Пенязь, В.​М.​Пташнік.

т. 11, с. 490

АТМАСФЕ́РА (ад грэч. atmos пара + сфера) Зямлі, газавая абалонка вакол Зямлі, якая ўтрымліваецца яе прыцяжэннем, верціцца разам з ёю і забяспечвае жыццядзейнасць расліннага і жывёльнага свету. Маса атмасферы каля 5,15×10​¹⁵ т (адна мільённая доля масы Зямлі). Палавіна яе заключана ў слоі да 5 км, 90% — да 16 км, вышэй за 100 км — толькі мільённая частка. Выразнай верхняй мяжы не існуе, атмасфера паступова пераходзіць у касм. прастору (гл. Космас). За фіз. мяжу прымаюць выш. 1000—1200 км, тэарэтычная мяжа — 42 тыс. км, дзе цэнтрабежная сіла вярчэння Зямлі ўраўнаважваецца яе прыцяжэннем. З вышынёй мяняюцца фіз. ўласцівасці атмасферы: ціск, шчыльнасць, т-ра. Ціск атмасферы на ўзр. м. на 1 см² 1013,25 гПа, на выш. 5 км ён змяншаецца на ½. Залежнасць ціску ад вышыні выражаецца бараметрычнай формулай. Шчыльнасць паветра на ўзр. м. 1,27—1,30 кг/м³, на паверхні Зямлі ў Еўропе ў сярэднім 1,25 кг/м³, на выш. 20 км 0,087 кг/м³, на выш. 750 км менш за 10-13 кг/м³. Т-ра характарызуецца больш складанай залежнасцю ад вышыні.

Будова. Атмасфера мае выразную слаістую структуру. У аснову падзелу пакладзена вертыкальнае размеркаванне т-ры, паводле якога вылучаюць сферы і слаі-паўзы паміж імі. Ніжняя частка атмасферы — трапасфера, знаходзіцца над паверхняй Зямлі да выш. 8—10 км у палярных, 16—18 км у экватарыяльных шыротах. Характарызуецца паніжэннем т-ры з вышынёй каля 6,5 °C на 1 км. Пераходнаму слою (таўшчынёй ад соцень метраў да 2 км) паміж трапасферай і стратасферай — трапапаўзе — уласціва ізатэрмія. Стратасфера распасціраецца да 50 км, у ніжняй частцы яе т-ра пастаянная, з выш. 25—30 км павышаецца ў сярэднім на 0,3 °C на 100 м (у азанасферы). Паміж стратасферай і мезасферай размяшчаецца стратапаўза, у якой т-ра блізкая да 0 °C. У мезасферы (да выш. 80 км) т-ра зніжаецца на 0,35 °C на 100 м вышыні (да -90 °C), развіваецца канвекцыя (вертыкальнае перамешванне), утвараюцца серабрыстыя воблакі. У мезасферы адзначаецца іанізацыя часцінак газу. Мезапаўза знаходзіцца на выш. 80—85 км, ёй уласціва ізатэрмія ці слабае зніжэнне т-ры. Вышэй размешчана тэрмасфера (да 800—1000 м), дзе т-ра зноў рэзка павышаецца за кошт паглынання прамога сонечнага выпрамянення і дасягае 1500—2000 °C. Тэрмасфера адпавядае іанасферы, дзе паветра моцна іанізаванае ў выніку дысацыяцыі малекул газаў пад уздзеяннем ультрафіялетавай, рэнтгенаўскай і карпускулярнай радыяцыі, што з’яўляецца прычынай высокай т-ры, палярных ззянняў, свячэння атмасферы. Знешняя атмасфера — экзасфера, дзе адбываецца дысіпацыя газаў, іх часцінкі (пераважна атамы вадароду) рассейваюцца ў касм. прасторы і ўтвараюць карону Зямлі.

Састаў. Атмасфера паветра — сумесь газаў з дамешкам завіслых цвёрдых і вадкіх часцінак. Паводле хім. саставу вылучаюць гамасферу (да 90—100 км) з нязменнымі суадносінамі асн. газаў і гетэрасферу, дзе стан газаў і іх суадносіны вельмі зменлівыя. У сухім паветры гамасферы азот складае 78%, кісларод — 21, аргон — 0,9, вуглякіслы газ — 0,03%, астатняе — крыптон, ксенон, неон, гелій, вадарод, азон, ёд, радон, метан, аміяк і інш. Сучасны састаў атмасферы спрыяльны для жыцця на Зямлі: кісларод служыць для дыхання жывых арганізмаў, вуглякіслы газ — для стварэння арган. рэчываў раслін у працэсе фотасінтэзу. У фіз. працэсах, якія адбываюцца ў атмасферы, найб. актыўныя вадзяная пара, азон, вуглякіслы газ і атм. аэразолі. Вадзяная пара канцэнтруецца ў ніжніх слаях трапасферы (ад 0,1—0,2% у палярных шыротах да 3% у экватарыяльных), з вышынёй яе колькасць памяншаецца (на выш. 1,5—2 км на 50%), у нязначнай колькасці ёсць да выш. 15—20 км. Азон затрымлівае асн. частку ультрафіялетавага выпрамянення Сонца, гібельнага для ўсяго жывога на Зямлі. Канцэнтруецца ў азанасферы. Вуглякіслы газ здольны паглынаць даўгахвалевае выпрамяненне Зямлі і ствараць парніковы эфект атмасферы. Колькасць вуглякіслага газу павялічваецца ў сувязі з узмацненнем антрапагеннага ўздзеяння на атмасферу (мяркуюць, што да 2000 г. яго будзе 0,0375%). Атмасферныя аэразолі (завіслыя ў паветры цвёрдыя і вадкія часцінкі) таксама затрымліваюць цеплавое выпрамяненне паверхні Зямлі і ўплываюць на бачнасць у атмасферы. Прымеркаваныя да прыземных слаёў, частка іх пранікае ў стратасферу, дзе на выш. 15—20 км утвараецца аэразольны слой Юнге.

У гетэрасферы павялічваецца колькасць лёгкіх газаў, адбываецца дысацыяцыя малекул паветра і значная іанізацыя. Выразная змена стану газаў атмасферы адбываецца на выш. 100—210 км, дзе пераважае атамарны кісларод над малекулярнымі азотам і кіслародам. На выш. 500 км малекулярнага кіслароду практычна няма, вышэй за 600 км пераважае гелій, на выш. ад 2 да 20 тыс. км пашырана вадародная карона Зямлі. З верхняй часткай атмасферы звязаны радыяцыйныя паясы Зямлі: унутраны на выш. 500—1600 км і вонкавы, утвораныя электронамі з высокай энергіяй.

Паветраныя плыні. Вынікам неаднароднасці т-ры атмасферы па вертыкалі і нераўнамернага награвання палярных і экватарыяльных шырот, сухазем’я і мора з’яўляецца сістэма буйнамаштабных працэсаў — агульная цыркуляцыя атмасферы. Да яе належаць плыні ніжняй часткі трапасферы: пастаянныя — пасаты і сезонныя — мусоны, заходні перанос паветраных мас, канвекцыя, цыклоны і антыцыклоны і інш. Паблізу трапапаўзы, дзе існуе кантрастнасць т-ры, а таксама ў азонавым слоі на выш. 20—25 км утвараюцца магутныя струменныя плыні. Скорасць ветру ў верхняй стратасферы дасягае 100—150 м/сек. У тэрмасферы яна павялічваецца, тут адбываюцца прыліўныя рухі пад уздзеяннем Месяца і Сонца. Рухомасць атмасферы надае ёй ролю рэгулятара цеплаабмену Зямлі з космасам, радыяцыйнага і воднага балансу. Працэсы ўзаемадзеяння атмасферы і акіяна істотна ўплываюць на клімат Зямлі. Атмасфера мае электрычнае поле, якое фарміруецца пад уздзеяннем адмоўнага электрычнага поля Зямлі.

Паходжанне. Сучасная зямная атмасфера мае другаснае паходжанне, яна ўтварылася пасля ўзнікнення Зямлі ў выніку ўзаемадзеяння працэсу дэгазацыі з пародамі літасферы. Састаў атмасферы зменьваўся на працягу ўсёй гісторыі Зямлі, у т. л. і пад уплывам дзейнасці чалавека. Вылучаюць 2 асн. этапы — бескіслародны (2 млрд. гадоў назад) і кіслародны; маса кіслароду значна павялічылася ў фанеразоі пасля з’яўлення расліннасці на сушы.

Вывучэнне атмасферы пачалося ў антычны час. Навука пра атмасферу — метэаралогія сфарміравалася ў 19 ст. Для назіранняў за атмасферай створана сетка метэаралагічных станцый і пастоў, выкарыстоўваюцца метады вертыкальнага зандзіравання атмасферы, радыёлакацыя, пеленгацыя, самалёты, аўтам. аэрастаты, спец. судны, ракеты і метэаралагічныя спадарожнікі. У Беларусі назіранне за атмасферай праводзіцца на метэастанцыях гідраметэаралагічнай службы, у прамысл. цэнтрах вывучаюць і прагназіруюць ступені тэхнагеннага забруджвання; праводзяцца даследаванні радыенукліднага забруджвання атмасферы пасля катастрофы на Чарнобыльскай АЭС.

Літ.:

Атмосфера: Справ. Л., 1991;

Будыко М.И., Ронов А.Б., Яншин А.Л. История атмосферы. Л., 1985;

Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы: Пер. с англ. М., 1988.

Г.​В.​Валабуева.

т. 2, с. 74