Почему меняется климат

Отчего же начинаются на Земле ледниковые периоды? Для того, чтобы на планете началось оледенение, должно произойти похолодание – такое, чтобы снег, а не дождь, стал одним из основных видов осадков на всей Земле и чтобы, выпав зимой, он не успевал растаять за лето. Кроме того, этого снега должно выпадать много – достаточно для обеспечения роста ледников.

Оба условия кажутся простыми. Но что приводит к похолоданию?

Причины могут быть разными.

1. Движение материков. Континенты, подобно плотам на воде, перемещают зя по поверхности Земли. Оказываясь в полярных или приполярных районах (как Антарктида), материки попадают в суровые, благоприятные для образования ледников условия. Правда осадков в полярном климате мало, но температуры достаточно низки.

2. Перемещения географических полюсов. Возможно, что материк мог попасть в полярные условия, не двигаясь, – они сами к нему «приходили»: ведь вместе с полюсами по поверхности планеты «путешествовали» и природные зоны.

3. Рост гор. Когда горы растут, значительные массивы суши могут оказаться достаточно высоко, выше снеговой линии (чем выше мы поднимаемся над поверхностью земли, тем холоднее вокруг; и мы можем достичь такой высоты, выше которой снега не тают; ее и называют снеговой линией. Образуются горные ледники, это приводит к похолоданию не только в горах, но к за их пределами, появляются ледники подножий. Температура падает еще ниже, ледники вырастают и так далее. В самом деле, за последние один–два миллиона лет Альпы поднялись более чем на две тысячи метров, Гималаи – на три тысячи.

4. Изменения в атмосфере. Состав атмосферы влияет на климат. Углекислый газ создает парниковый эффект – и чем больше его в атмосфере, тем теплее на планете, а чем меньше – тем холоднее. Поэтому возможна следующая связь событий. В теплых условиях возрастает численность микроскопических обитателей океанов. Их постепенное умирание приводит к накоплению на дне осадков, в которых на долгое время «консервируются» очень большие количества углекислого газа (он входит в состав тех веществ, из которых эти организмы строят свои панцири и скелеты). И температура на планете понижается, – начинается оледенение.Возможно еще влияние запыленности атмосферы (например, из–за выброса большого количества вулканического пепла или пыли, поднятой ударом метеорита).

5. Изменения в океанах. Океаны влияют на климат многими способами. Один из них – хранение тепла и его перераспределение по планете океаническими течениями. Движения материков могут привести к тому, что приток теплых вод в приполярные районы уменьшится настолько, что они сильно охладятся. Примерно так произошло С Беринговым проливом, соединяющим Северный Ледовитый океан с Тихим – он почти закрыт (а были периоды, когда он был закрыт совсем или открыт шире, чем сейчас). Перемешивание воды в Северном Ледовитом океане затруднено, и почти весь он покрыт плавающими льдами.

6. Астрономические изменения. Может быть, похолодания связаны с уменьшением количества солнечного тепла, приходящего на Землю. Причины этого могут быта связаны с колебаниями солнечной активности. Но могут – и с колебаниями пространственного взаиморасположения Земли и Солнца. Известны расчеты югославского геофизика М. Миланковича, в 1920–х годах проанализировавшего изменения солнечной радиации в зависимости от изменений в системе Земля–Солнце. Они цикличны, и циклы их примерно совпадают с цикличностью оледенений. На сегодняшний день эта гипотеза наиболее обоснована.

А что за время сейчас? Оледенение, межледниковье или что–нибудь третье – например, послеледниковье, и ледники больше не станут наступать? Трудно сказать. Известно, например, что около 200 лет назад достиг максимума и постепенно ослабевает малый ледниковый период – эпоха похолодания, проявившаяся не только в Европе (и выгнавшая викингов из гренландских поселений), но и в других районах Земли. Вплоть до 1930–ых годов ледовые условия Арктики были настолько тяжелыми, что все попытки пробиться на север на кораблях оканчивались неудачей (вспомним трагически закончившийся в 1912 году поход к Северному полюсу экспедиции старшего лез гтенанта Георгия Яковлевича Седова на корабле «Святой великомученник Фока»). А позже площадь, занимаемая многолетними арктическими льдами, сократилась приблизительно на миллион квадратных километров!

Г. Я. Седов

И впервые в истории мореплавания небольшое деревянное судно «Николай Книпович» обогнуло с севера Землю Франца–Иосифа, пароход «Сибиряков» – Северную Землю. В 1938 году ледокол «Ермак» в районе Новосибирских островов прошел до 83°05' с.ш. – а в 1901 году он не смог добраться даже до северной оконечности Новой Земли.

В 1960–х годах началось новое похолодание, и льды разрослись на 0,8 миллиона квадратных километров. В 1970–х годах произошло новое потепление.

Но эти колебания несравнимы по масштабам с великими оледенениями и разделяющими их межледниковьями. Так что вопрос о будущем климата Земли пока открыт. Может быть, победит парниковый эффект, и наступит небывалое потепление? А может сильнее окажется растущая запыленность атмосферы, и нас ждет похолодание?

Что такое лед

Лед – самая распространенная горная порода в Солнечной системе. Марс, Юпитер, Сатурн, Уран содержат огромные массы льда, а некоторые спутники планет сложены из него почти целиком. Например, галилеевы спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) состоят из льда примерно на 70–90%. Головы комет также представляют собой, как правило, ледяные глыбы.

Как образуется лед в межзвездном пространстве и в Солнечной системе, до конца неясно. Среди существующих на этот счет точек зрения немало весьма любопытных – например о покрытой льдом планете Фаэтон, некогда существовавшей между орбитами Марса и Юпитера, а затем расколовшеся на множество частей; о случайном прилете в пределы Солнечной системы ледяных тел из межзвездных пространств; о ледяном спутнике Земли, упавшем на Землю около 20 тысяч лет назад и вызвавшем Всемирный потоп (известный из легенд и преданий). Во всяком случае, и в наши дни на Землю падают ледяные метеориты.

Ледяное тело из лежзв> здных пространств

Льда на Земле не так много, как на Юпитере, но и не так мало, как на Марсе: больше десятой части суши занято многолетними льдами, а пятая часть всей планеты ежегодно покрыта снегом.

Важно при этом, что самая обычная и привычная нам вода обладает удивительным и редким свойством. Так же, как и многие другие вещества, вода при понижении температуры переходит из газообразного состояния (водяной пар) в жидкое, а затем – ив твердое (лед).

Но в отличие от большинства других веществ, вода при замерзании не уменьшается, а увеличивается в объеме. Поэтому плотность льда меньше плотности воды, и он способен плавать в воде. Если бы не это, в первую же холодную зиму водоемы Земли промерзли бы до дна (лед тонул бы, а на поверхности образовывались бы новые порции, которые тонули бы в свою очередь). Мало кто из обитателей Земли выжил бы в таких условиях.

Частички воды, превращаясь в лед, могут, соединяться между собой разными способами и образовывать разные льды. Это похоже на поведение частичек углерода, которые тоже соединяются между собой по–разному, в зависимости от того, в каких условиях (при какой температуре и каком давлении) им приходится это делать. В итоге из одного и того же вещества – углерода – получается либо графит (мы хорошо знаем его по стержням в простых карандашах), мягкий, разрушающийся даже при соприкосновении с бумагой, либо алмаз – самый твердый из земных минералов, используемый в стеклорезах, сверлах и других инструментах. Разными бывают и льды.

В начале XX века немецкий ученый Г. Тамман открыл, а американский физик П. Бриджмен исследовал явление полиморфизма (многоформенности) льда. Оказалось, что существует около десяти разновидностей льда, и тот, с которым мы сталкиваемся в природе, – лишь одна из многих модификаций (ее называют лед–1).

Все другие льды тяжелее воды и отличаются от обычного многими свойствами. Лед–VI возникает при очень высоком давлении и тает при температуре 80°С (а не 0°С, как лед–1), а лед–VII выдерживает нагрев почти до 200°С. Похоже, что он иногда образуется при очень высоком давлении, которое возникает вблизи работающих турбин гидроэлектростанций, и из–за своей высокой твердости приводит к авариям. А в условиях, похожих на космические, был получен лед, в 2–2,5 раза плотнее всех других. Его свойства пока почти не известны.

Но и привычный нам лед–1 бывает разным. Лед, образующийся в атмосфере, отличается от льда, образующегося на поверхности суши или океана, – но главным образом не строением, а присутствием примесей. Например, в морских льдах есть частички солей, а в подземных – частички горных пород.

Льды и ледники

Ледниками называют скопления льда, но не любые, а те, что образуются на поверхности планеты без вмешательства человека (то есть морозильные, камеры ледниками не считаются).

И рождением своим, и смертью ледники обязаны свойству воды, отличающему ее от большинства других веществ: способности в обычных земных условиях пребывать в трех разных состояниях (жидком, твердом и газообразном).

С этим свойством связан круговорот воды в природе. Главные процессы этого круговорота – испарение воды (из водоемов); перемещение паров в атмосфере; их конденсация (то есть превращение из пара в жидкую воду); выпадение на поверхность Земли в виде различных осадков (дождя, снега, града и т.д.) и стекание воды с континентов в океаны. Энергией эти процессы обеспечивают Солнце и сила тяжести.

Если температуры воздуха достаточно низки, выпавший снег не успевает растаять даже за лето (возникают так называемые снежники–перелетки, то есть сугробы, переживающие лето, «перелетовывающие»). Снег в них оказывается погребенным под всё более мощными толщами свежевыпавшего снега. Давление вышележащих слоев, а также периодическое замерзание и оттаивание воды, просачивающейся на глубину, приводит к тому, что он превращается в фирн (от немецкого Firn – прошлогодний, старый) – крупнозернистый уплотненный лед.

Он состоит из связанных между собою ледяных крупинок и представляет собой промежуточное между снегом и льдом состояние воды. Через некоторое время строение его меняется, границы между зернами исчезают, и он превращается в массивный, сплошной ледниковые лед. Возникают ледники – естественные, природные скопления льда.

У всякого ледника (если только это и элый ледник, а не кусочек или остаток – типа айсберга есть область питания, где условия таковы, что скорость образования льда превышает скорость его расхода (расход льда – это его исчезновение; обычно – таяние, испарение и разрушение например, обламывание айсбергов).

Соотношение прихода и расхода льда – баланс ледника – зависит от температуры и влажности воздуха и многих других факторов. Баланс может быть положительным: приход больше расхода. Тогда ледник растет в области питания. При этом происходит следующее: во–первых, ледник начинает выстужать все, что его окружает – и воздух, и землю. И зона его питания вырастает (а следом подрастает сам ледник). А во–вторых, лед, если его накапливается достаточно много, начинает ползти в разные стороны. И опять–таки увеличивает свою область питания.

Строение ледника 62

Конечно, ледник не может расти безгранично. Рано или поздно он добирается до тех мест, где температуры достаточно велики, чтобы расход льда «победил». Здесь ледник останавливается.

Если условия не меняются, ледник может существовать довольно стабильно многие годы (например, в Антарктиде обнаружен лед, возраст которого более полумиллиона лет). Но если условия меняются, – по каким–либо причинам становится теплее, – баланс ледника становится отрицательным. Превышение расхода над приходом приводит к уменьшению количества льда, а иногда и к полному уничтожению ледника.

Рост и таяние небольших ледников можно наблюдать постоянно – это совершенно обычные процессы. А вот рост и разрушение гигантских ледяных покровов, существовавших на Земле в ледниковые периоды, не наблюдал никто (из способных записать или сообщить свои наблюдения). Поэтому о том, насколько быстро росли и отступали (таяли) ледники–гиганты, споры не прекращаются до сих пор.

Льды на суше

Среди ледников, которые лежат на поверхности суши, обычно выделяют две главные группы ледников: горные и покровные. Разница между ними в первую очередь в их размерах, но она влечет за собой и другие отличия. Первые относительно невелики, и их. форма определяется рель эфом того места, где они образовались. А вот вторые – такие толстые, что лед перекрывает все неровности рельефа и движется туда, куда направлен уклон его собственной поверхности (а вовсе не туда, куда наклонена поверхность земли под ним). Примерно так же ведут себя грязекаменные потоки – сели, возникающие обычно в горах, когда начинается весеннее снеготаяние. Это не водный поток, а вязкая масса грязи и камней (которые могут достигать доброго десятка метров в поперечнике). И эта масса часто течет не туда, куда наклонена поверхность, по которой она движется, а в ту сторону, куда наклонена ее поверхность. То есть не так, как течет вода. И в этом – одна из опасностей селя. Он и без того – одно из самых грозных явлений природы: представьте миллионнотонный поток, с легкостью ворочающий глыбами в десятки тонн весом, рвущийся с гор быстрее, чем автомобиль! А то, что сн течет не туда, где его можно ожидать, исходя из звания рельефа местности, делает его еще более грозным.

Небольшие (сравнительно!) покровные ледники называют куполами, хотя и по недоразумению. Дело в том, что нарисовать ледник в разрезе (а это часто приходится делать исследователям ледников) на листе бумаги в едином масштабе и по вертикали, и по горизонтали невозможно:, крупные ледники имеют толщину максимум в несколько километров, а в длину и ширину – тысячи километров. Так что в едином масштабе (что было бы правильно!) они выглядели бы тонкими пленками, каковыми и являются на самом деле.

Но при этом были бы не видны подробности их строения. Поэтому масштабы всегда выбирают разными (вертикальный – во много раз крупнее горизонтального), и ледяной «блин» на рисунке превращается в купол. Так и повелось. Тем более, что «купол» звучит гораздо значительнее. Сравните: «...На ледяном куполе...» и «...На ледяном блине...». Но не забывайте, что «блин» больше похож на действительность .

Конечно, есть и переходные от одной группы к другой типы, нчпример сетчатые ледники, образующиеся при слиянии горных ледников. Или горно–покровные ледники – сочетание заполненных льдом долин и ледяных куполов с разделяющими их скалистыми гребнями и вершинами. Они характерны для Шпицбергена, Аляски, Канадского Арктического архипелага.

Наземные льды Арктики принадлежат ко всем известным на Земле видам ледников. Самые крупные из них – покровные ледники Гренландии, Исландии и отдельных островов (например, Шпицбергена, Земли Франца–Иосифа, Новой Земли и Северной Земли). Часто ледниковые купола перекрывают целиком отдельные острова. Ледники Антарктиды – это тоже гигантские купола.

Как движутся льды

Одна из важных особенностей ледников – их способность перемещаться по поверхности планеты. То есть ледники не просто растут или тают, но умеют и на самом деле двигаться. И даже двумя способами.

Во–первых, когда льда накапливается достаточно много, он начинает вести себя не как твердое тело, а как пластичное. Как, например, подтаявшее сливочное масло или пластилин. Но гораздо медленнее.

А во–вторых, в больших ледниках между льдом и камнем образуется пленка воды. Большое давление вышележащей толщи растапливает нижни; слой льда. И эта пленка воды играет роль смазки, по которой ледник с легкостью проскальзывает. Так же движутся конькобежцы: высокое давление между льдом и острым лезвием конька рождает водяную пленку, по которой и скользит спортсмен.

А если они движутся, то естественно возникает вопрос – а насколько быстро они это делают? Может ли ледник догнать, к примеру, убегающего от него человека? Похоже, что не может. Конечно, мы не знаем, с какой скоростью двигались ледники времен великих оледенений, но по наблюдениям за современными ледниками известно, что обычно их скорость составляет от нескольких до десятков метров за год. Чем круче склон, по которому ползет ледник, тем быстрее он движется.

Но бывает и по–другому. Например, скорость ледника Кутийяг в Гималаях достигает время от времени более чем 100 метров в сутки. А язык (шириной больше тридцати километров) ледника Брансвельорри на Шпицбергене достиг скорости в семь километров за год.

Разрез ледника

И лишь однажды, в 1934 году, Гарумбарский ледник в 1 ималаях полз со скоростью несколько сотен метров в час.

Ясно, что когда такая махина, как ледник, движется, миллионы тонн его веса не могут не изменить поверхности, по которой он ползет. Хотя лед мягче тех горных пород, по которым перемещается, в него всегда вморожено множество мелких и крупных обломков скал (их называют мореной).

И при движении эти обломки способны «грызть» подледную поверхность не хуже резцов. Проползая по речным долинам, ледники меняли их форму. Долины становились глубже и шире, дно их выравнивалось, берега становились гораздо более высокими и крутыми. Поперечный профил! таких долин имеет U–образную форму, в отличие от речных, похожих на букву V. Он напоминает профиль обычных в первой половине XX века металлических корыт для стирки и купания. Поэтому такие долины получили наименование трогов (от немецкого Trog – корыто).

Трог

Барании лоб

А ледник несет морену дальше. И только там, где он тает, составляющие морену обломки падают на землю и остаются лежать на ней. Они лежат до сих пор, отмечая, до каких широт доползал некогда ледник. Например, семь холмов, на которых была построена Москва, – ледникового происхождения.

«а. в Якутском, Государь, по скаске торговых, промышленных и служилых людей, хлебной пашни не чаять. Земля, Государь, среди лета вся не растаивает», – писали якутские воеводы в своем донесении 1641 года. Вместо пользования привычными колодцами им приходилось растапливать заготовленный специально лед. Лишь в 1685–1686 годах удалось прокопать колодец до глубины чуть больше тридцати метров: «А колодезя, Великие Государи, в Якутском сделать никоими мерами нельзя, потому что земля летом только тает в полтора аршина, а больше двух аршин никогда не тает, а в исподе на дне бывает земля всегда мерзлая...».

«Скаски» из сибирских и дальневосточных земель легли в основу трудов В. Н. Татищева, который в своей «Истории Российской с самых древнейших времен» (1725 и 1736 годы) привел многочисленные свидетельства о вечной мерзлоте, о бивнях и трупах мамонтов, найденных в ее толще.

Мамонтенок Дима

Находят их и сегодня. Вероятно, самая известная из таких находок – мамонтенок, найденный в 1977 году и прозванный Димой. Он сохранился так хорошо, что кожа и мягкие ткани его совсем не пострадали, а содержимое желудка осталось таким же, каким было 20 тысяч лет назад.

Весной 1827 года в Якутске начали рыть колодец в квадратную сажень (2,13x2,13 метра), пытаясь дойти до водоносного слоя. Копать мерзлую землю нелегко, и за два года было пройдено лишь 15 метров. Летом 1829 года через Якутск проезжал адмирал Ф. П. Врангель (командир третьего российского кругосветного плавания на шлюпе «Кроткий», с 1829 по 1835 год – главный правитель I усской Америки, обошедший за это время земли от Берингова пролива до Калифорнии), распорядившийся о продолжении работ за счет Российско–Американской компании.

В 1830 году шахта достигла тридцатиметровой отметки, а в 1837 году была пройдена до глубины в сто шестнадцать с половиной метров. В шахте проводились измерения температуры на разных глубинах, и будущий академик А.Ф. Мидендорф по этим данным рассчитал мощность вечной мерзлоты в этом районе. Она превысила 200 метров.

Современное бурение подтвердило его оценку. А максимальная толщина мерзлых пород измерена в верховьях одного из притоков реки Вилюй и составляет полтора километра.

Подземные льды – это прожилки и целые пласты, или, как их часто называют, линзы льда внутри земной коры. Они сформировались в периоды Великих оледенений и существуют уже многие десятки и сотни тысяч лет.

Понятно, что внутри твердой скалы льду места не находится, поэтому в Антарктиде подземные льды – явление не характерное (хотя и скальные породы, конечно, промерзают). А вот там, где горные породы рыхлые, льда в них иногда оказывается больше, чем самой породы. Подземные льды часто называют вечной (или правильнее – многолетней) мерзлотой.

Ледяные линзы

Вечная мерзлота представляет собой смесь частиц горных пород со льдом. Над ней залегает тонкий слой, ежегодно оттаивающий летом и снова замерзающий зимой. Его называют деятельным слоем.

Сейчас, спустя 20 тысяч лет после того, как растаял последний из крупных ледяных покровов, мерзлота продолжает занимать около четверти суши Земли. А в России – больше половины территории. Вся зона тундры занята сплошной мерзлотой (до глубины 300 и даже более метров). Температура в ней не поднимается выше двух градусов мороза.

Только кое–где, обычно в речных долинах и озерных котловинах, сплошная мерзлота оказывается нарушена таликами – островками талого грунта. Образование их связано с теплом, которое приносит речная вода или накапливает вода озер. Талики бывают сквозными, то есть настолько глубокими, что соединяются с непромерзшими горными породами, залегающими ниже вечной мерзлоты, но могут и не достигать их.

Чем дальше от полюса, тем тоньше слой мерзлоты. Он уменьшается до нескольких десятков метров, в нем появляется все больше таликов (причем они уже не обязательно связаны с водой). Затем мерзлота распадается на отдельные островки среди непромерзающего грунта и вскоре исчезает совсем. А деятельный слой превращается в некотором смысле в свою противоположность: на мерзлоте он ежегодно прогревался солнцем до оттаивания и был зоной жизни. А здесь, вдали от полюса (например, на широте Москвы) говорят о слое промерзания. И учитывают его толщину (которая, конечно, уменьшается с продвижением от полюса к экватору), при строительстве разных сооружений.

Зачем их учитывать? Дело в том, что мерзлые грунты имеют несколько важных особенностей.

«Все болота, болота, болота...»

Промерзшая земля превращается в водоупорный слой: новые порции воды просочиться сквозь нее уже не могут. Когда оттаивает деятельный слои, вода остается на. поверхности. Появляется болото, и не маленькое. Если взглянуть на физическую карту России, можно обнаружить, что болотами занята, например, изрядная часть Западно–Сибирской низменности.

А если речь идет не о равнине, а о склонах, даже довольно пологих, возникают оползни и оплывины. Возникают и рушатся мосты и здания, расползаются железнодорожные насыпи.

Если насыщенный водой грунт медленно сползает по склону, образуются огромные «лестницы».

При понижении температуры объем горных пород уменьшается и в них появляются трещины. Их называют морозобокными трещинами. Они образуют на поверхности земли характерные многоугольники. Эти многоугольники (полигоны) – явный признак наличия мерзлых грунтов.

Замерзающая и оттаивающая вода становится причиной морозного выветривания. Выветривание – это название для множества разнообразных процессов разрушения горных пород. Морозное связано с тем, что вода, попадающая в микротрещинки породы при положительно?! температуре, позже замерзает в них. При этом она расширяется и, расширяясь, разрушает весь камень. Этот же процесс идет и в более крупном масштабе: талая вода при замерзании образует ледяные клинья, которые расширяют морозобойные трещины.

При оттаивании мерзлый грунт довольно часто уплотняется, заполняя собой те промежутки и поры, которые были заняты льдом. Тогда на поверхности возникают просадки – углубления (аласы). К такому же эффекту приводит таяние подземных льдов. Этот процесс называют термокарстом (о нем подробнее – в другом разделе).

Оползни

Грунты никогда, не бывают совершенно однородными, и промерзание с оттаиванием всегда неравномерны. Кроме того, промерзание, начинаясь у поверхности, проникает вглубь и создает давление в грунтовых водах. А под давлением они могут прорваться на поверхность, раздвигая частицы грунта, и образовать наледи. Могут образовывать наледи и речные воды. '

Наледи – звучит заурядно и напоминает о замерзших лужах. Но они могут достигать многокилометровых размеров, иметь толщину в несколько метров. «...Верстах в двух выше ручья Энкеляха, на Селенде началась ледяная долина и простиралась больше двух географических миль [пятнадцать километров] вниз по реке. Ширина ледяного поля составляла едва ли больше 1/8 мили [940 метров], а по местам она еще суживалась шагов на двести. Хотя она была довольно ровна и горизонтальна, однако иногда выдавалась в стороны дальше низа долины, в иных местах заходила глубс ко в лес, и вид выходил совсем особенный, когда перед глазами являлись старые хвойные деревья среди ледяного поля, выходившие прямо из ледяного грунта», – так описывал наледь в бассейне Алдана А.Ф. Мидендорф в своем изданном в 1862 году «Путешествии на север и восток Сибири». А всего в России наледи содержат до трехсот кубических километров льда.

А еще подземные воды могут скопиться под землей и, замерзая, сформировать вздутия – 5угры пучения. Это тоже своего рода наледь, ко прикрытая сверху слоем почвы.

Бугор пучения

Бугры достигают иногда десятков метров в высоту и выглядят как обычные холмы. Просуществовав несколько лет (или десятков лет), они могут исчезнуть если растает их ледяное ядро. Этим они приводили в недоумение путешественников, еще не знавших об их « конструкции ».

При неравномерном промерзании и оттаивании горных пород крупные камни (а также столбы и фундаменты) выпучиваются из грунта, выжимаются льдом на поверхность. Немало северных построек было разрушено этим процессом. Бороться с ним нелегко, но можно: надо вкапывать сваи так глубоко, чтобы они ушли заметно ниже деятельного слоя. Нужно использовать именно сваи, потому что сплошной массивный фундамент прогревается и приводит к оттаиванию грунта вокруг себя.

Результат действия бугров пучения

Льды в океане

И в Северном Ледовитом, и в Южном океанах встречаются льды двух видов: морские льды и льды, сползшие с суши.

Наземные ледники, которых особенно много в Антарктиде и в Гренландии, довольно часто спускаются в море. Волны раскачивают и обламывают их языки. Особенно часто это происходит с шельфовыми ледниками, образующимися при выдвижении ледяных покровов на шельфы (подводные окраины материков). Они имеют вид плит, становящихся тоньше по мере удаления от берега, либо плавучих, либо частично опирающихся на дно. Крупные обломки ледников, уплывающие в океан, называют айсбергами (ледяными горами). Особенно много их в Антарктиде, но встречаются они и в Арктике.

А морские льды появляются, когда вода охлаждается до температуры замерзания. Для пресной воды – это 0°С. Для соленой – ниже, причем тем ниже, чем больше соли растворено в воде. Именно поэтому улицы городов зимой посыпают солью: даже при отрицательных температурах, при которых пресная вода уже образовала бы корку льда на мостовых, соленая вода остается жидкой и стекает в сточные канавы. Вначале на поверхности моря образуются пресные кристаллики, соль из которых вытесняется в процессе их роста. Затем они смерзаются между собой, но между отдельными кристаллами остаются пленки и капли рассола, пузырьки воздуха. Поэтому морские льды более пористы. Соответственно, плотность их ниже, чем пресноводных. Из–за этого льдины возвышаются над водой не на десятую, а на седьмую часть своей толщины. Кроме того, наличие рассола внутри льда приводит к тому, что тает он быстро, но при температуре не 0°С, а более низкой – около –2,2ºС.

Образование айсберга

Среди морских льдов выделяют обычно дрейфующие (переносимые ветрами и течениями с места на место) и припайные льды (образующиеся вдоль берегов и прикрепленные к ним).

Аэродром на дрейфующей льдине

Первые круглый год присутствуют во всех арктических морях. В центральных районах океана дрейфующие паковые (многолетние морские) льды сплошным покровом лежат даже летом. Толщина их достигает пяти метров. На них можно даже строить аэродромы для взлета и посадки тяжелых самолетов. Именно поэтому такие льды с конца 1930–х годов (со времени плавания дрейфующей станции «Северный Полюс–1») используются для проведения гидрологических и метеорологических исследований в Арктике. Льдины в дрейфующих льдах сохраняются по меньшей мере десятилетиями.

Припай в Арктике летом исчезает, но не везде. Он сохраняется у некоторых архипелагов и островов. Особенно велик припай зимой в морях Лаптевых и Восточно–Сибирском, где его ширина измеряется многими сотнями километров. А в Антарктиде припай не исчезает никогда.

Иногда среди неподвижных льдов или на их границах возникают устойчивые пространства чистой воды – полыньи. Они могут появиться, например, там, где ветер относит обломки льда от внешней кромки припая. В некоторых местах полыньи возникают каждый год. Их называют стационарными, и у них даже бывают собственные имена: «Великая Сибирская» в море Лаптевых, «Северная вода» в Баффиновом заливе, «Великая Чукотская» в Чукотском море. При сильных морозах вода в полыньях обычно заполняется ледяной кашей – скоплением обломков плавучего льда до двух метров в поперечнике, образующихся при разрушении других видов льда и при смерзании воды с ледяными кристаллами.

Торосы

Когда ледяные поля, переносимые по поверхности морей течениями и ветрами, садятся на мель, или налетают на берег, или сталкиваются между собой, они подвергаются сжатию. При этом льдины наползают друг на друга, ломаются и образуются торосы – хаотичные нагромождения льда, достигающие иногда двадцатиметровой высоты.

Между движущимися ледяными полями встречаются пространства открытой воды, своего рода трещины во льдах – разводья.

Иногда они перемещаются по поверхности воды вместе со льдами; длина и ширина их достигают нескольких километров. Образуются они, когда штормы или приливы разламывают ледяные поля.

На севере Архангельской области, на Белом море и в Поморье люди издавна имели дело с морскими льдами, и в местных говорах есть много слов, к ним относящихся. Например, гладун – это гладкий лед, а шуя – это торосы, бимъе – замерзшее море, бимок – отдельная льдина, колтужиик – комья снега, плавающие по морю, щенок – небольшой айсберг, Vienna – откалывание айсберга.

«Немного наторосило...»

Из дневников Ивана Дмитриевича Папанина, начальника дрейфующей станции «Северный Полюс–1».

«17 августа 1937 года. Льдину быстро несет на запад. Началось большое торошение. У трещин нагромоздило много льда. Издали кажется, что там возвышаются трехэтажные ледяные дома. Хотел сфотографировать эти сверкающие строения, но плохая видимость заставила отказаться от съемки.

30 августа. На льдине туман, температура – минус пять градусов. В северной части нашего поля немного наторосило, но сама льдина невредима.

13 сентября. Во время промера в «проруби Ширшова» [Петр Петрович Ширшов – участник экспедиции, проводивший гидрологические наблюдения] наблюдались колебания уровня воды. Прорубь покрыта тонким ледком, в котором пробито отверстие для опускания троса. Внезапно из этого отверстия выплеснулась вода. Вслед за тем уровень воды колебался в течение нескольких минут. ...Очевидно, эти всплески и колебания отражают сильное торошение льдов, происходящее где–то вдали от станции. Несмотря на отсутствие ветра, льды, должно быть, продолжают двигаться, сильно нажимая друг на друга.

Так как во время вертушечных измерений Петр Петрович ощутил сильный толчок, то не исключена возможность, что наша льдина где–нибудь треснула.

14 сентября. ...Вдруг путь мне преградила река. Вот и результат вчерашнего толчка. Трещина разошлась, и ширина ее достигает уже трехсот метров. При большом ветре здесь может быть много бед. За трещиной теперь надо следить каждый день, каждый час.

19 октября. Вид нашей трещины сильно изменился: у ее кромки теперь нагромождены свежие торосы самых различных размеров и форм.

18 ноября. Ночью ощущались сильные толчки. Временами раздавался глухой гул, но мы привыкли к этим звукам...

24 ноября. Весь день был слышен гул, напоминавший артиллерийскую канонаду. Нашу льдину стало крепче ворочать: мы приближаемся к северо–восточным берегам Гренландии, а там, вероятно, изрядное скопление льда. Возле трещины большие куски льда, которые оторвались от нашего поля. Они торчат вертикально, создавая причудливые, фантастические пейзажи.

6 февраля 1938 года. Нас разбудил Кренкель: он дежурил [Эрнст Теодорович Кренкель – еще один участник экспедиции, радист]. Начиналось торошение: льдины с треском и скрипом бились друг о друга. По краям нашего крохотного обломка вырастали ледяные валы. Они состоят из кусков снега и тонкого льда, образовавшегося в трещинах. Ближайший вал появился рядом с нами, в десяти метрах от палатки. Кренкель при каждом обходе внимательно рассматривал края нашей льдины: мы опасаемся, что дальнейшее сжатие может окончательно разломать ее... Трещины между движущимися льдинами расширяются ».

Айсберги

Мы уже упоминали айсберги – гигантские обломки материковых ледников, языки которых спустились некогда в океан и были отломлены штормами. Но есть среди них и особенные: айсберги–острова, на поверхности которых есть холмы и реки, валуны и птичьи базары. Еще в ту пору, когда они лежали на поверхности материка или острова, с окружающих скал сносились на поверхность ледника камни и глина, песок и пыль.

Например, о Земле Элсмира в Канадском Арктическом архипелаге один из посетивших ее полярников писал: «Я не мог разобрать, где кончается суша и начинается лед.

Дрейфующие ледяные острова

Трещин нет, отлого спускающаяся суша, кажется, сливается со льдом, который возвышается в виде вала». Немалую путаницу внесли они в свое время в изучение полярных районов.

В 1707 году китобой Джиллис увидел в океане, неподалеку от Шпицбергена, берега неведомой земли. На карте появилась Земля Джиллиса. Но найти ее впоследствии не удалось.

Карта Арктического бассейна (с несуществующими островами)

В 1763 году сержант Степан Андреев отправился на собачьей упряжке на север от Медвежьих островов. В дневнике он записал, что видел большой остров, сушу в океане. «Землю. Андреева» искали не одно десятилетие. Безуспешно.

И даже двести лет спустя случались подобные истории. В марте 1946 года опытный полярный летчик Илья Котов обнаружил землю севернее острова Врангеля. Площадь – около 500 квадратных километров, небольшие холмы, реки. Казалось, что самолет летит над заснеженной тундрой. А через год «остров» обнаружили в двухстах милях к западу.

А что прячется под водой? Как выглядит айсберг снизу? Долгие годы ответов на эти вопросы не было, да и не могло быть. Серьезными исследованиями удалось заняться не так уж давно. В 1969 году на дрейфующей станции «Северный Полюс–18» появились «нырки» – так полярники назвали молодых аквалангистов.

Владимир Грищенко, спускавшийся под воду первым, вернувшись, сказал: «Ребята, там, как в космосе. А может, еще и интересней». Главной задачей подводников было узнать, как ведут себя льды в глубине. Предполагали, что летом они тают, а зимой – нарастают. Но оказалось, что даже при самых сильных морозах на поверхности холод не достигает нижней кромки льда. И айсберги тают снизу в течение всего года – на полметра–метр за год.

Поверхность же айсберга под водой напоминает горы, только уходящие вершинами вниз. Пики, ущелья. А однажды аквалангисты встретили стройное четырехметровое дерево – сосульку из тонких ледяных кристаллов, выросшее на льдине.

Объем некоторых айсбергов достигает 30 миллионов кубических метров, высота – 100 и более метров, а время их «жизни» может составлять многие десятилетия и даже, по–видимому, столетия, конечно, если течения не унесут их в теплые края. Они могут проплыть за это время тысячи километров. В 1934 году айсберг наблюдали у побережья Флориды!

При этом айсберги, откалывающиеся от пресных наземных ледников, выступают над поверхностью лишь на одну десятую часть своей толщины. Подтаивая в теплых водах, айсберг может оказаться неустойчивым: если надводная часть его перевесит подводную, он кувыркнется. И горе тому кораблю, который окажется неподалеку от него в такой момент: кувырок миллионнотонной громадины с легкостью погубит любое судно.

Впрочем, и спокойный, усто: гчизый айсберг способен погубить корабль. Самое знаменитое в мире кораблекрушение – гибель 14 апреля 1912 года «Титаника», унесшего жизни бо лее чем полутора тысяч его пассажиров, произошла в результате столкновения с айсбергом.

Спустя год после гибели «Титаника» была организована Служба наблюдений за льдами в Северной Атлантике – Ледовый патруль. Финансируют ее семнадцать стран, а осуществляет Береговая охрана военно–морских сил США с помощью кораблей, самолетов и спутников. Ледовый патруль следит за образованием айсбергов на трех десятках ледников и их последующим дрейфом. Информацию он передает по радио для всеобщего пользования. Со времени начала патрулирования морские катастрофы, связанные с айсбергами, почти прекратились. Но во время второй мировой войны патруль бездействовал: подводные лодки были страшнее айсбергов. И однажды произошло столкновение айсберга с транспортным судном, в результате чего оно затонуло.

После войны патрулирование возобновилось. Но, несмотря на это, в 1959 году датское грузопассажирское судно «Ганс Гедтофт», специально сконструированное для плавания во льдах, оснащенное радарами и имеющее информацию Ледового патруля, при переходе из поселка Годхоб в Гренландии к Копенгагену попало в шторм и столкнулось с айсбергом. Уже через час на место катастрофы прибыли корабли и самоле ты, но следов судна и его пассажиров не нашли. Айсберг всегда сильнее корабля!

Одна из давно родившихся, но до сих пор не реализованная идея, касающаяся агсбергов, заключается в том, что эти горы замерзшей воды могли бы стать источником водоснабжения для засушливых районов. А таких на Земле много. Например, в.Саудовской Аравии воды не хватает настолько, что ее импортируют, то есть покупают за границей. И обходится она недешево – больше доллара за литр. А ничейные и опасные айсберги, кажется, только и ждут, чтобы их взяли на буксир и притащили к аравийским или африканским берегам. И это вполне возможно уже cei час, но только на транспортировку потребуется столько денег, что вода окажется чересчур дорогой.

Движение айсберга отличается от движения обычных дрейфующих льдов. Те перемещаются обычно под действием ветров, а айсберги – течений. И нередко можно наблюдать, как айсберг пробивается, подобно ледоколу, сквозь ледяные поля. А если он садится на мель, то вся ледовая обстановка меняется. Так, осенью 1980 года айсберг длиноп в 50 и шириной 25 километров проходил проливом Фрама (между Шпицбергеном и Гренландией). Вскоре он сел на мель. Запертые им льды сузили пролив на пятнадцать процентов, припай стал шире, а в южной части пролива открылась новая полынья. В августе 1981 года шторм сорвал и унес айсберг, но Необычная ледовая обстановка сохранялась еще целый месяц.

Лед и метеориты

Что такое лед, мы уже выяснили. Но что такое метеориты и какая связь между ними и льдами?

Если взглянуть на Луну или другое небесное тело, нельзя не заметить, что поверхность их покрыта множеством кратеров – кольцевых гор с впадиной посередине и часто с небольшим поднятием в центре впадины. Обилие кратеров на небесных телах связано с бомбардировкой их множеством обломков, размерами от сантиметров до километров. Эта бомбардировка была, видимо, очень сильна на ранних этапах существования Солнечной системы. Но продолжается она и в настоящее время. Эти обломки, в громадном количестве движущиеся в пределах системы и время от времени падающие на поверхность более крупных тел, называют метеоритами.

Поверхность Луны

Некоторые из них состоят из железа, которое человек начал использовать с древности, когда еще не умел выплавлять железо из руд. Использовалось такое железо в качестве украшений: в древнеегипетских гробницах найдены бусы, в которых золотые бусины чередовались с железными. Метеоритное происхождение этого железа было доказано в XIX веке – в них обнаружено высокое содержание никеля (7,5%), не встречающееся в земных железных рудах, но типичное для метеоритов. Такие же украшения были найдены в царских гробницах "5 ра и Вавилона (III тысячелетие до н.э.).

Самое древнее из описанных падение метеорита относится к 1478 году до нашей эры. Затем падения описывали Плутарх (705 год до н.э.) и Ливий (654 год до н.э.). Но вплоть до XIX века ученые не признавали подлинности «небесных камне: [». Томас Джефферсон (президент США в 1801–1809 годах), когда ему сказали, что два профессора Йельского университета считают образец необычной породы метеоритом, выразил свое мнение так: «Легче поверить в то, что два американских профессора могут лгать, чем в то, что камни могут падать с неба». В 1883 году Французская Академия наук в Париже вынесла вопрос о существовании метеоритов на открытое обсуждение. Как бы в ответ на это на деревушку Легли недалеко от Парижа выпали тысячи метеоритов, решив спор о достоверности собственного существования.

Если бы мы имели возможность летать на другие планеты и их спутники, метеориты, возможно, и не представляли бы для нас особого интереса. Но мы добрались пока только до ближайших своих соседей, и когда доберемся до остальных – неизвестно. А метеориты дают нам возможность изучить горные породы внеземного происхождения, не «выходя» за пределы планеты. Тем они и важны. Как мы уже выяснили, поняли это не так уж давно, но уже в начале XX века Роберт Пири сумел оплатить одно из своих полярных плаваний, продав Американскому музею естественной истории два метеорита общим весом около тонны, найденные им во время предыдущей экспедиции. Но не только эта история связывает метеориты с Антарктикой.

Найти метеорит нелегко. Далеко не все падающие на Землю тела достигают ее поверхности: вторгаясь в атмосферу со скоростями около 40 километров в секунду, они нагреваются до двух–трех тысяч градусов и сгорают, ярко вспыхивая при этом.

А те немногие метеориты, что долетают до Земли, не так–то легко разыскать. Несмотря на свой характерный облик – они покрыты темной коркой обгоревшего вещества, их довольно сложно увидеть среди земных камней. Кроме того, они довольно быстро разрушаются водой и перепадами температуры, с которыми сталкиваются на Земле. Поэтому метеориты очень ценятся учеными – иногда за ними отправляются специальные экспедиции.

И вот антарктическим летом 1969–1970 года японские гляциологи (так называют исследователей льдов) обнаружили сразу девять метеоритов разных типов. Все – в одном месте – на поле «голубого льда» у гор Ямато (в одном из антарктических оазисов). Заинтересовавшись этим, они провели тщательное исследование. И вот что оказалось.

Во–первых, метеориты в Антарктиде сохраняются гораздо лучше, чем в других районах Земли. Это связано с тем, что температура здесь (почти везде) постоянно ниже нуля. И не происходит замерзания–оттаивания воды, то есть того процесса, который легче всего разрушает горные породы.

Во–вторых, на фоне льда и снега темные метеориты очень хорошо видны.'

А в–третьих, кое–где в Антарктиде действует своеобразный процесс, в результате которого здесь накапливаются метеориты. Падая, они вмерзают в лед и вместе с ним начинают двигаться к краю континента. Если они попадают при этом в океан, то пропадают для исследователей. Но если ледник встречает на пути скалы оазиса и останавливается, то может сложиться следующая ситуация. Ветер сдувает снег со льда. И лед начинает понемногу испаряться, не превращаясь в воду (так сохнет на морозе мокрое белье). А метеориты при этом накапливаются на его поверхности.

Все это привело к тому, что в Антарктиде собрано уже несколько десятков тысяч метеоритов! Среди них есть и лунные осколки, и марсианские, и множество других.

А один из множества здешних метеоритов, очень похожий на осколок марсианской горной породы, содержит отпечаток чего–то напоминающего живой организм. Если подтвердятся предположения о марсианском происхождении метеорита и о том, что отпечаток принадлежит живому когда–то существу, значит жизнь на Марсе по меньшей мере была, а может быть, есть и сейчас.

Земля заполярья

Атмосферой (от греческих слов atmos – пар и sphaira – шар) называют газовую оболочку планеты, привязанную к ней силой тяжести.

Не все планеты обладают атмосферами (например, у Меркурия .ее нет), но у большинства (Венеры, Земли, Марса и других) они есть – густые или разреженные, тонкие или толстые. Земная атмосфера содержит приблизительно 5 150 триллионов тонн газов и представляет собой смесь различных газов с капельками воды, кристалликами льда, пылинками и так далее. Первым установил это французский ученый Антуан Лоран Лавуазье в X веке. До его исследований люди были убеждены в том, что воздух, из которого состоит атмосфера, – единое простейшее вещество. Считалось, что (вместе с огнем, водой и землей) воздух образует все другие вещества в природе. Теперь мы знаем, что воздух состоит из многих химических элементов и их соединений. При этом количество их в атмосфере остается примерно постоянным на протяжении многих лет.

Самый распространенный газ в атмосфере – азот, его в ней больше трех четвертей. Однако более важен другой газ – кислород. Животные и растения поглощают его в процессе дыхания. Но растения, кроме того, и выделяют его в процессе фотосинтеза, поэтому количество этого газа в атмосфере остается практически постоянным (немногим больше двадцати процентов).

Важны для нас и некоторые другие газы, содержащиеся в воздухе. Особенно – водяной пар, углекислый газ и озон.

Озон, например, хотя его и немного в воздухе, играет роль защитного экрана: он поглощает часть ультрафиолетовых солнечных лучей. Полезные и даже приятные в небольших дозах (именно с ними связан загар кожи), лучи эти оказываются вредными, если их слишком много. Если бы не озон (обычно говорят – озоновый слой, хотя частицы озона вовсе не образуют какого–то отчетливого слоя), ультрафиолетовые лучи оказались бы способны привести к заболеваниям. Но в атмосфере появились озоновые дыры! О них – особый разговор, тем более, что обнаружили эти дыры над Антарктидой.

А ниже атмосферы располагается гидросфера планеты. «Ниже» означает «ближе к центру Земли», то есть ближе к тому месту, куда влечет нас притяжение. Нет притяжения, нет и «низа». Достаточно вспомнить репортажи с космической станции: на них видно, что космонавтам безразлично, где сидеть или стоять – на полу, на стене или на потолке. Нет притяжения!

Так вот, ниже воздушной оболочки – оболочка водная, гидросфера (от греческого hidor – вода и sphaira – шар). И у воды полярных регионов тоже есть своя специфика. О ней – тоже речь впереди.

Материки и океаны

Глядя на свою планету со стороны, из космоса, мы обнаружим, что три четверти ее покрыты водой. И имя «Океан» было бы ей более к лицу, чем «Земля». Почему же вода не покрывает всю ее поверхность? Воды бы хватило вполне (ведь средняя глубина океанов – около четырех километров). Дело в том, что поверхность планеты – не ровная, Земля вовсе не похожа на бильярдный шар. Ее поверхность представляет собоь сочетание множества неровностей – и больших, и маленьких, и совсем крошечных. Их называют формами рельефа, а все вместе они представляют собой рельеф Земли.

Крупнейшие среди них – материки и впадины океанов. Правда, по планетарным меркам они не так уж велики. Радиус Земли – больше 6 300 километров, высота самой высокой горы (Эвереста, или Джомолунгмы, в Гималаях) – чуть меньше девяти километров над уровнем моря, глубина самой глубокой впадины (Марианской в Тихом океане) – чуть больше одиннадцати. Таким образом, размах высот на поверхности Земли – около двадцати километров. То есть меньше одной трехсотой части ее радиуса. Если взять обычный школьный глобус диаметром около тридцати сантиметров, то и высота Эвереста, и глубина Марианской впадины (в том же масштабе) составили бы на нем примерно две сотые доли миллиметра.

С чем же связано появление этих неровностей? Насколько мы себе сейчас представляем, первоначально Земля представляла собой раскаленный шар, состоявший из расплавленной массы вещества. Затем шар начал остывать, и на поверхности его возникла тонкая застывшая корка горных пород – земная кора. А под ней, в продолжающей оставаться раскаленной до сих пор мантии Земли, происходят медленные, но мощные круговые (вверх – в стороны – вниз) движения вещества. Там, где мантийные потоки поднимаются, они раскалывают земную кору и по образовавшимся трещинам происходят извержения вулканов. Изверженные породы застывают, образуя новые порции земной коры. Там, где эти потоки движутся под земной корой горизонтально, они переносят части земной коры с места на место. Эти части (их называют литосферными плитами) иногда сталкиваются между собой. И в местах столкновений они наползают друг на друга, сминаются в складки. Рождается новая, гораздо более толстая, земная кора. Она настолько толста и прочна, что в дальнейшем очень редко раскалывается под действием мантийных потоков. Зато по краям к этим, утолщенным, областям присоединяются все новые части. В результате современная земная кора бывает двух разных типов – толстая, древняя материковая (именно эти части коры слагают континенты планеты), и тонкая, молодая океаническая. Так что разница между материками и океаническими впадинами – в толщине земной коры.

Движение плит земной коры

Строение Земли

А откуда мы об этом знаем? Кто и как может заглянуть в глубь Земли?

О том, как устроена Земля внутри, пишут часто. Даже в школьных учебниках. Но о том, откуда нам это известно, говорят редко. Не потому, что это не интересно, а потому что не очень просто. Однако основной принцип исследования недр Земли вполне понятен и ученику начальной школы. Для начала вспомним, что самая глубокая скважина, пробуренная в земной коре, имеет глубину около 12 километров. По сравнению с радиусом Земли это – почти ничто, меньше чем одна четырехсотая доля. Кстати, можно вспомнить и о том, что первая и единственная такая скважина появилась в России (вернее, в Советском Союзе), на Кольском полуострове. А как заглянуть глубже? Можно наблюдать за вулканами, следя за их извержениями. Но очаги вулканов тоже находятся не так уж глубоко.

Единственный же способ заглянуть в самую середину планеты напоминает метод, знакомый всем кладоискателям. Если стену, в которой вы намерены найти клад, не хочется разбирать по кирпичику, то можно ее простучать. Разные участки стены отзовутся на постукивание по–разному. И пустоту внутри нее удастся отыскать. Так же и с планетой, только она гораздо больше стенки, и удары должны быть соответствующими. В роли ударов выступают землетрясения – когда они происходят, во все стороны от очага начинают расходиться ударные волны. Засекая время, за которое они добираются до разных мест, можно определить, с какой скоростью они движутся. А по разности скоростей понять, сквозь что им приходится проходить. Чтобы засекать волны, на всей Земле построены тысячи сейсмостанций, то есть специальных помещений, в которых установлены сейсмографы.

Это довольно простые приборы. Они представляют собой маятники, которые обычно подвешены в состоянии покоя, но если земля вздрагивает, начинают качаться. А соединенные с ними пишущие механизмы отмечают, когда и как происходило вздрагивание.

По прохождению сквозь планету этих волн мы и узнали о существовании ядра Земли и о движениях в ее мантии. Конечно, измерять скорость волн – это совсем не то, что по–настоящему заглянуть в глубь планеты. Так же, как и с кладами, – постучишь, решишь, что его и нашел, а когда разберешь стенку, наткнешься на какую–нибудь ерунду. Бывают конфузы и у геологов. Например, ту самую Кольскую сверхглубокую скважину начали бурить именно там, несмотря на то, что Арктика – не самое подходящее место для работы, потому что рассчитывали, что уже на пятом километре можно будет добраться до мантии и добыть кусочек прямо из нее. Но, даже пробурив почти втрое больше, так до мантии и не дошли. Геологи узнали много нового и интересного, но «клада» не оказалось.

Сейсмограф

Дрейф материков

В центре планеты, под мантией, з ядре Земли температуры очень высоки. И в мантии происходит движение вещества: нагретое вещество поднимается из глубины планеты к ее поверхности, растекается в стороны, остывает и опускается. Потоки эти очень медленны по нашим, человеческим, меркам, но настолько могучи, что, подходя снизу вверх к земной коре, часто оказываются в состоянии расколоть ее. В ней образуются громадные трещины – разломы, по которым происходят извержения множества вулканов. Раскаленное вещество мантии устремляется в эти трещины, а оказавшись на холодной поверхности Земли, застывает, превращаясь в камень, в новую, молодую, земную кору.

Такие разломы встречаются и на суше (например, в Африке), но обычны они и в океанах. Связано это с тем, что земная кора под океанами гораздо тоньше, чем под материками, и взломать ее легче. Эти разломы, вдоль которых тянутся цепи сотен и тысяч вулканов, образующих громадные горные хребты, протягиваются по дну всех океанов

Земли. Часто они распололсены примерно посередине. Поэтому их называют срединноокеаническими хребтами.

Обычно высота вулканов меньше, чем глубина толщи воды над ними (ведь средняя глубина океанов Земли – около четырех километров), но иногда извержения столь сильны и часты, что вулкан оказывается выше уровня моря и превращается в остров. Именно так образовалась Исландия (и другие острова).

Плиты, на которые земную кору разбивают трещины срединно–океанических хребтов, включают материки и прилегающие к ним участки океанического дна. И мантийные течения – в тех местах, где они движутся под земной корой параллельно поверхности планеты, – начинают двигать эти плиты, что приводит к их столкновениям.

Таким образом, материки, многим поколениям людей казавшиеся самым стабильным, постоянным из всего, что есть на планете, оказались «плавающими», перемещающимися по поверхности планеты. Они умеют раскалываться и сталкиваться. Конечно, скорости этих процессов настолько невелики по человеческим меркам, что только около пятнадцати лет назад, когда появились искусственные спутники Земли, умеющие измерять расстояние между материками с точностью до сантиметра, эти скорости удалось измерить. Оказалось, что они составляют от полутора до пятнадцати сантиметров в год.

И сейчас большинство геологоз полагают, что Антарктида – часть существовавшего некогда гигантского суперматерика Гондваны. Еще в середине XIX века в отчетах экспедиции Джеймса Росса отмечалось сходство флоры (растительности) Австралии, Антарктики и Южной Африки и что они могли составлять единую флору. В оазисах Антарктиды и ка островах в ее окрестностях обнаружены горные породы, подтверждающие эту точку зрения. Такие, как каменный уголь, впервые найденный здесь. X. Ферраром, геологом Первой Британской антарктической экспедиции Р. Скотта, в горах Принца Альберта на Земле Виктории. Позднее здесь нашли окаменевшие стволы древовидного папоротника диаметром до полуметра. Есть уголь и на Южных Шетландских островах, и на Земле Александра Первого, и в других районах. Образовавшая его древняя растительность сходна .

Кроме угля, в пользу единства материков говорят и останки животных, например листрозавра, части скелетов которого находят и в Антарктиде, и в Индии, и в Южной Африке.

Суперматерик Гондвана