Работа и гибель Альфреда Вегенера

Создатель теории дрейфа материков, Альфред Вегенер, был еще и исследователем Арктики. В 1912 году, когда он сформулировал свою догадку, до спутников было еще очень далеко, и идея движущихся материков подвергалась уничтожающей критике больше, чем полстолетия. Потом она была признана, но доказана – еще позже. Так что Вегенер опередил современников больше чем на семьдесят лет!

В 30–е годы он был геофизиком и занимался подготовкой создания двух метеорологических станций в Гренландии (на восточном и западном побережьях). Было ясно, что погода в Арктике оказывает немалое влияние на погоду и окружающих ее материков. И чтобы дать прогноз погоды, скажем, в Европе, необходимо представлять, что происходит в воздухе Арктики. . Для этого и нужны метеостанции. Немецкую станцию «Айсмитте» заложили в точке с координатами 70 55' с.ш. и 40°42'з.д., в середине острова. Для перевозки сборного домика, горючего, продовольствия и приборов профессор Вегенер решил воспользоваться не только традиционными нартами с собачьими упряжками (на станцию он отправил десяток нарт с сотней собак, но этого было недостаточно), но и аэросанями. 1 ак назвали гибрид саней с самолетом. На сани устанавливали двигатель (а в те времена самолетные двигатели были немногим крупнее современных мотоциклетных и имели такую же мощность), и воздушный винт, пропеллер. Винт вращался и отбрасывал назад поток воздуха, толкающий сани вперед. Первые такие машины не отличались надежностью. Даже на самом коротком привале их дюралевые полозья примерзали ко льду так прочно, что оторвать их было очень трудно. А двигатели не выдерживали низких температур и ломались. Но все это стало ясно только потом.

А пока – водители, впервые столкнувшись с этими проблемами, бросили сани, и станция осталась и без домика, и без радиостанции, и без баллонов с водородом (предназначавшимся для Того, чтобы надувать воздушные шары – зонды, с помощью которых определяют направление и скорость ветра на большой высоте). Вегенер, находившийся на базе, расположенной на западном берегу Гренландии, узнал об этом из записки двоих наблюдателей, остававшихся на «Айс–митте», переданной с эскимосом – погонщиком собачьей упряжки. И профессор, опытный полярник (уже за восемнадцать лет до этого он в составе экспедиции Йохана Петера Коха, датского путешественника, прошел всю северную часть острова), решает возглавить поход к метеостанции.

Полтора десятка саней, полторы сотни собак и двенадцать погонщиков отправились в путь. На пятнадцатом километре встретили водителей аэросаней, возвращавшихся на базу. Отряд пошел дальше. Но эскимосы–погонщики, никогда не забиравшиеся в глубь острова, уже через неделю отказались двигаться дальше. Зачем нужна метеостанция, они не знали и вряд ли могли бы понять, зато легенды о населявших ледяные пустыни великанах «симертси», швыряющихся обломками скал и льда, и кровожадных полулюдях– полусобаках «экридит» – знали хорошо. Может быть, замечательный геофизик Вегенер был не таким замечательным психологом и просто не сумел убедить их (как убедил в свое время Роберт Пири). Но как бы то ни было дальше, вместе с профессором и его ассистентом доктором Леве пошел лишь один из погонщиков,

Расмус. Они прошли 500 километров! Когда они добрались до «Айсмитте», термометр показывал –68°С. Остаться на станции всем – невозможно, на пятерых не хватит продовольствия. Но доктор Леве обморозил обе ступни, и его пришлось оставить. А Вегенер с Расмусом отправились в обратный путь. Но не дошли. На леднике, на месте их гибели, установлен большой стальной крест.

А метеостанция продолжала работу. На следующий год в Гренландии высадился младший брат профессора Вегенера, Курт. Среди прочего, ему удалось справиться с аэросанями. Путь до «Айсмитте» занял у него всего лишь сутки!

Острова

В Северном Ледовитом океане очень много островов и архипелагов: Гренландия (крупнейший остров Земли), Канадский Арктический архипелаг, Шпицберген, Земля Франца–Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, Новосибирские острова, остров Врангеля и другие, общей площадью около четырех миллионов квадратных километров. Такое их количество связано с тем, что Северный Ледовитый океан – самый мелководный из океанов Земли.

Большая часть островов представляет собой продолжения горных хребтов, а иногда и равнин материковой части Арктики. Таковы, например, почти вся Гренландия, Баффинова Земля и многие острова Канадского Арктического архипелага. А то, что острова Новая Земля – продолжение гор Урала, легко увидеть даже на самой мелкой карте.

Новая Земля

И еще совсем недавно (конечно, по геологическим меркам), меньше чем 20 тысяч лет назад, эти острова вовсе и не были островами. Океан тогда был на сто метров мельче, чем сейчас (вода была «связана» в громадных ледниках, лежавших на суше), и многие нынешние проливы были не проливами, а перешейками. Как, например, Берингов пролив: он не разделял Евразию и Северную Америку, а соединял их.

Среди небольших островов немало островов – останцов (от слов «остаться, оставаться»), представляющих собой кусочки берега, отрезанные от материка разрушительным прибоем. А кроме прибоя, на берег, который во многих местах сложен смерзшимися между собой мелкими частицами грунта, разрушительно действует и тепло воды, «размораживающее» такие берега и острова. Подземные льды (мерзлота) тают, и частицы грунта, скреплявшиеся льдом, как кирпичи цементом, рассыпаются. Этот процесс за сравнительно небольшие отрезки времени может целиком уничтожить целые острова, даже довольно крупные. Вероятно, именно это случилось со знаменитой Землей Санникова. Остров, располагавшийся к северу от Новосибирских островов, впервые увидел в 1811 году исследователь этого архипелага Яков Санников. Найти остров впоследствии не удалось, несмотря на усиленные поиски его в первой половине XX века. Не исключено, впрочем, что Санников принял за землю поверхность айсберга – такие случаи тоже известны.

При разрушении берегов образуется множество отдельных частиц грунта, которые попадают в океан. И дальнейшая судьба их может оказаться различной: течения могут унести их далеко от берега (и там они осядут на дне океана), либо перемещать их вдоль берега. В этом случае такие частицы могут встретить на своем пути какое–нибудь препятствие (например, выступ берега, замедляющий скорость течения). Они начинают скапливаться, образуя вначале мели, а затем (хотя и не всегда) – острова. Такие мели и острова, сложенные накопившимися мелкими частицами, называют косами (если они соединяются с берегом) и барами. Таковы, например, острова Камбальницкие Кошки, островной бар Торасавей, полуостров Святой Нос (представляющий собой косу, соединяющую берег и скалу–останец) и многие другие.

Шхеры

Очень много в Арктике крошечных островков (площадью иногда всего несколько квадратных метров). Они имеют обычно округленную, сглаженную форму и покрыты бороздами. В Скандинавии их называют шхерами, в России – лудами. Интересно их происхождение. Как мы уже говорили, несколько тысяч лет назад, в период последнего оледенения, уровень океана был примерно на 100 метров ниже современного – вода была связана в ледниках. Мелководье Северного Ледовитого океана было тогда сушей, по которой двигались на юг ледники. Подобно гигантским бульдозерам, они сдирали с поверхности рыхлые отложения, но, встретив выступ скальной породы, часто не могли с ним справиться. Такие выступы оставались под ледником, а он «оглаживал» их – в основном не сам (лед ведь довольно мягок), а вмерзшими в него камнями. Камни покрупнее оставляли на скалах борозды. После того, как ледники растаяли, эти выступы сохранились в рельефе. Называют их бараньими лбами. Есть и другая разновидность подобных холмов – друмлины; сложены они не скалой, а вытаявшими из ледника рыхлыми отложениями.

Когда ледники растаяли и уровень океана повысился, множество таких холмов оказалось затопленными, и на мелководье именно они образовали шхеры.

Гренландия

В VIII столетии викинги из Скандинавии, скудость природы которой заставляла их искать новые земли, достигли Оркнейских и Шетландских островов, Гебридов и Ирландии, а в середине IX века – Исландии. Именно из Исландии в 982 году Эйрик Рыжий, изгнанный за буйный нрав из родных мест (нынешней Норвегии), набрав команду, отправился на запад в поисках земли. Не имея ни карт, ни компаса, он добрался до крупнейшего острова Земли – Гренландии. Найдя здесь луга, покрытые сочной травой, Эйрик назвал это место Гренландией (Зеленой Землей), и многие географические объекты получили его имя: фиорд Эйрика, остров Эйрика и другие. Через три года он вернулся в Исландию, собрал флотилию из двадцати пяти кораблей (драккаров) и вновь отправился к Гренландии. После трудного и опасного путешествия до цели добрались лишь четырнадцать из его судов. Эйрик с семьей обосновался на новых земчях и был провозглашен их правителем.

Эйрик Рыжии в поисках новых земель

Вслед за первопоселенцами потянулись сюда и другие обитатели Исландии. Поселялись они обычно по берегам фиордов, закрытых от холодных ветров, дующих из центральных районов острова. К XI веку здесь жили уже около четырех тысяч человек. На юго–западном побережье острова возникли два больших поселения: восточное и западное, Эстербюгден и Вестербюгден. Как повествует исландская летопись, «там достаточно хороших пастбищ, люди делают масло, сыры и этим, главным образом, и питаются; у них есть в изобилии мясо тюленей, медведей, карибу, а также китов».

Но климат Исландии и Гренландии, бывший во времена Эйрика относительно теплым и сухим, резко ухудшился, и за следующие четыреста лет поселения викингов в Гренландии пришли в полное запустение из–за усиливавшихся холодов и прекращения контактов с внешним миром. Плавания у побережья Гренландии стали невозможными из–за выноса морских льдов из Арктики. В Зкакдинэзии и ряде других районов начались крайне суровые зимы, подвижки ледников и частые неурожаи. Позже это время назвали малым ледниковым периодом – похолодание проявилось не только в Европе, но и в других районах Земли. Он достиг максимума около двухсот лет назад и постепенно ослабевает.

Гренландия

Все это привело к тому, что к концу XIV века европейцы покинули Гренландию.

Только спустя полстолетия в Ватикане обнаружили, что от христианских приходов острова уже давно нет вестей (а из документов видно, что только за год в папскую казну попадало больше тонны драгоценных по тем временам бивней нарвала, не считая моржовых клыков, мехов и других подношений).

Папа Римский отправил на остров миссионеров, чтобы они выяснили, что происходит. «Когда мы прибыли туда, то не застали там ни одного человека – ни христианина, ни язычника, нашли только немного одичавшего скота и овец», – писал по ;ланец Ватикана. Только тогда норвежский король Магнус Благочестивый узнал об участи своих забытых подданных.

* * *

Северная оконечность Гренландии, расположенная выше 83 с.ш., находится а 700 километрах от Северного полюса, а южная – на 60°с.ш., ю есть на широте Санкт–Петербурга или Осло. Длина острова – больше двух с половино, тысяч километров. Почти весь он покрыт льдом, образующим несколько куполов. Толщина льда достигает в центре острова трех километров! Здесь – больше десяти процентов наземного льда Земли. Под давлением гигантской толщи льда центральная часть острова прогнулась местами ниже уровня моря. Лишь кое–где (в основном на окраинах острова) из–подо льда торчат вершины скал. Если этот ледник растает, уровень Мирового океана поднимется примерно на 7,5 метров! В Гренландии отмечались температуры ниже –65,5°С.

В приповерхностных слоях льда можно обнаружить пыль, принесенную сюда современными ураганами, а на глубине около 50 метров находят пепел, выброшенный в воздух при извержении в 1883 году вулкана Кракатау.

Грандиозные, высотой до 300 метров, стены ледяных берегов протянулись здесь больше чем на 500 километров. Языки льда спускаются в море, и штормы отламывают их. Образуются айсберги – до 15 тысяч в год!

Исландия

Вдоль Атлантического океана, почти точно посередине, тянется от Арктики до Антарктики Срединно–Атлантический хребет. Он – часть гигантской, охватывающей весь земной шар системы срединно–океанических хребтов.

В основании этих хребтов находятся глубокие разломы земной коры, по которым вещество мантии Земли вырывается на поверхность, образуя множество активных вулканов. По большей части они остаются ниже уровня моря, но некоторые, вырастая, «выныривают» из–под воды, образуя острова. Такова Исландия.

Площадь этого острова – немногим больше 100 тысяч квадратных километров, максимальная высота – 2 119 м (вулкан Хваннадальсхнукюр). Действующих вулканов здесь около сорока, и за историческое время (то есть приблизительно с X века н.э. – со времени заселения острова людьми) они извергли несколько десятков кубических километров лавы и обломков. Этого хватило бы, чтобы засыпать не одну сотню таких городов, как Помпеи или Геркуланум (погубленные извержениями Везувия), если бы на острове были такие города.

Вулкан Гекла

Самые известные из здешних вулканов – Гекла, полуторакилометровой высоты, и Лаки (818 м), представляющий собой длинную, двадцатипятикилометровую трещину, вдоль которой образовалось более ста отдельных конусов высотой до 90 метров. С вулканами связаны и выходы ка поверхность горячих подземных вод, газов и пара. Встречаются и фонтанирующие источники – гейзеры.

Больше десяти процентов остроча покрыто ледниками, и само название острова переводится как «страна льдов». Самые крупные из ледников – куполообразные Ватнайёкюдль (восемь с половиной тысяч квадратных километров площади, более километра толщины льда), Лаунгиёкюдль и Хофсйёкюдль.

Размеры ледников подвержены сильным изменениям, связанным с изменениями климата. Например, за период с 1890 по 1936 год Хофсйёкюдль «похудел» примерно на треть. Многие ледники движутся, и их подвижки часто грандиозны. Например, ледник Бруарёкюдль в 1963–1964 .гг. за несколько месяцев продвинулся на 8–10 км со скоростью, достигавшей 120 м/сутки.

Соседство ледников с вулканами порождает ееобычные явления природы – йокульхлаупы (или йёкюдльхлёупы) – катаcт рофические наводнения на реках, питаемых ледниками, случающиеся в связи с подледными извержениями вулканов. В русском языке слова для такого явления не существует, ведь в России и самого явления не наблюдается; поэтому в рассказах об Исландии приходится прибегать к исландскому же слову, передать которое русскими буквами не так–то просто; отсюда и разница в написании у разных авторов.

Самые грандиозные из них сл учаются при прорывах подледного озера, расположенного в кальдере вулкана Гримсвётн (кальдера – это кольцеобразная возвышенность, напоминающая лунные кратеры, образующаяся на месте вулканического конуса после того, как взрыв при извержении уничтожает его срединную часть).

Площадь этого озера около 40 квадратных километров, глубина до полукилометра. Вода в озере образуется при таянии ледника, перекрывающего озеро, как крыша. Таяние льда связано с теплом вулкана (примерно на три четверти) и с солнечным теплом. Жители острова были уверены, что наводнения связаны с извержениями – они происходят практически одновременно. И связь между ними казалась простой: извержение приводит к усиленному таянию льдов, озеро переполняет кальдеру и выплескивается. Но картина оказалась сложнее.

Йокулъхлауп

После очередного йокульхлаупа на протяжении 5–10 лет озеро постепенно наполняется до тех пор, пока уровень его не поднимется примерно на 100 метров. Напор воды приподнимает ледяной покров озера над подледным гребнем кальдеры вулкана. По образовавшейся между льдом и скаюй щели вода устремляется в подледную долину, занятую ледником Скейдарарйёкюдль, прокладывая в нем и под ним тоннели длиной около 50 км. Мощные потоки воды и грязи (до 50 кубических метров в секунду, как самая полноводная река мира – Амазонка!) вырываются из–под ледника, увлекая громадные глыбы льда. Почти вся равнина между ледником и берегом моря оказывается затопленной. Из озера выливается за несколько часов более 10 кубических километров воды, и его уровень понижается на 100 метров.

Сель

Давление на дно кальдеры уменьшается, и начинается извержение. Из жерла вырывается столб пара и пепла высотой до 10 км, таяние льда резко усиливается и йокульхлауп достигает максимальной силы. Поэтому и кажется, что прорыв озера и извержение происходят одновременно. В действительности первое предшествует второму.

После того, как уровень озера понижается и перестает держать лед «на плаву», щель закрывается и озеро начинает вновь наполняться, пока не достигнет критического уровня. За период с 1861 по 1964 год йокульхлаупы на озере Гримсвётн повторялись 14 раз. В последние годы они происходят чаще, но объем их уменьшился; ледник стал тоньше, и для того, чтобы приподнять его, достаточно меньшего количества воды.

Исландские геологи считают, что если откачивать из озера примерно 20 кубических метров воды в секунду, йокульхлаупов можно вообще избежать.

Гейзеры

Что такое гейзеры, которые мы упомянули в предыдущем разделе? Это – очень интересная разновидность источников подземных вод. Источники такие бывают разными.

Например, очень часто горные породы, слагающие верхние слои земной коры, различаются по своей способности пропускать сквозь себя воду. Так, песок с легкостью пропускает ее: расстояния между отдельными песчинками достаточно велики, чтобы вода могла спокойно протекать по ним. А вот частички глины при намокании разбухают, и трещинки между ними закупориваются. И даже чуть–чуть намокшая глина уже служит для воды непреодолимым препятствием. Пески и похожие на них породы называют водоносными, а такие, как глина, – водоупорными. При этом те и другие обычно чередуются в земной коре, образуя своего рода слоеный пирог. Вода, выпадающая на поверхность Земли в виде атмосферных осадков, частью стекает в реки, а частью просачивается вглубь. И ясно, что если уже на поверхности она встретит водоупорную породу, то просочиться ей че удастся – придется течь по поверхности. Но если ей встретятся пески или похожие на них породы, она впитается в них. И будет стекать все глубже (притяжение Земли!), до тех пор пока не наткнется на водоупор. И образует над ним водоносный пласт (или, как говорят геологи, горизонт).

Что дальше? Если вода накапливается на большой глубине, она может образовать пласт, который сохранится нетронутым в течение целых столетий или даже тысячелетий. Но если она накапливается вблизи поверхности, то до водоносного горизонта могут добраться русла рек или овраги. Тогда вода из подземного водоносного горизонта начнет вытекать, образуя источники. Их легко обнаружить, плавая в реке, по температуре воды: речная вода прогревается солнцем и становится более или менее теплой, а вода из–под земли – холодная. А еще до таких горизонтов легко добираются люди: вырыв яму, доходящую до водоносного горизонта, они получают доступ к воде из него, которая начинает в этой яме накапливаться. Это – колодец, и строить их люди научились давным–давно. И колодцы, и источники в реках и оврагах имеют важное общее сво 'ство – вода из них вытекает без напора, только под действием притяжения Земли. Бывают и другие – напорные – источники.

В том случае, когда водоносный пласт расположен не горизонтально, а изогнут, смят в складки, содержащаяся в нем вода, стремясь (опять–таки под действием земного притяжения) стечь поглубже, начинает давить сверху на нижележащие порции). Испытывая давление, вода из нижних частей такого пласта, готова вырваться из него даже вертикально вверх – конечно, если давление внутри пласта мощнее, чем сила тяжести. Так, если мы сожмем в руках пластиковую бутылку с водой, мы можем заставить воду выплеснуться – надо только нажать с достаточной силой. Впервые такие источники были обнаружены во Франции, в провинции Артуа (по–латыни – Artesium), где уже в XII веке был построен первый в Европе фонтанирующий колодец. В честь него такие источники называют артезианскими. Даже если расположены они совсем не во Франции, а, например, в Москве (которая немалую часть питьевой воды получает из–под земли).

Гейзер

И напорные, и безнапорные источники – обычно холодные. Но если они находятся вблизи действующих вулканов, то вода в подземных водоносных горизонтах может встретиться с горячим газом или паром, вырывающимся сквозь трещины земной коры из глубин планеты. Вода при этом к агревается, и источники становятся горячими (их называют термальными). Иногда (например, на Камчатке) горячие подземные воды используют для отопления домов.

А среди термальных источников встречаются гейзеры – фонтанирующие источники. Только их фонтанирование связано не с давлением воды внутри пластов подземных вод, а с давлением пара, который образуется под действием вулканического тепла.

Если трещинки в горных породах, по которым перетекает с места на место вода, имеют подходящую форму, то в них может скопиться пар, который начнет давить на воду. И если это давление окажется достаточно большим, оно сможет заставить воду выплеснуться из–под земли. Иногда такие фонтаны достигают высоты десятков метров. Подобно йокульхлауиам, они дег ствуюг периодически. Пар вырывается наружу вместе с водой, и давление падает. Гейзер замирает. Но если трещина не разрушилась при выбросе, процесс начинается сначала. Вода накапливается, нагревается, превращается в пар. Происходит следующий выброс.

Гейзер, так же, как и йокульхлауп, – исландское слово. Но сами гейзеры есть во многих районах Земли – на Камчатке, где их около сотни, в США – в Йеллоустоуне, в Новой Зеландии и других странах. Поетому и слово это перешло во многие языки.