Владимир Мезенцев - Обычное в необычном
В 1952 году в Лобнорской котловине снова появилась вода. «Лобнор возродился, но надолго ли? – писал тогда географ Э.М. Мурзаев. – Вероятнее всего, он умрет совсем. Это озеро представляет собой громадную испарительную чашу, где бесцельно расходуется ценная в условиях пустыни речная вода. Между тем… земледельцы Кашгарии могут шире использовать водные ресурсы Тарима и Кончедарьи и пустить их воды на орошение. А это скажется в низовьях рек, в пустыне, куда будет поступать все меньше воды в результате разбора ее в каналы».
Когда приходит старость
Время накладывает свою печать на «внешний вид» любого озера. Причем совсем необязательны для этого столетия, достаточно нескольких десятилетий или даже лет. Берега могут зарасти камышом и осокой, появляется извечный враг озера мох-торфяник. Потоки дождевой и талой воды, реки, речки и ручьи, впадающие в озеро, сносят сюда песок, глину, почву. Происходит ежегодный круговорот жизни – за лето разрастается озерная растительность, осенью она ложится на дно, отмирает. Озеро постепенно мелеет, заиливается, меняется его режим. К озеру приходит старость, оно превращается в болото.
Правда, болото образуется не только таким путем, но, пожалуй, этот наиболее распространенный. И болота, появившиеся на месте некогда глубокого озера, наиболее опасны своими трясинами.
Вот как описывает коварство болот известный русский писатель П.И. Мельников-Печерский:
«От тяжести идущего человека зыбун ходенем ходит, и вдруг иногда в двух, трех шагах фонтаном брызнет вода через едва заметную для глаза продушину. Тут ходить опасно, разом попадешь в болотную пучину и пропадешь не за денежку… Вот светится маленькая полынья на грязно-зеленой трясине. Что-то вроде колодца. Вода с берегами вровень. Это „окно“. Беда оступиться в это окно – там бездонная пропасть. Не в пример опасней окон „вадья“ – тоже открытая круглая полынья, но не в один десяток сажен ширины. Ее берега из топкого торфяного слоя, едва прикрывающего воду. Кто ступит на эту обманчивую почву, нет тому спасения. Вадья как раз засосет его в бездну.
Но страшней всего «чаруса». Окно, вадью издали можно заметить и обойти – чаруса незаметна. Выбравшись из глухого леса, где сухой валежник и гниющий буреломник высокими кострами навалены на сырой болотистой почве, путник вдруг, как бы по волшебному мановению, встречает перед собой цветущую поляну. Она так весело глядит на него, широко, раздольно расстилаясь среди красноствольных сосен и темнохвойных елей. Ровная, гладкая, она густо заросла сочной, свежей зеленью и усеяна крупными бирюзовыми незабудками, благоухающими белыми кувшинчиками, полевыми одаленями и ярко-желтыми купавками. Луговина так и манит к себе путника; сладко на ней отдохнуть усталому, притомленному, понежиться на душистой, ослепительно сверкающей изумрудной зелени! Но пропасть ему… если ступит он на эту заколдованную поляну. Изумрудная чаруса с ее красивыми, благоухающими цветами, с ее сочной, свежей зеленью – тонкий травяной ковер, раскинутый на поверхности бездонного озера…
У лесников чаруса слывет местом нечистым, заколдованным. Они рассказывают, что на тех чарусах по ночам бесовы огни горят, ровно свечи теплятся».
Конечно, и у болота есть свой век. Накапливая все больше и больше погибших растений, оно со временем превращается в торфяник. Как известно, гниение органических веществ может происходить только при доступе к ним кислорода воздуха. А во влажную глубину болота он не проникает, поэтому попавшие туда растения чернеют, обугливаются. Проходят сотни лет, и на месте болота образуется толстый слежавшийся слой таких обуглившихся растений – торф.
Он занял то место, где некогда было озеро, а затем топкое болото.
Необычное в обычном
Старайся дать уму как можно больше пищи.
Л.Н. ТолстойСтранная жидкость
Опять вернемся к воде, к тому самому наиболее распространенному и ценному «ископаемому» нашей планеты, о котором мы уже говорили. Этот минерал со столь на первый взгляд простой химической формулой (строением) обладает отнюдь не простыми свойствами.
Обратите внимание: единицей измерения массы тел (мы привычно говорим – веса, что неверно) в системе СГС служит грамм. А чему равен этот грамм? Массе одного кубического сантиметра химически чистой воды при температуре около четырех градусов Цельсия, то есть при наибольшей плотности.
Долгое время была в употреблении внесистемная единица измерения теплоты – калория, опять-таки связанная с водой. Ею обозначали количество теплоты, необходимое для нагревания одного грамма химически чистой воды на один градус Цельсия. Да и сама температурная шкала, которую предложил в 1742 году шведский ученый Андерс Цельсий, основана на свойстве воды переходить из одного состояния в другое: лед тает при нуле градусов, вода кипит при ста градусах.
Существует в физике такое понятие, как теплоемкость. От нее зависит, сколько теплоты надо подвести к тому или иному телу, чтобы его нагреть до какой-то температуры. Так вот, оказывается, что у воды самая большая теплоемкость – очень важное свойство этой удивительной жидкости. Оно играет огромную роль во всех атмосферных процессах на нашей планете (о техническом использовании этого свойства воды нечего уж и говорить, достаточно привести всего два примера: систему охлаждения в двигателях внутреннего сгорания и систему центрального отопления в наших домах).
В теплое время года океаны поглощают огромное количество солнечной энергии, но вода в океанах и морях остается прохладной (а по песку, бывает, босыми ногами не ступишь – обожжешься).
Осенью все наоборот: воздух уже остыл, и моря начинают отдавать ему запасенное впрок тепло. Другими словами, океаны и моря – это гигантский естественный теплообменник, благодаря которому в обширных приморских районах климат мягче, чем на материке. Летом у моря не так жарко, а зимой не так холодно. Этот естественный теплообменник во многом определяет всю погоду на земном шаре.
Весна… Пасмурные дни сменились солнечными, весело зазвенела капель, побежали ручьи, снег быстро темнеет и в конце концов совсем исчезает. Бывает весна бурная, бывает затяжная, но все равно на то, чтобы сошел снег, требуется какое-то время. А теперь представьте себе, что снег (это, как мы знаем, та же вода, только находящаяся в твердой фазе) имел бы иную теплоту плавления, чем он имеет на самом деле. Значительно, к примеру, меньшую. Что бы тогда было? Что ни весна, то катастрофический паводок! Снег сходил бы невероятно быстро, а если его за зиму выпало много, то последствия такого быстрого таяния были бы ужасными.
Утверждение, что моря и океаны – это естественный теплообменник, во многом определяющий погоду на Земле, верное, но далеко не полное. И вот почему. Мировой океан не только теплообменник, но еще большую роль он играет, пожалуй, в формировании погоды как гигантский испаритель.
Кроме теплоемкости и теплоты плавления (для льда и снега), вода имеет еще одну очень важную физическую характеристику – теплоту кипения, или теплоту парообразования. Каждый день и час с поверхности суши, рек, озер, морей и океанов под действием солнечного тепла испаряется в среднем не менее тысячи кубических километров воды. Тысяча кубических километров! На это уходит огромное количество тепла. Пары воды, в которых накоплено много тепла, уносятся ветром очень далеко от тех мест, где образовались, и там это тепло отдают. Что при этом происходит, мы уже говорили, когда обсуждали вопрос, как возникают условия для ливней.
Известно, при нагревании тела расширяются, при охлаждении сжимаются. Это справедливо и по отношению к жидкостям. Но если мы возьмем воду, то она и здесь ведет себя по-своему. При нагревании любой другой жидкости, кроме воды, ее плотность с повышением температуры уменьшается, объем жидкости по мере нагревания все время увеличивается. При охлаждении, наоборот, плотность будет неизменно возрастать.
Вода же наибольшую плотность имеет при четырех градусах тепла. Более горячая или более холодная вода – менее плотная. И хорошо, что так! Ведь если бы плотность воды увеличивалась по мере охлаждения, то зимой все водоемы промерзали бы до дна. Лед был бы тяжелее воды и, опускаясь на дно, вытеснял бы ее.
Ясно, что в промерзшем до дна водоеме жизнь была бы невозможна.
Однако «странность» воды все меняет. Плотность льда меньше плотности воды (самая плотная вода имеет температуру четыре градуса, а не ноль градусов). И он в воде не тонет, под ним же температура воды распределяется так: у самого льда – около нуля, ниже – около четырех градусов.
Охлаждаясь при наступлении холодов, на поверхности водоема вода становится более тяжелой и опускается вниз, а снизу поднимается более теплая и более легкая вода. Это движение прекращается, как только вся вода охладится до четырех градусов. Теперь уже верхний слой воды остывает дальше, остается наверху и превращается в лед. При этом ее объем резко увеличивается – примерно на одну десятую часть, что тоже далеко не безразлично природе.
