Николай Непомнящий - 100 великих загадок природы
Представим себе, что уникальное свойство воды — расширяться при замерзании — исчезло. Как изменился бы наш мир?
Сперва о приятном: зимой перестали бы лопаться водопроводные трубы; мы без малейших колебаний ставили бы в морозильник банки с пивом или минеральной водой. Плавать в полярных морях можно было бы без всякой опаски, и знаменитый «Титаник» никогда бы не потонул, ибо во всем Атлантическом .океане невозможно было бы сыскать ни единого айсберга — эти горы льда шли бы ко дну как свинцовые грузила.
Теперь о страшном. Легко догадаться, что полярных медведей и других обитателей Арктики перемена свойства воды (и льда) ничуть не обрадовала бы. Их жизненное пространство сузилось бы до нескольких небольших островов, раскиданных по всему Северному Ледовитому океану, ведь огромные массы льда, сковывающие этот океан, неминуемо пошли бы ко дну. Погибли бы и рыбы, населяющие бессчетные реки и озера в северных широтах Евразии и Америки, потому что эти естественные водремы в зимнюю пору промерзали бы до дна. Толща воды, каменея, ледяными тисками сдавила бы всех своих обитателей. Ведь живые существа благополучно проводят зиму лишь потому, что лед, покрывая поверхность реки, озера или пруда, надежно защищает от холода все, что под ним ютится. Возле дна температура воды не опускается ниже +4о С.
Продолжим наше путешествие по Земле изменившегося льда. Здесь стало несравненно теплее. Сейчас льды, покрывающие приполярные области, содержат многочисленные пузырьки воздуха. Поэтому они не прозрачны, как вода, а окрашены в белый цвет. Они почти идеально отражают солнечные лучи. Когда огромные массы льда потонут в водах северных морей, поверхность Земли станет темнее. Она будет лучше поглощать солнечный свет, абсорбировать его энергию, и, как следствие, земная атмосфера разогреется. Постепенно растают материковые льды, покрывающие сейчас Антарктиду. Уровень моря возрастет. Портовые города скроются под толщей воды. Лишь фотографии и киноленты будут напоминать нашим потомкам о таких знаменитых мегаполисах, как Рио-де-Жанейро, Гамбург, Нью-Йорк. Воды разлившегося Голландского моря станут излюбленным местом отдыха аквалангистов, которые будут с любопытством осматривать затонувшие селения и города, подводные мельницы, стадионы и аэропорты.
Страшное оружие Природы
Конечно, все это из области фантазий. Однако и в реальности лед таит для нас огромную опасность. Если льда будет чуть больше или меньше, наша цивилизация рухнет. Жители Мюнхена или Москвы легко вспомнят сильнейший град, выпавший в нашей столице в июле 1999 года, а в Мюнхене— в 1984 году. В тот год в этом южном немецком городе пострадало около 240 000 автомобилей. Все они получили различные вмятины — так тяжелы были удары градин. Общий ущерб тогда превысил три миллиарда марок. А ведь то была одна из самых безобидных катастроф, которые может уготовить нам лед!
Хуже пришлось жителям Монреаля. До недавних пор — а точнее до 5 января 1998 года — считалось, что этот крупнейший канадский город выдержит любые козни зимы. Однако в тот январский день внезапно пошел необычный град. С неба посыпался рыхлый лед, превращая улицы в каток, по которому можно было двигаться лишь со скоростью улитки. Через три дня толщина ледового слоя составила целых 30 сантиметров. Под тяжестью льда рушились, словно спички, опоры линий электропередачи — между прочим, самые массивные во всей Америке. Железнодорожное сообщение в провинции Квебек прекратилось. Сто семьдесят поездов безнадежно застряли в пути. Около миллиона домов осталось без электричества — и в большинстве случаев без отопления, поскольку 70 процентов канадских жилищ обогреваются с помощью электрического тока. Итак, многие сотни тысяч людей оказались заточены в темных, холодных квартирах и коттеджах — при температуре воздуха —28°С!
Для жителей альпийских стран лед (точнее говоря, снег) тоже — штука коварная и ненадежная. С одной стороны, любители горных лыж неизменно пополняют бюджеты этих государств, а некоторые кантоны и округа только и живут туризмом. С другой стороны, горные деревушки часто страдают от снежных лавин. Так, в Швейцарии в одном только 1951 году с гор в долины сошло более 1400 лавин, сравняв с землей 1527 домов.
В годы Первой мировой войны снег служил мощным оружием: приспособились стрелять по горным кручам, вызывая сход лавин на вражеские позиции. В ту пору в Альпах пролегала линия фронта, разделявшая армии Италии и Австро-Венгрии. Нередко окопы, в которых укрывались солдаты, превращались для них в ледяные могилы после нацеленных залпов по горным вершинам. Всего за время войны около 12 000 солдат были погребены под снежными лавинами.
Впрочем, и в мирное время стреляют по горным склонам. Швейцарцы упреждают таким способом внезапный сход лавин. Каждый год приходится тратить миллиарды марок на то, чтобы с помощью бронебойных снарядов спровоцировать сход лавины в тот момент, когда населенные пункты будут готовы отгородиться от снежной массы многотонными стальными щитами. В общине Ла-Фули (кантон Вале) жители укрываются от лавин за громадными земляными валами высотой с порядочный дом.
Самую же большую опасность для населения нашей планеты таит в себе низкая температура таяния льда. Сейчас полярные области Земли скованы мощным ледяным покровом. Если он начнет таять, в Мировой океан хлынут громадные массы воды. Такое развитие событий вполне возможно. Ведь парниковый эффект способствует таянию полярных льдов, и, значит, талая вода постепенно затопит обширные прибрежные территории.
Нечто подобное уже наблюдалось около 18 000 лет назад, когда в Северном полушарии начали таять гигантские ледники. На протяжении нескольких последующих тысячелетий Океан неизменно , наступал на сушу. В конце концов, его уровень вырос на 110 метров! Вода затопила обширные районы Евразии, образовав такие моря, как Северное, Карское, Восточно-Сибирское и Чукотское. Новое наступление водной стихии, очевидно, не будет столь мощным. По прогнозам ученых, уровень Мирового океана в ближайшее тысячелетие повысится как минимум на 20—100 сантиметров, но ведь ситуация может и ухудшиться.
Лед слезы льет
Обычно в Антарктике наблюдается стабильное равновесие Выпавший снег под тяжестью собственного веса спрессовывается в лед. Огромные массы льда медленно соскальзывают с антарктических гор в сторону океана, проползая со скоростью 10 метров в год. Возле воды застывшие глыбы разламываются, от них отделяются огромные айсберги.
Однако так бывает не всегда и не везде. На фотографиях, сделанных спутниками, в западной части Антарктиды были обнаружены реки изо льда. Эти ледовые потоки движутся в 50 раз быстрее, чем остальной лед. Всего за сутки они перемещаются на целый метр. Ширина некоторых ледовых рек достигает полусотни километров, а глубина — одного километра! По сравнению с ними Нил или Амазонка покажутся ручейками!
Как повлияет на эти реки парниковый эффект? Ученые пока теряются в догадках, хотя все отчетливее вырисовывается мрачный сценарий. Вполне возможно, что эти реки будут вовлекать в свое движение глыбы льда, расположенные пока что по их берегам. Так, постепенно расширяясь, эти реки заполнят весь континент В океан соскользнет столько льда, что уровень его поднимется на шесть метров. «Подобные катастрофические изменения могут произойти отнюдь не за тысячелетие, а за каких-нибудь шестьдесят—семьдесят лет — срок, соизмеримый с человеческой жизнью», — опасается гляциолог Ричард Аллей из Пенсильванского университета. Вот тут и придет пора попрощаться с портовыми городами, знаменитыми мегаполисами и старой, доброй Голландией. Начнется Величайшее переселение народов: половина жителей Земли будет вынуждена покинуть районы, уходящие под воду.
Впрочем, все может пойти и по-другому антарктические реки ведут себя очень своенравно. Некоторые из них внезапно, без всякой видимой причины, застывают. Почему? «Мы не знаем даже, почему эти реки текут, — говорит гляциолог Уильям Харрисон из Фэрбенксского университета (Аляска, США) — И уж тем более не понимаем, почему они останавливаются».
Снежинка снежинке — не пара
Снег более изучен и понятен, чем лед. В былые века многие светлые головы интересовались хлопьями, летящими с небес. Так, немецкий астроном Иоганн Кеплер выяснил, что почти все снежинки представляют собой шестиконечные кристаллики Рене Декарт занимался не только философией («Cogito ergo sum», «Я мыслю — значит, существую»), но и наблюдениями в области естественных наук. Так, еще в 1637 году он опубликовал первые реалистичные зарисовки снежинок. На его эскизах можно увидеть даже двенадцати — и восемнадцатиконечные кристаллики, которые в природе встречаются очень редко.
Хрупкие, легчайшие снежинки проходят долгий и прихотливый путь Зарождаются они в облаках, конденсируясь из водяных паров в виде крохотных капелек. Все происходит согласно упомянутому нами «эффекту Мпембы»: капельки остывают до температуры ниже О °С, но не замерзают. Лишь витающие в воздухе пылинки способствуют их превращению в снег. Как только капельки воды сталкиваются с этими «центрами кристаллизации», они тут же «взрываются», застывая шестиконечными кристалликами.
