Фрадкин Захарович - Белые пятна безбрежного океана

• Название: Белые пятна безбрежного океана
• Автор: Фрадкин Захарович
• Издательство: Недра
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1983

В книге рассказывается о воде - самом распространенном и в то же время самом загадочном веществе на Земле. Приведены гипотезы, объясняющие происхождение воды на планете, раскрывается роль воды в формировании атмосферы, океанов, климата и как движителя научно-технического прогресса на протяжении всей истории человечества.

---

Шестая гипотеза нам кажется наиболее интересной. Она опирается на очень спорные, но смелые и оригинальные идеи.

Взгляните на географическую карту. Нельзя не заметить удивительного подобия береговых линий Американских континентов с береговыми линиями Африканского и Евразийского континентов. Таким подобием обладают края разорванного листа бумаги.

Как установлено учеными, примерно 250 млн. лет назад на Земле был единый континент. Затем, неизвестно по каким причинам, он треснул, и части его начали расползаться, "уплывать" друг от друга. Доказательствами существования некогда единого материка является не только подобие береговых линий, но также сходство флоры и фауны, сходство геологических структур побережий. Короче говоря, ныне мало кто сомневается в единстве континентов Земли в прошлом. Недоумение вызывает другое: как могут, подобно гигантским "айсбергам", уплывать друг от друга глыбы материков, если их корни уходят вглубь на десятки километров? И что приводит их в движение?

Исследования последних лет подтвердили: да, материки "плывут", расстояние между ними непрерывно увеличивается. Передвижение материков блестяще объясняет гипотеза расширяющейся Земли. Гипотеза утверждает: первоначально Земля имела радиус вдвое меньший, чем сейчас. Материки, слитые тогда воедино, опоясывали планету. Океанов не существовало. И вот на границе протерозоя и мезозоя (250-300 млн. лет назад) Земля начала расширяться. Единый материк дал трещины, которые, наполнившись водой, превратились в океаны. И с тех пор по наше время радиус Земли увеличился вдвое!

Изобретение атомных часов позволило с абсолютной точностью определить долготу и широту земных объектов по звездному небу. Измерения показали, что наша планета... продолжает расширяться! Расширяется, например, Европа. Москва и Ленинград "плывут" на восток со скоростью 1 см в год. А Гамбург, расположенный в центре Европы, остается на месте.

Скорость расширения европейского континента огромна. Ведь за каких-нибудь 20 млн. лет (ничтожнейший срок для геологической эпохи) в результате такого перемещения может образоваться чаша будущего океана шириной в 4000 км.

Однако до сих пор у сторонников гипотезы расширяющейся Земли не было доводов, с помощью которых они могли бы объяснить, почему Земля расширяется. Теперь такие доводы есть.

Напомним прежде всего (и мы к этому еще вернемся), что Вселенная на 98 % состоит из водорода, т. е. из элемента, рождающего воду. На 98 % из водорода состоит и наша Земля. Он пришел к нам вместе с теми частицами холодной космической пыли, из которой образовались все планеты Солнечной системы. А среди этих частиц находились и атомы металлов.

Вот тут-то мы и сталкиваемся с интереснейшим явлением. Оказывается, металлы способны поглощать огромное количество водорода - десятки, сотни и даже тысячи объемов на один свой объем. Далее: чем больше водорода поглощает (или присоединяет) металл, тем плотнее он становится, т. е. все более уменьшается в объеме. Да, мы не оговорились - уменьшается. Так, щелочные металлы, присоединяя водород, уменьшаются в объеме в 1,5 раза уже при атмосферном давлении. Что же касается других металлов (например, железа и никеля, из которых, по мнению ученых, сложено ядро Земли), то при нормальном атмосферном давлении (105 Па) уменьшение объема у них весьма незначительно.

Однако по мере уплотнения пылевого облака происходило его гравитационное сжатие, и давление внутри прото-Земли возрастало. Соответственно росла и степень поглощения водорода металлами группы железа. Сжатие порождало антипод давления - разогрев. А так как наибольшему сжатию подвергались центральные области образовавшейся планеты, то там стремительнее росла и температура.

И вот на какой-то стадии разогрева, когда температура в ядре Земли достигла определенного критического значения (переход количественного роста в новое качественное состояние!), начался обратный процесс - выделение водорода из металлов.

Распад металловодородистых соединений, т. е. восстановление металлических структур, вызвал резкое увеличение объема вещества ядра Земли. Расширение металлического ядра проявилось с такой силой, что мантия и кора планеты, не выдержав, дали трещины. Таким образом, дегазация водорода сопровождалась расширением Земли. Между тем водород, пронизывая огромную толщу планеты, захватывал по пути атомы кислорода, и на поверхность ее вырывались уже пары воды. Конденсируясь, вода заполняла разломы в коре. Постепенно образовались океаны.

Итак, шесть гипотез происхождения земной воды. Со временем выяснится, в какой из них истина. Возможно, окажутся верными все шесть, в какой-то степени каждая. Пока же вопрос "Откуда взялась вода на Земле?" остается открытым.

Зодчий планеты

Установлено, что земная кора образовалась 4,5 млрд. лет назад. И если вода образовалась вместе с корой, то все эти 4,5 млрд. лет на земную поверхность падали дожди.

Маленькая, безобидная на вид дождевая капля... Как любим мы подставлять ей свои ладони! Нет, теперь-то мы знаем, насколько обманчива эта безобидность. Не случайно говорят, что вода по капле камень долбит. Падая с большой высоты, капли воды с течением времени способны обратить в песок самую крепкую горную породу. Тем более, если они будут падать одна за другой в течение 4,5 млрд. лет!

При падении капли на поверхность камня проявляются два уникальных свойства воды: самое высокое среди всех известных жидкостей поверхностное натяжение (т. е. прочность оболочки, в которую одета капля, "бронебойная" способность капли) и универсальная способность растворять все существующие на Земле вещества (не исключая и благородные металлы!).

День и ночь дожди непрестанно долбили, разрушали, растворяли и обращали в песок, а потоки воды столь же неутомимо смывали в океан горные хребты, плоскогорья, целые материки. Вода стремилась выровнять, сгладить земную поверхность. И если бы эта цель в конце концов была достигнута, то ныне Земля являла бы собой печальное зрелище: идеально гладкий каменный шар, покрытый сплошным океаном глубиной 3-5 км.

На наше счастье, воде столь же упорно противостоит деятельность тектонических сил, которые снова и снова вспучивают земную кору, вздымают над морскими водами новые материки, горные хребты. Правда, природа самих тектонических сил остается волнующей загадкой. Так отчего же нам не предположить, что тектонические силы есть порождение деятельности... глубинных вод? С этим предположением отлично согласуется гипотеза расширяющейся Земли. Вода, возникшая благодаря дегазации водорода, находится в подкоровом веществе в предельно сжатом состоянии, она подобна до отказа закрученной пружине. И пружина эта пытается то тут, то там разорвать сдерживающий ее панцирь.

Не странно ли: вода порождает материки с тем, чтобы самой их и уничтожить. Какая на первый взгляд необъяснимая, противоречивая деятельность! А в итоге наша планета непрерывно меняет свой лик. Проходят миллионы лет, и там, где был материк, уже плещутся воды океана. Но зато там, где расстилалась водная гладь океана, подымается новая суша. Так, быть может, исчезнут со временем Европа, Азия, Африка, обе Америки. Для человечества далекого будущего наименования и очертания сегодняшних континентов превратятся в историю.

Вода - могучий и неутомимый зодчий планеты. Вода - олицетворение диалектического единства и борьбы противоположностей.

Истопник планеты

Ни одно вещество на Земле не обладает способностью поглощать тепло так жадно и в таком количестве, как вода. Чтобы превратить в пар 1 кг воды, необходимо затратить 2260 кДж тепла. Конденсируясь, пар возвращает эти 2260 кДж в окружающую среду.

Обогреваемая лучами солнца, каждая капля воды на Земле превращается в своеобразный аккумулятор тепла. Представьте теперь, каким гигантским аккумулятором тепла является весь Мировой океан! Аккумуляторами тепла являются каждое озеро, река пруд, водохранилище.

Подсчитано, что с поверхности океанов и суши испаряется за год 520000 км3 воды. В виде пара она улетучивается в атмосферу чтобы превратиться затем в 520000 км3 дождя, снега, льда.

Циклоны и антициклоны способствуют переносу водяных паров, а вместе с ними и накопленного тепла, из экваториальных Горячих областей земного шара в области более холодные, с умеренным и полярным климатом. Если еще добавить перенос тепла морскими течениями, мы получим полную картину выполнения водой одной из важнейших глобальных "обязанностей" - истопника планеты.

Таким образом, Мировой океан (вода!) не только колыбель жизни, но и заботливая ее няня. Благодаря океану атмосфера превратилась в надежное теплое одеяло, укрывающее тело планеты и защищающее его от космического холода.

Воде мы обязаны своим появлением и своим существованием. Однако нельзя забывать и о другом океане, о подземном. Если наземный, Мировой океан аккумулирует тепло, поступающее на Землю извне, от Солнца, то подземный, скрытый от нашего взора океан, обладает возможностью снабжать нас теплом из внутренних источников планеты.