Эта книга о том, как люди открывали свою родную планету. Великое географическое открытие порой длилось веками и в нем принимали участие десятки, а то и сотни исследователей
| Вид материала | Книга |
- Авторская программа элективного курса «Как люди открывали Землю» 6 класс, 290.06kb.
- «у войны не женское лицо» С. Алексиевич, 612.95kb.
- Установление монгольского ига, 53.48kb.
- Марина Шарыпкина Ю. Солуянова Нина Богатырева Оксана Бобкова, 2907.61kb.
- Македонская литература, 9.9kb.
- Решение о том, как действовать на предстоящих выборах приняли участники Пятого приморского, 29.42kb.
- Цитаты: «Теперь, когда мы научились летать по воздуху, как птицы, плавать под водой,, 64.81kb.
- Александр Бачурин, 2142.57kb.
- Исследовательская работа российский герб в XV – XVI, 342.5kb.
- Эта энциклопедия предназначена для общеобразовательных целей, 6899.74kb.
450 100 ВЕЛИКИХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ОТКРЫТИЙ
Наконец, мучившая аэронавтов жажда. Они собирались взять с собой две бутылки с водой, а нашли в гондоле только одну маленькую бутылку! Пришлось утолять жажду инеем и конденсационной водой.
К четырнадцати часам стратостат медленно пошел на снижение. Мир ничего не знал о судьбе стратонавтов. Эта неопределенность постепенно перерастала в тревогу, вечерние газеты объявили даже, что Пиккар погиб. Французское правительство поспешило «посмертно» наградить этого мученика науки розеткой ордена «Почетного легиона».
С наступлением ночи стратостат, все еще освещенный лучами солнца, ослепительно сверкал на темном небе. Его видели многие люди, принимая за небесное светило, быть может, за Венеру.
Наконец спуск пошел быстрее. На высоте около 4500 метров Пиккар и Кипфер открыли люки. Ночью гондола коснулась снежного поля на высоте 2800 метров. Это было далеко не идеальное место для посадки. Сброшена часть балласта. Стратостат подскочил, перелетел через ледник и приблизился к ровной площадке. Пиккар, не колеблясь, дернул за фал разрывного полотнища, чтобы вскрыть оболочку. Шар освободился от газа, гондола покатилась вниз и остановилась у медленно оседавшей оболочки.
Пиккар и Кипфер легли спать прямо на леднике (как выяснилось на следующий день, это был ледник Гургль в австрийском Тироле). Чтобы спастись от холода, они завернулись в оболочку воздушного шара.
На заре, связавшись веревкой и на каждом шагу пробуя снег бамбуковой палкой, имеющейся в снаряжении стратостата, они стали осторожно спускаться в долину. В поддень они были замечены группой лыжников, которые проводили их в деревню — маленькое тирольское селение Гургль.
Скоро мир с облегчением узнал о благополучном приземлении исследователей. Французскому правительству, наградившему побежденного стихией розеткой «Почетного легиона» в петлицу, не оставалось ничего другого, как пожаловать победителю шейную ленту этого ордена! Так профессор Пиккар не только стал кавалером ордена «Почетного легиона», но и совершил самое быстрое восхождение по его степеням.
Это был триумф! Человек впервые вторгся в пределы стратосферы.
А Пиккар был недоволен. Для него главным был не рекорд, а научный результат, который оказался минимальным из-за неисправности приборов. Через год он превысил свое достижение. В августе 1932 г. с инженером Козинсом поднялся на 700 м выше. Шар был выкрашен в белый цвет для отражения солнечных лучей. Результат снова был неожиданным: в гондоле температура упала до —15°. Зато удалось провести ряд научных экспериментов. Пиккар зафиксировал резкое увеличение интенсивности космических лучей. Ученый высказал предположение, что в будущем можно будет использовать космическую энергию стратосферы.
ТРАГИЧЕСКИЙ РЕКОРД 451
ТРАГИЧЕСКИЙ РЕКОРД (советские аэронавты)
В первые десятилетия XX века нижние слои атмосферы стали осваивать с помощью летательных аппаратов, которые тяжелее воздуха — аэропланов, как их тогда называли. Однако со временем усиливался интерес к более высоким слоям, входящим в стратосферу. Огюст Пиккар, первым глубоко вторгнувшийся в ее пределы, преследовал прежде всего научно-теоретические цели, стремясь выяснить природу и свойства космических лучей.
Надо заметить, что в ту пору некоторые ученые (в нашей стране, например, А.Л. Чижевский) высказывали гипотезы о влиянии космических излучений не только на биологические процессы, но и на психику людей, вследствие чего якобы возникают войны и революции.
Но были и более реалистические причины для исследований стратосферы. Ничтожная плотность воздуха на больших высотах могла существенно облегчить полет здесь ракет и реактивных самолетов. Да и артиллерийские снаряды могут в разреженной атмосфере преодолевать значительные расстояния. Подобные проблемы стали особенно актуальны после Первой мировой войны, когда началось обновление военной техники. Естественно, что СССР не остался в стороне от подобных разработок и исследований: ведь теперь милитаризация буржуазных держав определялась не только их междоусобицами, но и враждебностью по отношению к первому рабоче-крестьянскому государству и опасностью распространения «революционной заразы».
Кроме того, для СССР были существенны и соображения престижа:
ведь страна с огромными усилиями развивала науку, технику и промышленность, переходя в разряд крупнейших индустриальных держав мира.
30 сентября 1933 года в воздух с московского аэродрома поднялся стратостат «СССР» с объемом оболочки 24 340 куб. м (диаметр около 36 м). Вес трехслойной оболочки с принадлежностями превышал 1 т. Гондола имела форму шара диаметром в 2,3 м с плетеным ивовым амортизатором внизу. Внутри гондолы — сидения для экипажа, электрическое освещение, приборы.
В полет отправились командир корабля летчик Прокофьев, инженер Годунов, радист Бирнбаум. Стратостат, не вращаясь, быстро устремился вверх. С ним постоянно поддерживалась радиосвязь. Из шести наблюдательных пунктов геодезисты фиксировали положение стратостата.
За полчаса прошли тропосферу и достигли высота 17 км. Отцепляя мешки с балластом, продолжали подъем. В кабине, разогретой на солнце, температура поднималась до +ЗГС, тогда как за бортом стояла стужа (—65°). В 12 часов 45 минут была достигнута рекордная высота: 19 км. Еще
452 100 ВЕЛИКИХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ОТКРЫТИЙ
более 2 часов пробыв на достигнутом рубеже, делая измерения, пошли на снижение. Спуск продолжался около 3 часов. Приземлились за Коломной на берегу Москвы-реки.
Исследования показали, что в низах стратосферы температура повышается оттого, что ультрафиолетовое излучение Солнца задерживается трехвалентным кислородом — озоном. Вдобавок было экспериментально доказано, что ионизация воздуха на больших высотах возрастает в сотни раз. Следовательно, озоновый слой защищает живые организмы от губительных ультрафиолетовых лучей.
Через два месяца американцы Сэттль и Форденей попытались побить рекорд советских аэронавтов, но не дошли до этого рубежа (им оставалось всего 140м).
Советский стратостат «Осоавиахим I» с тремя аэронавтами — П.Ф. Федосенко, И.Д. Усыскиным, А. Б. Васенко — стартовал 30 января 1934 года из Москвы. Подъем шел быстро В 11 часов
42 минуты была дос-Оболочка стратостата «СССР» перед полетом ЗО сентяб- -„ ,,,„ ря 1933 г Осмотр гондолы производится при помощи '""'"Уга высота 2U oUU м небольшого воздушного шара (вверху) и началось снижение.
453
ТРАГИЧЕСКИЙ РЕКОРД
Через 17 минут стратонавты сообщили, что радиосвязь будет временно прекращена для включения патронов, поглощающих углекислый газ. Больше никаких сигналов на землю не поступало. До поздней ночи судьба экипажа оставалась неизвестной. Вдруг поступила телеграмма со станции Кадошки-но Казанской железной дороги о том, что найдена гондола с тремя погибшими исследователями стратосферы
Комиссия, изучившая обстоятельства катастрофы (в частности, по сохранившемуся бортовому журналу), выяснила, что с высоты 12 км стратостат начал быстро падать. От резких неравномерных нагрузок разорвалась часть строп. Падение продолжалось, гондола оторвалась и в 16 часов 23 минуты врезалась в землю.
До последних минут экипаж не терял самообладания. Запись за 13 минут до трагического финала завершилась карандашной чертой — как бы от сильного внезапного толчка. С этого момента, по-видимому, началось стремительное падение.
На торжественных похоронах урны с прахом аэронавтов несли руководители страны (Сталин, Молотов, Ворошилов). Пиккар и его спутники по стратосферным полетам Козине и Кипфер почтили память «трех героев, наиболее приблизившихся к солнцу» Было установлено, что предельная высота подъема составила 22 км.
Этим полетом завершилась, по сути дела, целая эпоха в аэрологии, когда осуществлялись «пассивные» подъемы людей и приборов в стратосферу на воздушных шарах. Наступала пора ракетных двигателей. Еще до Второй мировой войны предлагались проекты зондирования стратосферы с помощью ракет, оснащенных приборами.
В книге советских ученых Д.О. Святского и Т.Н. Кладо «Занимательная метеорология», изданной в 1934 году было проницательно отмечено:
«И если надеются со временем осуществить межпланетные перелеты на ракете, то проникнуть на ракете в стратосферу, а тем более, запустить туда ракету без пассажиров — вероятно, дело уже недалекого будущего».
Осуществлению таких проектов содействовала военная техника, достигшая необычайных успехов на фоне разрушительнейшей из всех войн в истории человечества. Реактивные самолеты и ракеты стали «бороздить» стратосферу, проникая еще выше, в ионосферу, расположенную выше 80 км над земной поверхностью. Здесь поток жестких космических лучей сдирает с одиноких атомов их электронные оболочки. Атомы превращаются в ионы. Эту область называют еще термосферой. Скажем, на высоте 200 км температура превышает 600° — согласно расчетам, ибо привычными нам приборами ее невозможно измерить.
А что находится выше ионосферы? В начале XX века некоторые ученые предполагали, что благодаря магнитному полю Земли образуется нечто подобное магнитной ловушке для частиц, излучаемых Солнцем. Позже появилось утверждение, что наша планета находится в пределах солнечной короны.
454 100 ВЕЛИКИХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ОТКРЫТИЙ
Но это — общие соображения. А советские и американские спутники обнаружили два радиационных пояса, большим и малым кольцами окружающие Землю на высотах 25—35 и 40—60 тыс. км. Однако их динамика и воздействие на область жизни изучены еще мало.
МОРОЗНЫЙ СЛОЙ — КРИОСФЕРА
Об открытии этой оболочки Земли упоминают очень и очень немногие специалисты. И это одно из очевидных проявлений инерции мысли, склонности ученых и популяризаторов науки к устоявшимся мнениям, занесенным в учебные пособия и справочники. Тем более что даже крупные теоретические открытия в географии обычно недооцениваются, тогда как о достижениях путешественников-первооткрывателей пишут много и подробно.
О том, что в северных краях климат становится холоднее, просвещенные европейцы знали еще в античное время. Еще раньше догадывались об этом в Древней Индии, где некоторые предания повествуют о холодных северных странах. Упоминается о них и в сборнике древнеиранских гимнов «Авеста», приписываемом пророку Зороастру. Некоторые исследователи в конце XIX века, опираясь преимущественно на древние мифы, пришли к выводу, что сведения о полярных областях сохранились в этих преданиях с тех времен, когда арийские племена обитали на севере Европы.
Подобные идеи обобщил русский популяризатор науки Евгений Ела-чич в книге «Крайний Север как родина человечества» (1910). Однако несмотря на миграцию племен от заполярных областей до тропиков, а также на то, что люди видели покрытые вечными снегами горные вершины, мысль о существовании морозного слоя Земли не приходила никому в голову ни в далекой древности, ни в более поздние времена, когда укрепилась в массовом сознании мысль о шарообразности нашей планеты и зонах ее охлаждения у полюсов.
Не упомянули о существовании морозного слоя ни А. Гумбольдт, ни другие географы, которые в XIX веке давали общие описания Земли, ни Э. Зюсс, открывший систему геосфер. Хотя именно в этом веке начались активные исследования не только заполярных областей Евразии, но и Антарктического региона, а также севера Америки и крупнейшего острова планеты, почти сплошь покрытого ледниками — Гренландии. В начале XX века были достигнуты полюса планеты.
«В конце концов, — писал В.И. Вернадский, — научно охвачена снежная и ледяная природа приполярных стран. В работах А. Добровольского (1924) впервые твердая фаза охвачена как закономерная часть строения земной коры, как криосфера».
МОРОЗНЫЙ СЛОЙ - КРИОСФЕРА 455
В другом месте он отметил: «Все же прав А. Добровольский (1924), говоря о существовании на нашей планете КРИОСФЕРЫ — ледяной оболочки. Она сосредоточена в биосфере. Ее наиболее яркую форму дают подвижные снежные тучи и рассеянные на необозримых пространствах снежники тропосферы...»
К сожалению, наш великий ученый и замечательный историк науки в данном случае допустил две ошибки: одну несущественную, другую принципиальную. Книга А. Добровольского «История природного льда», на которую он ссылается, вышла в Варшаве не в 1924 году, а в 1923-м. Об этой мелочи и говорить бы не стоило, если б не одно важное обстоятельство. Ни Добровольский, ни Вернадский не упомянули в своих работах о том, что был еще в XVIII веке ученый, который первым открыл существование единого морозного слоя Земли.
Вот что писал он в книге, изданной в 1763 году:
«Кому расстояние вечной зимы, то есть холодного слоя атмосферы от нижней земной или от морской поверхности известно, тот не будет сомневаться о причине столь холодного растворения воздуха в Тибете, в рассуждении других мест на одной широте с ним положение имеющих. Не обину
Прокладка пути в полярных льдах
456 100 ВЕЛИКИХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ОТКРЫТИЙ
ясь, скажет, что Тибет... стоит в приближении морозного слоя атмосферы, в котором снег и град родится; и из коего, невзирая на летние жары, не токмо в наших краях, но и под самым жарким поясом сверху упадают, доподлинно уверяя, что лютая зима беспрестанно господствует недалече над нашими головами. Отстояние ее показывают завсегда льдом и снегом покрытые высоких гор вершины».
Это — слова М.В. Ломоносова из книги «О слоях земных». Он первым, задолго опередив ученых всех стран, особо выделил «морозный слой атмосферы», где «лютая зима беспрестанно господствует». Более того, он присоединил к этому слою полярные морские льды и область подземной мерзлоты:
«Искусные Астрономы и Географы измерили, что под Екватором морозный слой атмосферы отстоит близко четырех верст от равновесия морской поверхности. Около полярных поясов, то есть на 66'/2 градусе, лежит уже на земле. Сие соединение переменяется, отдаляясь от оного пояса летом к северу, зимою к полудни; так что тут зима, где морозный слой атмосферы до земли досягает».
В другом месте, говоря о ледниках и плавающих льдах, а также о заснеженных горных вершинах, он восклицает: «Знатная обширность поверхности земной занята льдами и снегами». Действительно, морозный слой обволакивает всю планету, охватывает обширное пространство в приполярных областях в океанах и на континентах, а граница его колеблется от зимы к лету.
Выходит, А. Добровольскому наука обязана благозвучным и достаточно точным термином «криосфера», тогда как открыл и доказал существование «морозного слоя» М.В. Ломоносов. (В «Слове о рождении металлов от трясении земли» в 1757 году он упомянул о «студеном слое атмосферы».)
Интересно, что в учебнике для вузов «Общее мерзлотоведение. Геокриология» (1978) имя Ломоносова упоминается лишь в связи с его теоретическим положением о существовании вечной мерзлоты, точнее, — многолет-немерзлых пород, образующихся в результате воздействия климатических условий. Кстати сказать, Ломоносов предполагал, что подземная мерзлота сохраняется благодаря каким-то катастрофическим явлениям. И в этом случае он проявил поистине гениальную прозорливость. Действительно, только благодаря ледниковой эпохе сформировалась эта область.
Несмотря на то что изучение зоны вечной мерзлоты наиболее активно проходило в России, все мерзлотоведы, упоминая о криосфере, дружно ссылались и продолжают ссылаться на А. Добровольского, не упоминая Ломоносова. Даже странно, что этот упрек можно отнести и к Вернадскому, великолепному знатоку творчества Ломоносова.
Но может быть, открытие морозного слоя планеты — не такое уж большое достижение? Какую роль оно играло в науках о Земле?
МОРОЗНЫЙ СЛОЙ - КРИОСФЕРА 457
Увы, до сих пор идея криооферы слишком медленно входит в сознание исследователей. А ведь именно криосфера наряду с Мировым океаном является главным фактором климатообразования. Временами она властно заявляет о себе на огромных территориях и акваториях. Тогда возникают ледниковые эпохи.
В середине XIX века П.А. Кропоткин (между прочим, автор термина «вечная мерзлота») привел наиболее полные и убедительные доказательства ледниковой теории. Суть ее в том, что многочисленные и разнообразные факты свидетельствуют о существовании в недавнем геологическом прошлом эпохи, когда великие ледники покрывали обширные пространства Северной Евразии и Северной Америки. При этом значительно менялись природные зоны и климатические пояса планеты.
«Теснейшая связь ледниковых периодов с областями охлаждения, — писал Вернадский, — совершенно ясна... Ледниковый период — это период, отвечающий расширению области охлаждения... Есть пульсации кри-осферы на нашей планете. Пульсациями криосферы будут ледниковые периоды».
Казалось бы, незначительное событие — увеличение морозного слоя атмосферы (или приближение его к земной поверхности) — вызвало колоссальные последствия для всей области жизни. Огромные массы льда накапливались в приполярной зоне, растекаясь под собственной тяжестью на сотни километров к югу. От их морозного дыхания менялся климат, смещались ландшафтные зоны. Значительная часть солнечных лучей отражалась ледяным покровом, уходя в космическое пространство. От этого снижалась общая температура у земной поверхности.
Под неимоверной тяжестью «ледяной пяты» земная кора прогибалась на многие десятки метров. Вода, замороженная в ледниках, изымалась из Мирового океана, уровень которого от этого опускался на десятки метров. Осушались обширные прибрежные пространства — шельфы. Перераспределение масс воды и льда на земном шаре сказывалось на скорости его вращения, что могло активизировать вулканизм, землетрясения, движения блоков земной коры...
Вот неполный перечень событий, вызванных пульсацией криосферы. И вряд ли случайно именно в такую эпоху наиболее активно шла биологическая эволюция наших предков. Человек — дитя ледниковой эпохи, времени наиболее резких колебаний криосферы.
В настоящее время, когда техническая цивилизация уничтожает лесные массивы, создает техногенные пустыни и выбрасывает в атмосферу огромные количества двуокиси углерода и других техногенных газов, со всей определенностью проявляются аномалии погоды и общее потепление на планете. Все эти процессы сказываются на состоянии криосферы, но, к сожалению, на это исследователи практически не обращают внимания.
458 100 ВЕЛИКИХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ОТКРЫТИЙ
Происходит это по причине значительной инертности научной мысли, растекающейся по уже протоптанным путям. А цельного учения о криосфере так и не создано.
Выходит, великое открытие гениального ученого-мыслителя М.В. Ломоносова до сих пор еще не оценено по достоинству. Остается надеяться, что рано или поздно (лишь бы не слишком поздно) будет создано комплексное учение о морозном слое Земли — криосфере.
ДИНАМИКА МИРОВОГО ОКЕАНА
Морские течения нередко называют реками в океанах — образно, но не совсем верно. Несоизмеримы масштабы: один лишь Гольфстрим переносит в десятки раз больше воды, чем все реки мира, вместе взятые. По составу текучая океанская вода практически не отличается от той, которая движется медленнее и образует как бы ложе для течения. Характер океанских потоков отличается своеобразием и образует глобальные круговороты с отдельными ответвлениями...
Впрочем, мы забегаем вперед. То, что сейчас для нас представляется вполне естественным и привычным, зримым (при взгляде на карты и глобусы, где отмечены течения мирового океана), — все это сравнительно недавно, 3—4 столетия назад, представляло собой географическую проблему, со всей полнотой даже еще не поставленную.
Одно из первых упоминаний о морских течениях и водоворотах мы находим в древнегреческом предании о Сцилле и Харибде (оно воспето Гомером в связи с плаванием Одиссея). Считается, что речь идет о Мессин-ском проливе, разделяющем южную оконечность Апеннинского полуострова и острова Сицилию (созвучие со Сциллой очевидное). По-видимому, здесь наиболее часто суда древних греков попадали в водовороты и сильные течения, выбрасывавшие их на скалы.
Согласно одной из версий. Мировой океан находится в постоянном движении, омывая сушу. Однако никто в древности не знал, что это за океан, есть ли у него пределы, почему и каким образом движутся его воды. Об этом на практике приходилось узнавать мореплавателям, которые дерзали удаляться от берегов. В те времена наиболее полные сведения о крупных морских течениях имели жители островов Индийского и Тихого океанов, которые отваживались на сверхдальние плавания. Но их знания так и не вошли в анналы науки, поэтому могут считаться географическими открытиями лишь предположительно.
В конце Средневековья, в эпоху Великих географических открытий, мореплаватели Португалии, Испании, Голландии, Британии собирали свеДИНАМИКА МИРОВОГО ОКЕАНА 459
дения о морских течениях, но не желали делиться своими знаниями с конкурентами. Поэтому подобные данные оставались разрозненными и неопределенными.
Так, флотилия Колумба пересекала Атлантический океан, смещаясь к югу, в струе Северного экваториального течения. У них сложилось убеждение, что воды океана движутся «на запад вместе с небом».
Несколько позже, в 1513 году, Хуан Понсе де Леон — участник второй экспедиции Колумба, ставший губернатором Пуэрто-Рико, организовал морскую экспедицию, в составе которой было необычайно большое количество пожилых и больных матросов. Это было, по-видимому, самое великовозрастное и «больнообильное» мероприятие за всю историю мореплавания. Объяснялся такой казус изначальной задачей флотилии: отыскать легендарный остров Бимини, на котором находится источник вечной молодости и здоровья.
Курсом на северо-запад флотилия Понсе де Леона прошла Багамские острова и встретила, наконец, большую землю, которую они поначалу приняли за Бимини. Во всяком случае так отмечено было на карте, составленной старшим кормчим Антоном Аламиносом. Испанцы курсировали вдоль берега, постоянно высаживаясь и пробуя воду из всех встреченных источников и ручьев. Чуда не происходило, никто из них не омолодился, лишь пережили несколько неприятных встреч с туземцами — рослыми, сильными, вооруженными луками и копьями.