Капли девонского дождя

Глава 2 Сферы хрустальные

Для очень маленьких детей главное в игрушке — ее внешность. Они радуются ярким краскам и причудливым фигурам. Они могут без устали трещать погремушкой, не заботясь ни о чем на свете.

Дети постарше — вдумчивые исследователи. Их занимает важный вопрос: что же скрыто внутри куклы? Какая сила движет заводной автомобиль?

Во всем так: при первом знакомстве примечаешь внешний вид, а там настает черед заинтересоваться содержанием.

Глобус похож на футбольный мяч. Он пуст внутри. Словно нет у Земли атмосферы и глубоких недр.

Воздух прозрачен и потому не виден. Земная твердь непрозрачна, и потому мы видим лишь ее поверхность.

С давних пор стремился человек постичь, как устроены Земля и небо, из чего они состоят.

Инки, «дети Солнца», древние обитатели Центральной Америки, единство мироздания олицетворяли в Ометеотле — вездесущем:

«Мать богов, отец богов, старый бог, распростертый в центре земли, заключенный в бирюзовую темницу. Ты, который находишься в водах цвета голубой птицы, тот, который скрыт облаками. Старый бог, который живет среди теней из мира мертвых, властелин огня и года».

Но в единой природе существуют непохожие друг на друга вода, воздух, суша, и они, в свою очередь, неоднородны. Девять подземелий, девять мрачных адов, располагаются одно под другим. Тринадцать небес — прозрачных потолков — поблескивают светлячками звезд.

Небольшой северный народ манси, не имевший представления о далеком заморском континенте, передавал из поколения в поколение сказание о Земле, устроенной в виде трех ярусов, и о трехъярусных небесах над ней.

Известный нам Козьма Индикоплов упоминал о небесных сферах — месте обитания ангелов и планет. В русском переводе его «Христианской топографии» схема небесных сфер была для наглядности дополнена фигурами ангелов.

Мысль о многослойности Земли и неба нравилась и Магомету — неистовому пророку, вдохновенному и неграмотному автору Корана. Он красочно описал шесть подземных отделений ада — бездны страданий и ужасов, — и семь небесных сводов, без единой подпорки, одной лишь волею аллаха царящих в вышине. Подземелья были уготованы противникам магометанства. Небеса — место вечных радостей — сторонникам и верным слугам пророка Магомета.

Христианский писатель Фома Аквинский, живший в XIII веке, Землю представлял в виде шара. Словно драгоценное зерно, хранится она в хрустальной многослойной скорлупе. Ближняя к Земле сфера принадлежит Луне. Лунную сферу обволакивает солнечная. Далее располагается единая сфера Венеры и Марса. Легкокрылые ангелы без устали крутят прозрачные оболочки. А над миром восседает триединый бог, наслаждаясь хрустальной мелодией небесных сфер.

Картина получалась образной, завершенной и фантастичной.

Три столетия спустя на одной из карт был изображен земной шар, насаженный на прочный вал, как утка на вертел, и ангелы на полюсах, вращающие этот вал. Изумительное смешение фантастики с реальностью!

Великого математика и астронома Иоганна Кеплера поражали четкие соответствия в движениях небесных тел. В своем труде «Гармония мира» он уподоблял эти математические соответствия музыкальным созвучиям. Он тоже писал о музыке небесных сфер. Это, конечно, не имело никакого отношения к математике и астрономии, зато было близко к поэзии.

А великий Данте в своей «Комедии», которую стали называть «Божественной» за ее совершенство, помимо гармонии строк стремился и к чисто математической гармонии. «Божественная комедия» построена по закону «магических цифр» — 3, 9, 10. В ней 3 части по 33 песни, всего — 99, со вступлением 100.

Закону «магических цифр» подчинил Данте и мироздание. Духам умерших открыты 9 райских сфер, 9 ступеней чистилища. Для грешников разверзнуты 9 кругов ада.

Идея сферичности Земли и неба прочно утвердилась в поэтических представлениях людей.

Во второй половине прошлого века замечательный австрийский геолог Э. Зюсс вновь предложил выделять земные сферы.

Зюсс был одним из тех геологов, которые не только исследуют природные явления пунктуально и внимательно, как мертвое тело в анатомическом театре. Зюсс постоянно восхищался неуловимой, живой прелестью гор, долин, скал, деревьев. В свою рабочую полевую книжку он заносил не только обычные геологические схемы, объясняющие условия залегания слоев. Он рисовал и аккуратные домики, и деревья, и дальние контуры хребтов.

Его называли «геопоэтом» не без некоторой иронии. Многие ученые-педанты не разделяли его восторженного отношения к природе. Им не нравился образный, живой язык его научных произведений. Но были и такие геологи, которые имели на этот счет прямо противоположное мнение.

Академик Обручев писал: «Эпитет „геопоэт“ является почетным. В общении с природой — величайшим поэтом — Зюсс черпал вдохновение и облекал свои научные труды в художественную форму; сухой перечень фактов превращался под его пером в красочное описание, доступное широкому читателю».

Именно геопоэтами лучше всего называть великих естествоиспытателей: Джордано Бруно, Гете, Гумбольдта, Леонардо да Винчи, Ломоносова…

Зюсс первым из геологов сумел мысленно охватить всю Землю, с ее океанами, материками, горами. Французский геолог прошлого века Термье так охарактеризовал его книгу «Лик Земли»:

«Вся эта книга изображает нашу планету как бы издалека, как видел бы ее путешественник, приближающийся с другой планеты нашей Солнечной системы… После современного поколения, которое буквально выросло на этом сочинении, многочисленные поколения геологов будут формироваться под его сенью, будут жить идеями Эдуарда Зюсса, применять его метод, говорить его языком, таким особенным, образным и пластическим, который оживляет камни, океаны, горы».

Зюсс не считал мнение свое единственно верным, сердцем ощущая неисчерпаемость тайн природы. Последний том своего труда «Лик Земли» закончил он словами:

«Многочисленные вопросы и сомнения остаются в результате этого несовершенного опыта обзора лика Земли, подобно нитям, спускающимся с концов незаконченной ткани».

Ткань научных идей, к счастью, никогда не будет завершена, а замечательная мысль о геосферах — многослойной скорлупе планеты — остается путеводной нитью многих геологических теорий, позволяет изучать всю планету по стройной системе.

Именно Зюсс, сочетавший в себе знание наук с поэтическим воображением, ввел в геологию множество новых точных и мудрых названий, и среди них: гидросфера, биосфера, литосфера.

Говоря о строении Земли, ученые не ссылаются на Магомета или Фому Аквинского, на Данте или индийских мудрецов. Легендарные их сферы остались поэтическими сравнениями, догадками без доказательств. Такова уж судьба многих замечательных по своей красоте и прозорливости мыслей древности.

Мягкое прозрачное одеяло окутывает планету. Это атмосфера — воздушная оболочка Земли. Ее не назовешь невесомой. Толща воздуха давит на каждого из нас с силой около пятнадцати тысяч килограммов. Ею мы не раздавлены потому, что наши клетки создают «противодавление», сопротивляясь сжатию. За единицу давления — одну атмосферу — принято давление воздуха на квадратный сантиметр поверхности Земли.

В воздушном океане вскипают могучие вихри, текут прозрачные потоки. Он пронизан солнечными и космическими лучами. Его придонная область, в которой мы живем, называется тропосферой.

Второй газовый слой, обволакивающий Землю, — стратосфера.

Третья, внешняя оболочка планеты — ионосфера — оканчивается далеко от земной тверди, там, где еще может удержать некоторые ионы ослабевшее земное притяжение.

Толщина тропосферы совсем «крохотная» — около десяти километров. Зато она составляет четыре пятых части всей атмосферы по весу, потому что именно здесь находятся самые плотные, самые тяжелые ее слои.

В тропосфере, невидимые нашему глазу, содержатся и минеральные соли, и пыль, и различные газы. Но больше всего здесь азота — 75,7 % и кислорода — 23,01 %. Из других газов: аргона — 1,28 %, углекислоты — 0,03 %. На долю всех остальных приходится самая малость.

Состав тропосферы в различных частях земного шара имеет свои особенности. А в прежние времена он и вовсе не походил на современный.

Зеленые волшебники — растения — за сотни миллионов лет создали современную атмосферу, насыщенную живительным кислородом.

Человечество ежегодно выдыхает миллион тонн углекислого газа. А ведь, кроме нас, дышат и животные, не прекращают свои ядовитые испарения вулканы, загрязняют воздух тысячи огромных городов, заводов и фабрик.

Ухаживая за деревьями, сажая их, мы не только ожидаем аппетитных плодов. Растения дарят нам бесценное сокровище — кислород.

Нелегко растениям очищать тропосферу. Гигант эвкалипт за день перерабатывает менее полкилограмма углекислого газа — третью часть того количества, которое выдыхает человек за это же время.

Некоторые химические элементы, свободно блуждающие в атмосфере, несут нам свет.

Атомы неона встречаются в десятки тысяч раз реже, чем атомы азота. Но именно их извлекают из воздуха заводы. Именно они, распростившись со «свободной» стихией, замыкаются в стеклянных трубочках и вечерами вспыхивают, словно крохотные разноцветные солнца.

Воздух тропосферы — водонос. Без устали катит он по небу белые облака, насыщенные влагой. Вес их — десятки, тысячи, миллионы тонн!

Воздух могуч. Вздымая пыльные бури, легко переносит он тысячи тонн земли на сотни и тысячи километров. Может он и удивить людей какой-нибудь шуткой: то бросает на поля с дождем рыб и лягушек, то щедро сыплет пшеницу с неба (предварительно взметнув все это с земли). Такие подарки наводили прежде людей на мысли о верхнем обитаемом мире. Представлялось, что и там рыбаки ловят рыбу, земледельцы выращивают пшеницу.

Потоки воздуха увлекают за собой воды океана. Возникают могучие морские течения.

От больших скоплений колоссальных воздушных масс может даже чуть-чуть изменяться скорость вращения Земли.

Перед ненастьем резко понижается давление воздуха. Ткани мышц, привыкшие к большой нагрузке, словно раздуваются изнутри. Они давят на нервные волокна. Животные и люди ощущают недомогание.

Даже заскорузлая поверхность Земли реагирует на смену атмосферного давления.

Иногда перед непогодой начинают трещать, лопаться и осыпаться со склонов глинистые сланцы. Их так и называют трескунцами или лопунцами.

Понижение давления атмосферы возбуждает деятельность вулканов. Это, например, случается со Стромболи в Средиземном море. Перед штормом он извергается с особой силой. Моряки научились по нему даже предугадывать погоду.

Резче всего изменяются свойства тропосферы с высотой.

Подъем на заоблачную вершину — самый короткий путь к вечным льдам. Чтобы по меридиану миновать все климатические зоны от экватора до полюса, требуется преодолеть десяток тысяч километров. Подобное путешествие от жаркого подножия до снеговой шапки горы займет совсем немного времени.

Высота негостеприимна. Чем выше, тем меньше кислорода, меньше водяного пара. У верхней окраины тропосферы человек задыхается в разреженном воздухе, как рыба, вынутая из ее привычной плотной среды. Толщина тропосферы от 8 километров (у полюсов) до 17 километров (над экватором).

На окраине тропосферы первый морозный барьер: температура воздуха снижается до –50°, –80 °C.

Отсюда начинается следующий газовый слой — стратосфера.

Холода в стратосфере не более жестоки, чем в Антарктиде (хотя плотность воздуха в десятки и сотни раз меньше). На высоте 25–30 километров стоит неизменное «стратосферное лето» с плюсовыми температурами, близкими к нулю. А еще выше вновь начинается похолодание, и к верхнему пределу слоя, ко второму морозному барьеру, стужа становится еще более жестокой, чем на нижней границе.

«Отопляет» центральную часть стратосферы слой озонированного воздуха — своеобразная прокладка между двумя морозными панцирями.

Силой космического излучения в стратосфере происходит расщепление молекул кислорода — O₂ — на два атома. Эти осколки, прилипая к уцелевшим молекулам, образуют озон — O₃.

Озоновый слой частично поглощает ультрафиолетовые лучи, губительные для живых существ. Он обращает в тепло их смертоносную силу. Столь полезная и ответственная работа совершается ничтожными средствами: даже в самой гуще слоя содержится лишь одна четырехмиллионная часть озона.

В восьмидесяти километрах от поверхности земли начинается ионосфера. Ее верхняя граница теряется в космосе. Огромная и пустыннейшая область. Даже атомам здесь не тесно. Они редки, как одинокие путники в пустыне (в тропосфере их плотные толпы).

Бешеный вихрь космических лучей сдирает с одиноких атомов их электронные оболочки. Атомы превращаются в ионы.

Высшие небесные сферы некогда считались и самыми прекрасными. Ведь они ближе всех к Солнцу! Так и говорили: «Он находится на седьмом небе». Это значило, что человек счастлив, как в раю.

А в действительности самое высокое «небо» — самое неуютное. Здесь кончается наша обжитая планета.

Ионосфера — самая раскаленная из воздушных сфер. Начиная со второго ледяного барьера она неуклонно нагревается. На высоте 200 километров температура превышает 600 °C.

Узнать температуру атмосферных высот нельзя при помощи наших привычных градусников или иных измерительных приборов. Помогают формулы физики. Температура высот вычислена учеными в тиши кабинетов, по зависимости температуры от плотности, давления и среднего веса молекул или атомов газов.

А что находится за ионосферой? «Открытый космос»?

До недавнего времени считалось именно так.

В начале нашего века некоторые ученые предполагали, что Земля, обладающая сильными магнитными свойствами, может ловить в свои магнитные поля электрически заряженные частицы (главным образом электроны и протоны, поступающие с лучами Солнца).

Советские и американские спутники подтвердили это предположение. Они обнаружили два радиационных пояса — большой и малый, — двумя кольцами окружающие планету. Внутренний пояс располагается на расстоянии около 25–35 тысяч километров от поверхности Земли, второй тянется до 40–60 тысяч километров. На стороне, обращенной к Солнцу, кольца толще.

О происхождении, а также влиянии на Землю радиационных поясов известно еще очень мало. Однако даже скудные сведения, которые имеются сейчас, крайне важны. Например, для безопасности полетов космонавтов: пребывание в пределах этих поясов (особенно в период солнечной активности) угрожает здоровью людей.

Что для нас привычнее воды? Ее простенькая формула, кажется, понятна до предела. Два атома водорода и один атом кислорода. Чего еще проще? Это и есть вода — одно из самых загадочных веществ на свете.

Вечный бег волн, стремительные струи потоков, грохочущие водопады и трезвонные, как птицы, ручейки… Есть в воде что-то живое, одухотворенное. И потому фантазия человека населяла реки наядами и русалками, моря — тритонами и нереидами.

У каждого народа создавалось собственное представление о боге моря. Джебису в Японии, младший брат Солнца, повелевал водами океана, а Мидсуно-Ками — водами суши. Камчадалы поклонялись Митгку, великому духу моря, посылающему рыбу вверх по рекам к людям. Перуанцы называли море Мамакоче — матерью, кормилицей.

Некогда у греков старец моря Нерей — отец нереид — скромно жил в подводных пещерах. Но уже Гомер воспел великого Посейдона, бога морей, колебателя Земли, запрягающего златогривых скакунов своих, чтобы из океанских пучин промчаться к горе Олимп на собрание богов. Подобное же превращение свершилось и с владыкой океана Гуной на берегах Гвинеи. Чем ближе знакомились люди с морем-океаном, тем ниже склонялись перед его мощью.

Самое удивительное то, что не могли люди представить всеобщее единство воды — морской, наземной и небесной. Для каждой речки, для каждого озерка придумывалось свое собственное божество.

При переходе персидской армии через реку Гинду — приток Тигра — утонула одна из священных лошадей царя Кира. Взбешенный Кир приказал воинам перекопать реку сотнями канав. И многоводную Гинду можно было теперь переходить вброд.

Другой персидский царь, Ксеркс, повелел палачам нанести непокорному Геллеспонту (пролив Дарданеллы) триста ударов кнутом, а в его воды бросить пару кандалов.

Капризные и жестокие персидские тираны не задумывались над тем, что реки впадают в море, что воды пролива принадлежат океану, а значит, обида, нанесенная реке или проливу, может разгневать могущественного морского владыку. Не думали об этом и мудрые советники полководцев, не думали воины. Потому что единство всех вод нашей планеты осознали люди много позже.

Впрочем, одна из древнейших философских идей греков придавала воде величайшее значение: Фалес Милетский считал ее основой всех основ, началом всех веществ, выражением единства мироздания.

Все это были выдумки. В зеркале вод люди видели собственное отображение, наделяя каждый водоток или водоем человекоподобными божествами. Под стать красивым легендам была идея Фалеса.

Прошли столетия, прежде чем геологи сумели осознать и великое единство земных вод, и великое отличие водной среды от всех прочих.

Ученые свергли мифических богов с их тронов. Обширные владения морских царей разделили на три части. Морями и океанами стали ведать океанографы, водами суши — гидрологи, а подземными водами — гидрогеологи.

Наука провозгласила единство земных вод. Нарекли это великое всепланетное царство гидросферой (от греческого слова «гидер» — вода). Раскинулось оно на две трети поверхности Земли.

Освободившись от страха перед властителями вод, человек стал исследовать неспокойную стихию.

Проникнуть в глубины гидросферы не просто. Царят там чудовищные давления, для которых броня современных подводных лодок — что скорлупа яйца. После изобретения в прошлом веке скафандра стала доступна людям верхняя стометровая пленка непокорного океана. Лишь в песнях сказителей удалой гусляр, молодой купец, по имени Садко, запросто спустился на самое дно морское да пошел поигрывать на струнах звончатых, аж сам угрюмый царь подводный не сдержался — ногой притопнул да и в пляс пустился: насилу его угомонили.

В 1934 году В. Бииб в стальном орехе — батисфере — достиг глубины тысячи метров. Девятнадцать лет спустя француз Пиккар построил батискаф. В отличие от батисферы, привязанной тросом к кораблю, батискаф может плавать самостоятельно.

В аппарате Пиккара удалось достичь глубины 3150 метров. А в 1960 году Жак, сын Пиккара, в батискафе собственной конструкции установил мировой рекорд погружения: достиг дна Марианской впадины (глубина 10 919 метров).

Глаз ученого стремится к недоступному. Интереснейшие наблюдения проводятся глубоководными исследователями. (Правда, Пиккар и его спутник на рекордной глубине ощущали такое волнение, что наблюдений почти не вели.) Однако основные сведения о гидросфере собраны учеными в нашей привычной среде, в лабораториях — надводных и наземных.

Поверхность геоида на суше вздыблена грядами гор, изрезана долинами. На море она почти идеально гладкая, лишь чуть шершавится ветром.

Спокойная ровность поверхности вод обманчива. Скрывает она под монолитной толщей своей невидимые снаружи выси и провалы дна. Подводное царство имеет свои горные гряды, обширные плато, глубоко врезанные долины. Ученые судят о них по слухам, в полном смысле этого слова.

Рассказывает людям о строении нижней границы гидросферы отзывчивое эхо. (Эхо — имя нимфы. Она от любви к самодовольному Нарциссу лишь безропотно повторяла его слова и исчезла наконец. Остался только ее голос.)

Эхолот — измеритель глубин, — как чуткое ухо летучей мыши, ловит отраженные звуки. Посылается в воду звук — отражается дном, ловится отзвук. Чем глубже дно, тем дольше приходится бежать звуковым волнам до дна и обратно, тем больше интервал между сигналом и его отражением.

Отзвук — тень звука. Эратосфен сумел использовать световую тень. Эхолот — прирученная звуковая тень.

Современные эхолоты не только рассказывают, но и показывают. Беспрерывно с судна звучат сигналы, отражаются дном и возвращаются назад. Эхолот самостоятельно выписывает на бумажной ленте все изгибы далекого дна. Самостоятельно! Не то что робкая нимфа…

Кажется, давно открыты все горные хребты, все долины. Но нет!

В 1951 году советские ученые открыли два новых горных массива и назвали их именами Ломоносова и Менделеева. Обнаружили хребты не географы, а гидрографы в Северном Ледовитом океане. А сколько еще открытий впереди!

В океанах самые сильные движения воды близ поверхности, у вершин подводных гор. В подводных расселинах течения медленнее, неприметнее.

Там, где океан воды граничит с воздушным, где могучие атмосферные вихри увлекают за собой медлительные воды, возникают океанические течения. Гигантские водовороты кружатся в чашах океанов, влекомые силами, которые возникают при вращении Земли. Они несут тепло тропиков к северным странам, а ледяные воды с ледышками-айсбергами — к жаркому экватору.

Гидросфера плотно опоясала земной шар. И то, что она занимает ²/₃ земной поверхности планеты, — очень существенно. Ведь вся поверхность Земли ловит лучи Солнца. И больше всех — вода. Она, как известно, дольше, чем суша, хранит тепло. Когда на континенте застывает почва и озера покрываются ледяным щитом, на тех же широтах океан хранит еще тепло летних дней и влажными туманами смягчает силу мороза.

Гидросфера — аккумулятор тепла и его распределитель. Такое течение, как Гольфстрим, влечет с собой в двадцать пять раз больше воды, чем все реки Земли. Тепло Гольфстрима ослабляет на 15–20° скандинавскую стужу, так что даже в самый холодный месяц года — январь — средняя температура воздуха в Норвегии немногим ниже нуля. И это возле полярного круга!

Ежегодно полмиллиона кубических километров воды поднимается в воздух, чтобы осыпаться вниз дождем, инеем, снегом, градом, росой… Каждая капелька, каждая росинка, для того чтобы оторваться от земли, взмыть в небо, испариться, должна запастись энергией. Она получает ее от доброго, теплого Солнца. (Нам, людям, для испарения такой массы воды потребовалось бы вырабатывать в тысячи раз больше энергии, чем используем мы сейчас.)

Тепло водяного пара поднимается вместе с ним в атмосферу и идет на «отопление» планеты.

Но, кроме всего этого, у геологов к морям есть особый интерес. В их недрах неустанно, непрерывно происходит образование осадков. Большая часть горных пород, доступных наблюдению, образовалась в воде — точнее, на дне водоемов.

Когда журналисты пишут про тайны океана, они очень часто упоминают об ужасных морских драконах, гигантских кальмарах, чудовищных змеях.

Главные тайны океанов куда более серьезны, увлекательны, загадочны. Они связаны не с какими-нибудь отдельными видами животных (этих видов в гидросфере сотни тысяч), а со всеми животными, со всей сушей, со всей планетой.

До сих пор остается величайшей загадкой появление жизни на Земле. Некоторые ученые считают, что жизнь во Вселенной вечна (как и сама Вселенная): мельчайшие живые клетки пронизывают космос, мчатся в световых лучах, оседая и расцветая на планетах. Подобные взгляды обычно называют фантастическими, потому что большинство ученых верят в происхождение живого вещества из неживого.

Если на нашей планете действительно некогда родились первые живые существа, то ключ к решению этой проблемы скорее всего спрятан в воде. Точнее, где-то в прибрежной части древнейшего моря, на стыке трех сред: воды, воздуха, земли.

А как появилась сама вода? Восполняются ли ее запасы непрерывным притоком раскаленного пара из земных недр? Или многие миллионы лет гидросфера остается неизменной? Или высыхает?

Вопросы, вопросы…

В науке их всегда больше, чем ответов.

«Жизнь поистине является одной из наиболее могучих геохимических сил нашей планеты», — писал гениальный русский ученый В. И. Вернадский.

На соединении земной тверди, воздуха и воды шумят растения, снуют животные, кишмя кишат невидимые нашему глазу микробы. Пульсирующая пленка жизни!

Все живые существа вместе — люди, животные, растения, бактерии — и среда их обитания составляют великую живую оболочку планеты — биосферу (от греческого слова «биос» — жизнь).

Вес биосферы, по сравнению с весом Земли, совсем неприметный: какой-нибудь миллион миллиардов тонн. Земля в шесть миллионов раз тяжелее своей живой оболочки.

Однако сила биосферы колоссальна.

Миллионы лет, из года в год, медленно, как тихий снег, оседают на дно моря малюсенькие домики-раковины (одна устрица, чтобы соорудить свою раковину, перерабатывает тысячу тонн воды. Быть может, и мы когда-нибудь научимся создавать машины, которые станут извлекать из морской воды растворенные там вещества). В конце концов раковины образуют слои горных пород толщиной в несколько километров.

Живые организмы обладают способностью «впитывать» химические элементы и включать их в кругооборот жизни, который заканчивается накоплением органического вещества и содержащихся в нем химических элементов. Отдельные живые существа — словно крохотные заводы, добывающие те или иные химические элементы, рассеянные повсюду. Моллюски «добывают» медь; медузы — цинк, олово, свинец; губки — йод; серные бактерии — серу.

Живые организмы сконцентрировали в одних только известняках огромное количество угольной кислоты — в несколько тысяч раз больше массы всех льдов нашей планеты. А льда на Земле так много, что если он вдруг весь растает, уровень мирового океана повысится более чем на полсотни метров.

Множество сокровищ накопила в Земле биосфера. Ею созданы крупнейшие в мире месторождения угля, железа, марганца, бокситов, писчего мела, фосфоритов.

Необходимая составная часть всего живого — углерод. Атомы его очень «дружелюбны». Они охотно образуют самые разнообразные соединения с атомами кислорода, водорода, азота и других элементов.

Бесчисленное разнообразие химических соединений углерода — основа для всех живых существ Земли. Он незаменим в углеводах, белках, жирах и во многих других органических соединениях.

Еще одно вещество жизни — фосфор. Он придает прочность костям животных.

Голубой холодный свет излучает фосфор. В средние века за эту свою особенность он слыл всемогущим философским камнем.

Ровное свечение фосфора в темноте наводит на мысль о великом свете разума. Действительно, клеткам мозга фосфор необходим.

Люди добывают фосфор из земли для удобрения полей. В биосфере атомы фосфора переходят из минералов через корни в плоть растений. Из растений они переходят в мясо, кости и мозг животных. После смерти живых существ фосфор из их тел переходит в землю, накапливается там, чтобы затем вновь пройти извечный круговорот жизни и смерти.

Подобно титанам, рожденным от Геи — Земли и Урана — неба, живые существа обязаны своей жизнью не только матери-Земле, но и космосу. Щедрые лучи Солнца и космическое излучение, смягченное и ослабленное воздухом, питают биосферу. Она насыщена энергией Солнца и космоса, непрерывно ее накапливает.

Лик планеты преображен силой жизни. Деревья, травы, кустарники, сибирская тайга, африканские джунгли — зелень, зелень, зелень… Несметные полчища живых существ — от микроскопических до гигантских — на суше, в воде, в воздухе, под землей.

Тонкая пленка почвы так густо насыщена организмами, что ее саму можно считать живой.

Жизнь — величайший химик. Создает она тысячи соединений. Да и сама многолика, разнообразна. Сейчас известно более миллиона видов живых существ, а различных неорганических соединений (минералов) около трех тысяч.

«Химические эксперименты» живой материи важны и интересны. Создана специальная наука, их изучающая, — биогеохимия. Основал ее наш великий соотечественник В. И. Вернадский.

Словно фантастический оборотень, принимает жизнь множество обличий, переходит из одной формы в другую. И непрестанно работает, работает, работает, бросая вызов косной материи, борясь со слепым стремлением неживой природы к равновесию, к неподвижности, к вечному покою.

Живое вещество коренным образом отличается от неживого: оно непрерывно обновляется (размножение); изменяется и усложняется со временем (эволюция); приспосабливается, видоизменяясь, к различным природным условиям; реагирует на изменения внешней среды, действуя сообразно этим изменениям. Оно удивительно сложно устроено и сохраняет это свое качество, тогда как неживая природа обычно стремится к упрощению, к устойчивости.

В неживой природе встречаются процессы чем-то подобные деятельности живого вещества, но они теряются в общем стремлении неживой материи к равновесию.

Благодаря деятельности людей, благодаря человеческому разуму, появилась на Земле новая сила, преобразующая природу, — сила техники. Она продолжает все те процессы, которые шли прежде в биосфере, продолжает геологическую работу живого вещества.

И каждый из нас — участник созидания этой невиданной ранее сферы планеты. Ей мы принадлежим всей нашей жизнью, деятельностью и смертью, всеми нашими мыслями. Мы — мельчайшие частички ее, а она — частица Земли.

Усилиями миллионов людей создавалась и создается необычайная оболочка Земли. Здесь деятельность человека, утысячерившего свои силы машинами, является самой могучей, самой активной геологической силой.

Эту оболочку планеты нередко называют ноосферой («ноос» — по-гречески «разум»). Быть может, точнее называть ее техносферой, потому что разум человека не всегда может предвидеть последствия великого преобразования природы, совершаемого силой техники, не всегда направляет деятельность людей, которая подчинена не воле и желанию кого-то, а строгим законам природы (до сих пор еще почти не изученным). К тому же разум без техники бессилен свершить преобразования природы.

Мы свыклись с теперешним обликом Земли. Изучая в школах физическую географию, даже не задумываемся о том, как трудно ныне, почти невозможно выделить «естественные» ландшафтные зоны. Скажем, зону степей с их первобытными ковыльными просторами.

На бескрайних нивах колосятся посеянные злаки, набухают в почве клубни, поднимаются «культурные» растения. Пасутся неисчислимые стада «культурных», выведенных человеком животных. Стоят возведенные людьми сооружения.

Леса занимают более четверти всей суши. Третья часть лесных массивов используется человеком.

Без удивления узнаём мы о создании новых рек (каналов), озер (водохранилищ), пещер (метро и шахт).

На земле, в лабораториях ученых, на заводах, создаются сотни новых минералов, химических соединений, даже новые химические элементы. Выплавляются во все возрастающих количествах чугун, сталь, сплавы… Великие разрушительные силы природы не могут противостоять этому, хотя коррозия «сгрызает» за год ни много ни мало — 8 миллионов тонн железа; истирается в год, распыляясь, тонна золота.

В сферу своей деятельности вовлекает человек все новые и новые химические элементы. До XVIII века их было двадцать пять, в XVIII веке — двадцать восемь, а в начале XX века — шестьдесят. Сейчас используется около сотни химических элементов, а некоторые созданы искусственно.

В середине прошлого века удалось создать в лаборатории невиданное прежде вещество — легкий, белый, серебристо-блестящий металл. Его получали из расплавленных глин путем электролиза. «Серебро из глины» ценилось значительно дороже, чем любой драгоценный металл.

Это был алюминий.

Широко распространенное на земле вещество ценилось больше всех остальных!

Алюминия очень много. По весу он составляет десятую часть земной коры. Но в чистом виде он не встречался в природе до прошлого века. Он — составная часть множества минералов и горных пород: полевых шпатов, бокситов, гранитов, глин. Окись алюминия — минерал корунд — по твердости своей уступает лишь алмазу. Пунцовый рубин и синий сапфир красотой своего цвета обязаны присутствию в их кристаллических решетках атомов алюминия.

Алюминий в три раза легче железа. К тому же он прочен и вязок. Он не боится коррозии: в присутствии кислорода покрывается плотной и тонкой пленкой окиси, которая не дает кислороду проникать в глубь. (Не то что рыхлая окись железа — ржавчина!)

Вот почему стал алюминий металлом самолетов. Вот почему называют его металлом двадцатого века.

Атмосфера Земли с появлением промышленности неуклонно изменяется.

Содержание в ней углекислоты выросло почти в полтора раза (результат сжигания угля, торфа, дров). Углекислый газ, в свою очередь, препятствует отдаче тепла земной поверхности в космическое пространство, «отепляет» планету.

От ядовитого дыхания миллионов машин, фабричных труб, самолетов и кораблей появились в атмосфере новые соединения. Города курятся, словно вулканы. Берлин выделяет углекислоты в три-четыре раза больше, чем один из крупнейших вулканов Америки — Котопахи.

Тучи пыли вздымаются над промышленными районами.

В Ливерпуле на один квадратный километр за год выпадает семьсот тонн пыли, а на всю Англию — четыре с половиной миллиона.

Город — детище человека. Огромные, четкие кристаллы домов. Земля покрыта прочной корой асфальта. Врезаны в небо вышки, трубы с темными флагами дыма; непрестанно гудят машины. А ночами проплывающие над ними облака освещены электрическим заревом.

В городе свой, особый климат. Он мягче, чем в окрестностях. Туманов здесь больше вдвое или втрое, среднегодовая температура на 1–2° выше. Зимой здесь тратится на отопление почти столько же тепла, сколько поступает от нежаркого зимнего солнца. Весна приходит сюда раньше, чем в окрестные поля и леса.

Действуют в техносфере не только животворные, созидающие силы. Увеличивается радиация. Гибнут леса («Жалко леса на скверные книги», — сказал чешский поэт Незвал). Уничтожаются целые виды животных (например, тур, тарпан, стеллерова морская корова; в Кении за год сейчас убивают пять тысяч слонов).

Это — зло, которое необходимо превозмочь.

Скорость развития техносферы, ее превращений несоизмерима с геологическим масштабом времени, где единица измерения — миллион лет. Если развитие биосферы сравнить с медленным тлением или ровным горением, то возникновение техносферы — яркая вспышка, взрыв.

Человек, повелевая всемогущим великаном — техникой, способен за недолгие годы совершить то, на что прежде природе требовались сотни веков (изменить русла рек, создать новые минералы, вывести новые виды животных и растений, переместить огромные массивы горных пород — целые горы!). Ежегодно десятая часть суши обрабатывается человеком. Стада послушных машин — помощников наших — исчисляются десятками миллионов «голов».

Техносфера настойчиво стремится к расширению, охватывает и подчиняет всё новые сферы Земли. Человек проник в тропосферу, а следом — в стратосферу, ионосферу и вышел в космос. Имеются планы создания вокруг Земли пылевых облаков, преломляющих лучи заходящего Солнца, изменяющих климат планеты. Человек достиг пределов гидросферы — океанического дна. Он неуклонно буравит Землю, стремясь пробить крепкую земную кору и достичь глубинных каменных сфер.

Наша планета излучает в космос мощный поток радиоволн — в миллионы раз больше, чем Венера или Меркурий, и почти столько же, сколько Солнце в периоды, когда на нем нет пятен. Это — голос техносферы.

Техника, управляемая разумом, становится космической силой.

Невиданной мощью обладает ныне человечество. Она возрастает из года в год. Все мы, люди, своим трудом, своими руками и мозгом участвуем в преобразовании небольшой, но неистово беспокойной планеты Солнечной системы.

Вот мы и добрались до тверди земной, снимая одну за одной сферы-скорлупы. Но, прежде чем углубиться в недра планеты (мы это сделаем в следующей главе), давайте припомним слова Иоганна Вольфганга Гете:

Как бы четко ни разделялись геосферы, есть нечто единое, связывающее их. Вернее даже, вся планета — единое целое, а уж дробим ее на отдельные части мы сами в своем воображении, чтоб легче ее было изучать.

Проще всего признать существование бога, воля и мысль которого объединяет разнородные части и регулирует их взаимосвязь. С точки зрения религии, такого объяснения вполне достаточно. Вспомните хотя бы всеобъемлющего Ометеотла инков, о котором говорилось в самом начале главы. Но ведь это поэтический образ, символ, аллегория — что угодно, только не научная мысль, подкрепленная убедительными фактами.

Мы знаем силу, сплачивающую все вещество Земли. Это сила тяготения. Она же регулирует взаимодействие небесных тел. Недаром Ньютон считал закон тяготения проявлением божественного порядка в природе.

И все-таки важнее, по-видимому, единство частей планеты в малом, в мельчайших атомах (или ионах), из которых состоят все геосферы.

Когда космический корабль разрывает путы земного притяжения, он все-таки остается частицей планеты — не потому, что «тяготеет» к ней, а потому, что состоит из ее плоти, из ее атомов.

Атомы непрерывно движутся внутри геосфер, переходят из одной геосферы в другую, испытывают воздействие солнечных и космических излучений, уносятся в космос и поступают из космоса на Землю…

«Я вспоминаю один вечер, тихий, прекрасный вечер в Крыму, — писал академик Ферсман. — Вся природа как будто бы уснула, и ничто не тревожило гладь спокойного моря. Даже звезды на черном южном небе не мерцали, а сияли яркими лучами. Замолкла жизнь вокруг, и казалось, весь мир остановил свое движение и замер в бесконечной тишине южной ночи.

Но как далека эта картина от истины и как обманчивы тишина и спокойствие окружающей нас природы!

Достаточно подойти и начать медленно вращать рукоятку радиоприемника, чтобы узнать, что весь мир пронизан мириадами несущихся электромагнитных волн. Измеряемые то несколькими метрами, то тысячами километров, бурные волны мирового эфира поднимаются на высоту озоновых слоев и обрушиваются вновь на Землю. Налагаясь одни на другие, они наполняют весь мир неслышными невооруженному уху колебаниями.

Со скоростями в тысячи километров в секунду несутся пары раскаленного вещества в атмосфере звезд, и в несколько минут вырастают громадные клубы газов в несколько тысяч километров, образуя сверкающие в короне солнца протуберанцы.

Вечно идет обмен атомами между воздухом и землей. Подвижные атомы кислорода внедряются из воздуха в организмы; молекулы угольной кислоты разлагаются растениями, создавая постоянный круговорот углерода, а в глубинах Земли, стремясь вырваться к поверхности, кипят огненные расплавы тяжелых пород.

Твердый и спокойный, лежит пред нами чистый и прозрачный кристалл. Казалось бы, что отдельные атомы вещества распределены в строго определенных узлах какой-то неизменно прочной решетки. Но это только кажется: они постоянно находятся в движении, вращаясь вокруг своих точек равновесия, постоянно обмениваясь своими электронами, и совершают свое движение по сложно повторяющимся орбитам.

Все живет вокруг нас. И чем больше наша наука овладевает природой, тем шире раскрывается перед ней действительная картина всех движений окружающего нас мирового вещества. И когда науке оказалось доступным измерение движения за время миллионных долей секунды… стало понятно, что нет больше в мире спокойствия, а есть лишь хаос постоянных движений, ищущих своего временного равновесия».

Каждая геосфера — это и есть область своеобразного равновесия тех или иных атомов.

Сейчас насчитывается более ста разновидностей атомов. Они называются химическими элементами.

Химические элементы не любят жить порознь. Они очень общительны. Некоторые из них образуют прочные соединения, которые в геологии называются минералами.

Есть и угрюмые отшельники, вроде золота и платины. Им нравится жить самим по себе. Они не желают объединяться ни с кем. Благородные металлы!..

В определенных условиях давления и температуры атомы могут образовывать газы, жидкости, твердые тела.

Жизнь непоседливых химических элементов, слагающих Землю, их движение, превращения и соединения изучает наука геохимия.

Физические свойства нашей планеты (температуру, давление, плотность и т. д.) исследует геофизика.

Работа геофизиков напоминает труд геодезистов. И те и другие, изучая Землю, не могут обойтись без графиков, математических расчетов, формул. Только взгляд геодезистов скользит по земной поверхности, а геофизики определяют с помощью своих приборов свойства горных пород, залегающих на недоступных глубинах. Делается это по-разному.

Переехав из Московской области в район Курской магнитной аномалии, мы не почувствуем особых перемен вокруг.

А если взглянуть на компас? Стрелка его неуверенно тычется из стороны в сторону. Необычайное событие: местная земля притягивает ее сильнее, чем могучие магниты полюсов. Компас сообщает геофизикам о магнитных свойствах не только всего земного шара, но и отдельных его участков.

Есть у геофизиков приборы несравненно более сложные, чем компас.

Изменения силы тяжести улавливают точнейшие гравиметрические приборы. Они позволяют судить о массе и плотности горных пород по силе их притяжения.

Земля испускает неощутимые нами радиоактивные лучи. В одном месте гуще, в другом — самую малость. Их фиксируют радиометры. С их помощью открывают ценные месторождения радиоактивных минералов.

Зондируя, пронизывая Землю электромагнитными волнами, можно уловить зоны, где одни горные породы сменяются другими (по смене электрических свойств). Столь же четко отзывается Земля на более грубые звуковые и механические колебания. И это используют геофизики для своих целей.

Приборы как бы многократно увеличивают восприимчивость органов чувств человека: слуха, зрения, осязания. Они позволяют фиксировать даже невидимые глазом излучения (ультрафиолетовые, радиоактивные), неслышимые ухом звуки (ультразвуки), неощущаемые электромагнитные волны…

Техника, направляемая разумом, способствует развитию знаний, прогрессу разума. Она помогает нам проникать научной мыслью в такие области планеты и космоса, куда без нее заглянуть было бы невозможно.